基于PLC彩灯控制Word文档下载推荐.docx
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灯管全部熄灭后，等待2S，再从8号灯管开始，按照8号?
2号?
1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。
全部点亮后持续20S，再按照1号?
8号的顺序熄灭，时间间隔仍为1S。
灯管全部熄灭后，等待2S，再重新开始上述过程的循环。
2系统总体方案设计
2.1PLC概述
2.1.1PLC的基本结构
PLC主要由CPU模块、输入/输出（I/O）模块、编程器和电源四大部分组成
（图2.1）。
可编程序控制器
接触器按钮输输入电磁阀选择开关PLC出模模块模接触器限位开关块块电源电源
编程器
图2.1PLC的基本结构图2.1.2PLC的特点
（1）编程方法简单易学----梯形图语言（面向用户的高级语言）
（2）硬件配套齐全，用户使用方便
（3）通用性强，适用性强
（4）可靠性高，抗干扰能力强
（5）系统的设计、安装、调试工量小
（6）维修工量小，维修方便
（7）体积小、重量轻、功耗小
2.1.3PLC应用领域
PLC应用范围不断扩大，价格下降，功能大大加强，其应用范围有:
（1）开关量逻辑控制
（2）运动控制
（3）闭环过程控制
（4）数据处理
（5）通信联网
2.2硬件控制功能介绍
2.2.1系统硬件配置及组成原理
（1）PLC选型
PLC的主要国外生产厂家包括美国的Rock-well公司、德国的西门子公司、日本的三菱公司和欧姆龙公司。
我国有不少厂家研制和生产过PLC，近年来国产PLC有了很大的发展，但我国使用的PLC主要还是国外的品牌的产品。
考虑到国外产品的成熟性好，并且本次课程设计只需属小型系统，故采用三菱公司的FX系列小型PLC。
表2.1FX1N，FX1S与FX2N的基本性能
项目FX1NFX1SFX2N
I/O设置与用户选择有关，最与用户选择有关，最与用户选择有关，最
多128点多30点多256点
100ms定时器T0~T62，63点T0~T199，200点T0~T199，200点
通用辅助继电器M0~M383，384点M0~M383，384点M0~M499，500点
MOV有有有
指令ROR无无有
ROL无无有
在编程当中需要用到ROR和ROL指令，由表2.1可知只有FX2N系列满足要求，故选用FX2N系列的PLC。
其次在编程当中需要用到MOVHFF00K4Y0指令，所以需要用到16个输出口，综上所述选用FX2N-32MR系列的PLC。
（2）组成原理
PLC彩灯广告控制编程采用指令控制，采用PLC能充分利用它的优点。
在这里我们采用三菱公司的FX2N-32MR系列的可编程控制器，它吸收了整体式和模块式PLC的优点，安装比较方便，它的基本指令执行时间为0.08µ
s每条指令，内置的用户存储器为8K步，可以扩展到16K步。
FX2N-32MR系列的可编程控制器，输入点数为16，输出点数为16。
编制梯形图，并进行仿真和调试。
综上，得到系统硬件配置如表2.2所示:
表2.2硬件配置表
名称数量
DC24V电源1
PC/PPI编程电缆1
FXGP-WIN-C编程软件1
PC机1
输出显示灯82.3系统变量定义及分配表
根据控制要求对彩灯广告控制系统的I/O进行分配（表2.3）。
表2.3I/O地址分配表
输入/输出设备/器件名称符号名输入/输出映像寄存器I/O地址
起动开关X1I0.1SB1
输入
停止开关I0.2SB2X2
Q0.0L1Y0第一盏灯
Q0.1L2第二盏灯Y1
Q0.2L3第三盏灯Y2
Q0.3L4第四盏灯Y3输出
Q0.4L5第五盏灯Y4
Q0.5L6第六盏灯Y5
Q0.6L7第七盏灯Y6
Q0.7L8第八盏灯Y7
2.4PLC外部电路连线
根据设计思想连接PLC外部电路（如图2.2所示）。
-32MRFX2NSB1DC24V
X1COM0
SB2COM1
X2L1X2
Y0L2
Y1
L3Y2
L4
Y3
COM2L5
Y4
L6
Y5
L7
Y6L8
COMY7
图2.2PLC外部接线图
3控制系统设计
3.1控制程序流程图设计
根据设计要求，可设计出流程图如图3.1所示。
开始
给Y17~Y00赋初值HFF00
左移一位，T0定时1s
N
Y07为1?
