基于PLC的彩灯广告屏控制设计 精品.docx
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基于PLC的彩灯广告屏控制设计精品
设计题目彩灯广告屏的PLC控制
所在系信息与机电工程系
姓名
学号072235089
任课老师
专业年级电气工程及其自动化2007级
2011年1月10日
目录
1.任务描述与控制要求说明----------------------------------1
1.1任务描述--------------------------------------------1
1.2控制要求说明----------------------------------------2
2.硬件选型------------------------------------------------3
2.1PLC的优点-------------------------------------------3
2.2输入输出点数的确定----------------------------------4
2.3PLC的选型-------------------------------------------4
2.4硬件配置--------------------------------------------4
3.地址分配及I/O连接图------------------------------------7
3.1地址分配--------------------------------------------7
3.2I/O连接图-------------------------------------------8
3.3灯光布局示意图-------------------------------------10
4.PLC软件设计-------------------------------------------11
5.调试说明及注意事项-------------------------------------12
5.1调试说明-------------------------------------------12
5.2注意事项-------------------------------------------12
6.附录---------------------------------------------------13
6.1附录一：
设计梯形图----------------------------------13
6.2附录二：
设计指令表----------------------------------18
参考文献-------------------------------------------------25
彩灯广告屏的PLC控制
1.任务描述与控制要求说明
1.1任务描述
图1系统工作流程
系统启动后,灯管点亮的顺序依次为;1号到2号到3号......8号时间隔为1S,8根彩灯全亮后,持续10S,然后按照8号到7号到6号......1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管全部熄灭后等待2S,再从8号灯管开始按照1号到2号......8号顺序依次点亮时间隔为1S,全部点亮后持续20S,再按照1号到2号到......8号顺序熄灭,时间为1S,灯管全部熄灭后,等待2S再重新开始上述过程的循环。
整个工作流程如下图1表示。
1.2控制要求说明
（1）广告屏中间部分有8根彩灯管.从左到右排列,编号1到8号
系统启动后,灯管点亮的顺序依次为;1号到2号到3号......8号时间隔为1S,8根彩灯全亮后,持续10S,然后按照8号到7号到6号......1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管全部熄灭后等待2S,再从8号灯管开始按照1号到2号......8号顺序依次点亮时间隔为1S,全部点亮后持续20S,再按照1号到2号到......8号顺序熄灭,时间为1S,灯管全部熄灭后,等待2S再重新开始上述过程的循环；
（2）广告屏四周安装的24只流水灯4只一组,共分成6组（1-6）系统启动后按照1-6的顺序,依次亮并循环时间隔为1S,18S后,按照6-1的顺序,依次点亮并进行循环,再按照1-6的顺序循环往复,直至系统停止工作；
（3）系统用启动按钮和停止按钮操作,并有单步\连续控制；
（4）各个彩灯的工作电压均为220VAC。
2.硬件选型
2.1PLC的优点
1）.维护性好
PLC有成熟的技术和完善的质量保障体系，因此PLC出故障的可能性很小，其硬件部分在其寿命期内基本不需要维护。
PLC是一种长线产品，备品备件都有保障，可维护性好。
2）.宽输入电源范围
AC220V规格在50V能正常工作更拥有500V输入电源技术（非必须技术,选配）能适应AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各种照明/动力输入电源规格 ，DC输入规格更能做到15V-60V正常工作.适应24V,36V,48V电池供电.超低电源规格甚至能在DC8-30V电压下工作.适应12V电池供电
3）.高速率
PLC能够提供高速的传输。
目前，其传输速率依设备厂家的不同而在1M－200Mbps之间。
远远高于拨号上网和ISDN，比ADSL更快！
足以支持现有网络上的各种应用。
4）.PLC的体积小
PLC的几何尺寸都不大。
体积小的PLC可以装入机器设备内部，使机器结构紧凑。
便于实现机电一体化。
5）.低功率消耗
针对电池移动场所的直流输入规格,整机消耗仅为24V/6MA交流工作型的功率消耗低到0.1W--0.3W
2.2输入输出点数的确定
输入有SB1、SB2、SB3、SB4四个开关。
输出有HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6。
