可编程控制器plc霓虹灯课程设计.docx

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可编程控制器plc霓虹灯课程设计

机电高等专科学校

实训设计报告书

课程名称：

?

电气控制与PLC?

课题名称：

霓虹灯广告屏装置的PLC控制

系部名称：

机械工程系

专业班级：

机制131

姓名：

学号：

指导教师：

宋守云

2021年12月27日

摘要

为展现商家的形象和“品位〞,在夜晚展现出一个美好的夜一般都会采用“个性〞霓虹灯广告屏来装饰商场。

这就涉及到如何去控制商家所需的霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题。

如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点。

PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,霓虹灯和流水灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等，均可以通过PLC来到达控制的要求。

本课程设计根据课题上的5点要求，进展I/O口估算，并选择PLC型号、绘制流程图和设计梯形图。

以及编写程序清单、调试程序、修改程序并最终确定程序，最终实现课程要求。

在编写程序的时候用到了计数器和比拟指令，使程序简洁明了。

根本实现对霓虹灯的正确、简洁、稳定的控制。

附加时序：

每个灯均闪烁两次再亮。

关键词：

广告屏；PLC控制；计数器；比拟指令

第1章、引言

1.1课程设计的容和要求

1.1.1、设计目的：

设计一个霓虹灯广告屏装置的PLC控制系统。

该广告屏共有8根灯管，每根灯管显示一个汉字，如以下列图所示：

1.1.2、设计要求：

1、该广告屏8根灯管亮灭的根本时序为：

第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示3s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开场亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

2、在根本时序外，根据自己的想象，设计该广告屏8根灯管亮灭的其它形式的显示时序。

附加时序可加在根本时序后，也可穿插在根本时序中。

1.2 总体设计思路

通过分析本课程设计的控制要求，进而确定PLC的I/O接口的数目、选择适宜的PLC型号和扩展模块、选择适宜的流程并绘制流程图、根据流程图设计梯形图、编写程序并调试程序、修改不合理程序、并最终确定程序。