Y
T1定时10s
右移一位，T2定时1s
NY00为0?
T3定时2s
右移一位，T4定时1s
Y00为1?
T4定时20s
左移一位，T5定时1s
Y07为0?
结束
图3.1流程图
3.2控制程序时序图设计
在程序设计中首先要设计出程序图，由程序图相应的画出时序图，各时间段分别由不同的定时器定时,同时对应不同的输出状态，可得状态表如表3.1所示。
表3.1状态表
时
间0~7s7~17s17~24s24~26s26~33s33~53s53~60s60~62s段
定
T0间隔T1延时间隔延时间隔延时间隔延时T2T3T4T5T6T7时
定时1s10s定时1s2s定时1s20s定时1s2s器
Y0~Y7
依Y7~Y0Y7~Y0Y7~Y0输依次为Y0~Y7Y7~Y0Y7~Y0Y7~Y0
依次为0,次为1,并依次为0,出1,并保为1为0为1为0
并保持保持并保持
持
以输出映像寄存器为纵轴，时间t为横轴，设计出时序图，反映出各输出映像寄存器的状态。
当按下启动按钮SB1时，假设时间为第0s，并且假设不按下停止按钮时，则可做出各阶段的时序图如图3.2和3.3所示。
Y0
Y2
Y6
延时2sY7延时10s延时20s
01234567171921232628303253t
图3.2时序图
延时2s
Y7延时2s
5456586062t
图3.3时序图3.3控制程序设计思路
由流程图到时序图再到梯形图，更进一步可以设计出梯形图。
本论文采用指令编写程序，而不采用顺序控制设计法，可以大大减少程序，增强程序的可读性。
设计时，虽然只需要8个输出点，但采用16个输出点，即当按下启动按钮SB1，则传送指令MOVHFF00K4Y0使Y0~Y7为0，而Y10~Y17为1，利用循环移位指令ROR和ROL，轻松实现8盏灯的循环。
当按下停止按钮SB2时，则传送指令MOVH0000K4Y0使Y0~Y17为0，所有的灯无论在什么时候都熄灭。
特别的，在梯形图中采用9个辅助继电器M0~M8，能够达到每一个阶段工作时即不受其他阶段的影响，也不干扰其他的阶段，从而避免互相干扰，达到自动控制的目的。
当系统一个循环结束后，辅助继电器M8为1，相当于X1的功能，从而使彩灯依次循环。
本设计另一大优点是，轻松实现每个阶段的定时。
如在第一个阶段，要求系统启动后，灯管点亮的顺序依次为:
由T0定时器定时1s，并且重复循环，可以利用Y0的常开触点与Y7的常闭触点串联，当Y0为常开触点闭合（第一盏灯亮）并且Y7常闭触点断开（第七盏灯亮）时，定时器T0停止计时，并且串联M0作为该阶段的独特特点，即在T0在循环定时时，
利用SET指令使M0为1（常开触点闭合），T0循环定时后利用RST指令使M0
为0（常开触点断开），使T0不再定时。
梯形图中所用到典型的指令如表3.2所示。
综上所述可设计出梯形图如图3.4所示。
表3.2指令一览表
指令名称指令符号功能
给Y0~Y7赋值0，
MOVHFF00K4Y0数据传送指令
Y10~Y17赋值为1
的值循环左移Y17~Y0
左循环指令ROLK4Y0K1
一位
的值循环右移Y17~Y0
右循环指令RORK4Y0K1
置位指令SETM0使M0为1，并保持
复位指令RSTM8使M8为0，并保持
复位指令RSTT0使T0为0，并保持
图3.4梯形图
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4系统调试及结果分析
4.1系统调试及解决的问题
硬件调试:
接通电源，检查三菱FX2N-32MR（如图4.1所示）可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。
软件调试:
按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，进行下一步的调试。
运行调试:
在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开三菱FX2N-32MR可编程控制器的“RUN”按钮。
进行调试;
按下启动按钮，观察运行的情况，看是否是随时按下停止按钮可以停止系统运行。
系统停止运行后，按下启动按钮，看是否可以重新运行。
根据以上的调试情况，本彩灯循环点亮的PLC控制系统设计符合要求。
图4.1FX2N-32MR外观图
4.2外部线路安装、系统调试与仿真
图4.2中下面两排接线孔，通过防转叠插锁紧线与PLC的主机相应的输入输出插孔相接。
Xi为输入点，Yi为输出点。
图中中间两排X0,X13为输入按键，模拟按钮量的输入。
八路一排Y0,Y7是LED指示灯，接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。