输入共4个点，输出共14个点。
2.3PLC的选型
根据输入输出的点数可以选择西门子S7-200型PLC。
2.4硬件配置
1）主要选择的设备：
S7-200PLC
我们选取的PLC是西门子生产的S7-200.下面对S7-200做出简要的说明：
S7-200系列是一类可编程逻辑控制器（MicroPLC）。
这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要，下图展示一台S7-200MicroPLC的CPU22*系列PLC的CPU外型图，具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7-200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。
此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。
图2S7-200CPU外型图
S7-200CPU模块包括一个中央处理器单元（CPU）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。
●CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。
●输入和输出是系统的控制点：
输入部分从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业过程中的其他设备。
●电源向CPU及其所连接的任何模块提供电力。
●通讯端口允许将S7-200CPU同编程器或一些设备连接起来。
●状态信号灯显示了CPU的工作模式（运行或停止），本机的I/O的当前状态，以及检查出来的系统错误。
●通过扩展模块可以增加CPU的I/O点数（CPU221不可以扩展）。
●通过扩展模块可以提供其通讯功能。
●一些CPU具有内置实时时钟，其他CPU需要实时时钟卡。
●EEPROM卡可以存储CPU程序，也可以将一个CPU中的程序传送到另一个CPU中。
●通过可选的插入式电池盒可延长RAM中的数据存储时间。
下图展示了一个基本的S7-200MicroPLC。
它包括一个S7-200CPU模块，一台个人计算机（PC），STEP7-Micro/WIN32（3.1版）编程软件，以及一条通讯电缆。
图3S7-200MicroPLC系统的组成
2）PLC模块的选择：
采用CPU226的主机
由于实际控制中，总共有4个输入点和14个输出点，而CPU226有24个输入点和16个输出点，所以它完全可以满足条件。
下面简单介绍一下CPU226的主机：
CPU226:
本机集成24输入/16输出，I/O共计40点，与CPU224相比，程序储存容量增大了一倍，数据储存容量增加到10KB，它有两个通信口，通信能力大大增强，它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。
3.地址分配及I/O连接图
3.1地址分配
I/O地址分配如下表
编程元件
I/O端子
电路器件
作用
输入继电器
I0.0
SB1
启动按钮
I0.1
SB2
停止按钮
I0.2
SB3
步进按钮
I0.3
SB4
单步/连续选择开关
输出继电器
Q0.0
HL1
彩灯1
Q0.1
HL2
彩灯2
Q0.2
HL3
彩灯3
Q0.3
HL4
彩灯4
Q0.4
HL5
彩灯5
Q0.5
HL6
彩灯6
Q2.0
HL7
彩灯7
Q2.1
HL8
彩灯8
Q2.2
KM1
流水灯I
Q2.3
KM2
流水灯II
Q2.4
KM3
流水灯III
Q2.5
KM4
流水灯IV
Q2.6
KM5
流水灯V
Q2.7
KM6
流水灯VI
3.2I/O连接图
I/O连接图如下图所示
图4外围接线图1
图5外围接线图2
3.3灯管布局示意图
图6灯管布局示意图
4.PLC软件设计（分工）
5.调试说明
5.1调试说明
1）硬件调试：
接通电源，检查S7-200PLC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。
2）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。
3）运行调试：
在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开S7-200PLC可编程控制器的“RUN”开关进行调试；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，或者等待100个脉冲后，系统是否停止运行。
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。
5.2注意事项
1）调试的时候要全面彻底地把调试时要的地方改掉。
2）其余程序指令按软件转换来的指令，防止梯形图编写程序指令出现错误。
3）在输入指令的时候要仔细，防止不必要的输入失误。
6.附录
6.2附录一：
设计梯形图
6.2附录二：
设计指令表
ORGANIZATION_BLOCK主程序:
OB1
TITLE=程序注释
BEGIN
Network1//启动/停止
//网络注释
LDI0.0
OM0.0
ANI0.1
=M0.0
Network2//秒缓冲
LDM0.0
ASM0.5
=M0.1
Network3//彩灯左移,8s
LDM0.1
LDI0.1
OC7
CTDC0,8
Network4//全亮10s，共18s
LDM0.1
LDI0.1
OC7
CTDC1,8
Network5//彩灯右移，8s，共26s
LDM0.1
LDI0.1
OC7
CTDC2,8
Network6//间隔2s，累计28s
LDM0.1
LDI0.1
OC7
CTDC3,28
Network7//彩灯右移，8s，共36s
L
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