从而实现8个霓虹灯有规律的闪烁。

第2章、霓虹灯PLC控制的设计方案

2.1 设计原理及方案选择

根据要求，8个长灯管分别单独控制，八个长灯管用到8个输出。

一个总启动输入，一个总关闭输入，选择PLC：

西门子S7-200本身自带16个输出口，可实现控制要求，硬件的配置主要有：

计算机1台；西门子S7-200PLC；霓虹灯实验板；足够数量的导线。

按启动按钮系统自动运行，按关闭按钮系统立即停顿，启动后系统能够循环运行，由此可用计时器加比拟指令控制灯的亮灭，用计数器指令控制灯的闪烁。

2.2设计流程图

根据要求和方案设计如以下列图流程图

计时器t37计数器c1到c4分别控制1、3、5、7。

1到8顺序长亮其中1、3、5、7闪烁两次长亮灯全亮后断开计数器循环程序。

计时器t38控制8到1顺序熄灭计时器t39〔重新启动计数器程序〕和计数器c5到c8控制8到1顺序长亮2、4、6、8闪烁用c5到c8控制t40控制循环启动。

比拟指令

c2控制3闪烁

1到8顺序长亮

C3控制5闪烁

计时器t38

c8控制2闪烁

实现8到1顺序长亮其中2、4、6、8闪烁两次

c4控制7闪烁

t37计时完毕

比拟指令

实现1到8顺序长亮其中1、3、5、7闪烁两次

循环

t39计时完毕

1到8顺序熄灭

计时器t40

t40计时完毕

流程说明图

第3章、硬件、软件设计

3.1、硬件电路设计

经估算并最终确定输入口为2个、输出口为8个。

其中 

（1）、输入口：

包括1个启动按钮SB1，1个总停顿按钮SB2， 

（2）、输出口：

控制8个长灯管的8个输出口，输入只用两个按钮控制开启和关闭，输出是8个灯管的点亮和熄灭。

用导线连接即可

3.2、I/O地址分配；

用分配表和分配图能够清晰表达出来。

I/O地址分配接线图用cad绘图画出来。

3.2.1、I/O地址分配表

编程元件

I/O端子

电路器件

作用

输入电器

I0.0

SB1

总开启按钮

I0.1

SB2

总关闭按钮

输出电器

Q0.0

HL1

灯管1

Q0.1

HL2

灯管2

Q0.2

HL3

灯管3

Q0.3

HL4

灯管4

Q0.4

HL5

灯管5

Q0.5

HL6

灯管6

Q0.6

HL7

灯管7

Q0.7

HL8

灯管8

I/O地址分配表

3.2.2、I/O地址分配图

I/O地址接线图

3.3、程序的设计

设计程序最开场运用的只有计时器，可是后来发现只用计时器的程序太复杂，而且还容易出错，于是就按照教师的提醒用比拟指令从网上找到比拟指令的介绍加上自己的摸索自学终于明白了比拟指令的涵，运用比拟指令制作出了能完成根本要求的程序，经过调试完成了要求，后来教师说可以加一个闪烁，于是冥思苦想拿出课本参照课本红绿灯中的黄灯的闪烁初步制作出每个灯都闪烁一次的程序，后来发现每个灯都闪烁的程序比拟复杂，容易出错周期还长，于是想着第一次亮1、3、5、7闪烁两次再亮，第二次亮8、6、4、2闪烁两次再亮，这样程序周期变短，容变少还能表达出闪烁的本质，就这样做了加了8个计数器分别控制8个灯的闪烁周期到达了要求。

设计程序的时候，运用了比拟指令和计数机器指令，为了能让程序连续运行参加了自锁控制，比拟指令和计时器一块使用使程序更加简单明了，整个程序实现了霓虹灯的闪烁、顺序点亮、顺序熄灭、逆序点亮、逆序熄灭等控制，整个程序还实现了循环，初始化运行。

当按下总关闭按钮时，所有循环程序都断电，不会造成不必要的电量损耗和硬件损耗。

计数器指令不仅要能控制闪烁次数，还要控制电路的联通，从而加大了程序设计的难度。

3.4、程序容

程序有两个，一个是完成根本要求，一个是加了计数器实现闪烁。

具体程序见附录2

第4章、程序调试

4.1、调试概述

（1）硬件调试：

接通电源前，检查S7-200 PLC可编程控制器接头是否接触良好，其与电脑的通信口连接是否正常。

（2）软件调试：

输入编写好梯形图，并进展语法的检查〔编译〕，正确后设置正确的通信口，将编写好的梯形图下载到S7-200可编程控制器ROM中，进展的调试。

（3）运行调试：

在硬件调试和软件调试正确的根底上，翻开S7-200 PLC可编程控制器的“RUN〞开关进展调试；观察运行的情况，看运行情况是否按照控制要求进展工作。

4.2、调试要求

按下启动按钮,灯管按照指定顺序依次点亮熄灭，闪烁，并且程序完毕后能自动循环，按下关闭按钮后，所有灯管熄灭，并且查看程序运行状态，程序应该全部停顿，部自动循环也应该自动关闭。

4.3、调试过程

第一次启动，只会顺序亮不会逆序灭，亮了之后不熄灭，经过查找原因，发现是比拟指令中的计时器的数字写错了，改正之后继续调试。

第二次运行后没按启动按钮HL1灯一直亮不灭，按启动按钮其他的都没问题只有灯HL1自始至终都在亮，检查之后做实验验证比拟指令大于等于指令中计时器的数字不能为零。

修改后，便能按照预定要求运行。

4.4、确定程序

根据以上的调试情况，调试出满足本广告屏装置控制要求的PLC程序，并确定程序。

第5章、心得体会

5.1、结论

本设计能满足一般的霓虹灯广告屏的根本控制，可充分发挥PLC可编程控制器的性能。

经过调试运行，其性能稳定可靠，性价比高。

而且编程简单易懂，方便以后变换不同的程序进展不同的控制。

除此之外，编程中出现一些问题。

如怎样才能更巧妙的使用功能指令的配合，在一个扫描周期里，程序时如何在这些程序中按什么样的顺序执行的。

同样也由于没有实体PLC，而模拟器不能全部模拟器全部指令，并且模拟器使用的电脑CPU和PLC上的CPU扫描周期有很大的不同。

所以不确定在模拟器上能成功运行的程序，在实体PLC上也同样能按照要求运行。

5.2辞和体会

本次课程设计在宋守云教师指导下完成的。

宋守云教师为课题的进展提出了许多建立性的意见，为整个课程设计的完成提供了有益的帮助。

经过这次的课程设计，丰富了我对PLC的认识，进一步增强了我对PLC编程的运用能力，加深了对PLC的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣。

同时也很明显的感觉到自己的欠缺与缺乏。

前期对功能指令的陌生，对各种复杂逻辑的理不清，加剧了编程的困难。

完本钱次课程设计，对理论教学起到了必要的补充和额外拓宽作用，对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才是必不可少的。

 经过这次课程设计，培养了我独立而全面的考虑问题的能力。

虽然设计的过程是痛苦的，但是收获成功的喜悦却是如此的让人冲动。

相信这次课程设计会对我今后的学习和工作产生积极深远的影响。

附录1、参考文献

[1]永刚.机床电气与可编程序控制器.:

机械工业，2021

[2]忠华.可编程序控制器与工业自动化系统.:

机械工业，2006

[3]来自网络.霓虹灯广告屏装置PLC控制程序的设计与调试

附录2、程序清单