图4.2中间两排X0,X13为输入按键，模拟按钮量的输入。
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基本指令编程练习八路一排Y0,Y7是LED指示灯，接继电器输出用以模拟输出负载的通与断。
基本指令编程练习Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y0Y1Y2Y3Y4
Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17Y5Y6Y7Y10Y11
Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27
2K
2KX0X1X2X3X0X1X2X3X4X52K
2KX6X7X10X11X12X132KX4X5X6X7
2KX14X15X16X17X20X212KX22X23X24X25X26X27X10X11X12X132K
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y112KX14X15X16X17
2KY12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23
Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y24Y25Y26Y27X0X1X2X3X5X4
X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17
Y7Y10Y11X0X1X2X3X20X21X22X23X24X25X26X27+24VCOM
X4X5X6X7X10X11+24V图4.2基本指令编程练习的实验面板图
实验时，通过专用电缆连接手持编程器与PLC主机。
首先将主机上X1，X12X13X14X15X16X17COM
（TKPLC-C）本指令基（TKPLC-3）本指令基X2，COM接口分别接到实验面板上的X1，X2，COM端，其次将COM0，COM1
编程练习的实验面板图编程练习的实验面板图及COM2端连接起来，将主机上+24V，Y0~Y7接口分别接到实验面板上的+24V，Y0~Y7端。
打开编程器，逐条输入程序，检查无误后，将可编程控制器主机上的STOP/RUN按钮拨到RUN位置，运行指示灯点亮，表明程序开始运行，有关的指示灯将显示运行结果。
4.3控制面板
彩灯广告控制面板
SB1SB2
L1L2L3L4L5L6L7L8
图4.3彩灯广告的控制面板图
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设计出控制面板如图4.3所示，图中SB1为起动按钮，SB2为停止按钮，L1~L2为8盏彩灯。
4.4系统方案
在本设计中采用指令编程，而不采用顺序控制设计法，大大减少试验程序，减少程序所占内存，其中Y0~Y7分别接1~8盏灯，而Y10~Y17不需要接灯，只用于循环，以实现全自动控制。
4.5结果分析
按下启动按钮，系统开始运行，直到8盏灯亮，如图4.4所示。
图4.4第一阶段1~8盏灯全亮图
系统运行到第3阶段，8~1盏灯依次点亮5盏灯，如图4.5所示。
图4.5第三阶段8~1盏灯依次点亮5盏灯图
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结束语
通过本次课程设计，把书本上的知识运用到现实实际中，让我深刻体会到PLC技术的广泛应用。
它不仅使我对所学过的PLC知识进行了巩固，而且使我更进一步了解了彩灯广告。
本设计涉及到《可编程控制技器应用技术》、《电子技术》等学科知识，让我对电气专业知识有了更进一步的理解。
本次设计让我学会了很多知识，如画流程图、时序图、转换PDF文档等。
设计中采用指令编程，而不采用顺序控制设计法，大大减少试验程序，减少程序所占内存最后达到彩灯循环的效果。
在杨老师的指导下和同学的帮助下，我懂得了理论需要与实际挂钩，特别注意了方案的选择与元件的选型。
总之本次课程设计使我受益匪浅，对我以后人生定有大的帮助和意义。
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参考文献:
[1]廖常初.可编程序控制器应用技术[M].重庆:
重庆大学出版社，2010:
1-138.[2]肖峰.贺哲荣.PLC编程100例[M].北京:
中国电力出版社，2009:
41-43.[3]余小平.奚大顺.电子系统技术-基础篇.北京:
北京航空航天大学出版社，2007:
57-60.
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