霓虹灯饰的控制系统课程设计.docx

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霓虹灯饰的控制系统课程设计

成绩：

课程设计报告书

所属课程名称机电传动控制（含PLC）

题目霓虹灯饰的控制系统

分院机电学院

专业、班级机械设计制造及其自动化B0903

2011年7月23日

1课程设计任务书………………………………1

2总体设计………………………………………5

3硬件系统设计…………………………………7

4程序设计………………………………………16

5程序调试及结果分析…………………………17

6总结……………………………………………18

7参考文献………………………………………18

课程设计任务书

课程设计题目：

霓虹灯饰的控制系统

课程设计时间：

自2011年7月16日起至2011年7月23日。

课程设计要求：

十组控制要求：

合上启动按钮，按以下规律显示：

1→2、8→3、7→4、6→5→4、6→3、7→2、8→1→1、2→1、2、3、4→1、2、3、4、5、6→1、2、3、4、5、6、7、8→3、4、5、6、7、8→5、6、7、8→7、8→1、5→4、8→3、7→2、6→1、3、5、7→2、4、6、8→1、3、5、7→2、4、6、8→全部闪烁3次→9→10→1……

学生签名：

侯林池

2011年7月23日

课程设计评阅意见

项目

课程设计态度评价

10%

出勤情况评价10%

任务难度

、量评价10%

创新性评价

10%

综合设计

能力评价20%

报告书写规范评价20%

口试

20%

成绩

综合评定等级

评阅教师：

2010年月日

霓虹灯饰的控制系统

2总体设计

2.1课程设计内容

学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行霓虹灯饰的控制原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

主要内容包括：

（1）设计出硬件系统的结构图、接线图等；

（2）系统有启动、停止功能；

（3）运用功能指令进行PLC控制程序设计，包括梯形图和语句表；

（4）程序结构与控制功能自行创新设计；

（5）进行系统调试，实现霓虹灯饰的控制要求。

2.2霓虹灯饰的控制系统设计分析

本次设计为十组霓虹灯的控制系统设计，要求合上启动按钮，按以下规律显示：

为了满足以上要求，设计采用PLC控制系统，只需设置一个输入接口和十个输出接口，通过PLC程序的设计，使用以为寄存器功能，便可轻松简便地实现所需功能。

2.3PLC型号选择

随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。

不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。

因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

本设计PLC的选择主要从I/O端口数来选择，系统需要1个输入端口，10个输出端口，所以选择西门子S7-200系列的CPU224。

其输入端口14个，输出端口10个，共24个，还带有扩展功能，最大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；存储容量也进一步增加，有内置时钟，还增加了一些数学指令和高速计数器的数量，具有较强的控制能力。

完全符合设计系统的需要。

3硬件系统设计

3.1可编程控制器I/O端口分配

根据设计控制系统的要求，启动按钮SD采用带自锁的按钮，接主机的输入端口I0.0,十组霓虹灯1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1。

按下启动按钮SDI0.0接通，输出端Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1便可以控制霓虹灯1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的亮灭。

具体可编程控制器I/O端口分配如表3.2：

表3.1I/O端口分配表

输入

输出

输入点

功能

输出点

功能

I0.0

复位按钮

Q0.0

灯组1亮灭

I0.4

启动按钮

Q0.1

灯组2亮灭

Q0.2

灯组3亮灭

Q0.4

灯组4亮灭

Q0.6

灯组5亮灭

Q0.5

灯组6亮灭

Q0.3

灯组7亮灭

Q1.1

灯组8亮灭

Q1.0

灯组9亮灭

Q0.7

灯组10亮灭

3.2PLC外部输入输出电路

（注：

1、2、3、4、5、6、7、8、9、10灯分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1.启动按钮接主机的输入点I0.0.）

。

3.PLC的结构图

4程序设计

4.1实验程序

步序

指令

步序

指令

LDI0.0启动

OM21.0

ANM0.0

OT47

TONT37,+20

=Q0.0

LDT37

DM10.2

=M0.0

OM11.0

LDI0.0

OM11.2

TONT38,+30

OM11.3

ANT38

OM11.4

=M1.0

OM11.5

LDM1.0

OM20.5

OM0.2

OM20.7

=M10.0

OM21.1

LDM11.7

7=Q0.1

=M20.0

OT4

LDM21.4

LDM10.3

TONT39,+20

OM10.7

OM11.6

OM11.3

=M0.2

OM11.4

LDM0.0

OM11.5

SHRBM10.0,M10.1,+15

ANT39

SHRBM20.0,M20.1,+12

OM20.4

LDM10.1

OM20.6

OM11.1

OM21.0

OM11.2

OT47

OM11.3

=Q0.2

OM11.4

LDM10.4

OM11.5

M20.2

OM10.6O

OM11.3

OM20.6

OM11.4

步序

指令

步序

指令

OM11.5

OM11.6

OM11.7

OM20.3

OM20.1

OM20.7

OM20.4

OM21.1

OM20.6

OT47

OM21.0

=Q0.3

OT47

LDM10.5

=Q0.6

OM11.4

LDM10.2

OM11.5

OM11.0

OM11.6

OM11.5

OM11.7

100

OM11.6

OM20.2

101

OM11.7

OM20.6

102

OM20.1

OM21.0

103

OM20.3

OT47

104

OM20.7

=Q0.4

105

OM21.1

LDM10.4

106

OT47

OM10.6

107

=Q0.7

OM11.4

108

LDM21.3

OM11.5

109

=Q1.0

OM11.6

110

LDM21.4

OM11.7

111

=Q1.1

OM20.5

112

LDM21.2

OM20.7

113

OM21.3

OM21.1

114

OM21.4

OT47

115

=Q0.5

116

TONT47,+10

ANT48

117

LDT47

OM10.7

118

TONT48,+10

OM11.5

119

4.2梯形图设计

网络1

网络2

网络3

网络4

网络5

网络6

网络7

网络8

网络9

网络10

网络11

网络12

网络13

网络14

网络15

网络16

网络17

网络18

网络19

5程序调试及结果分析

5.1程序调试

连接好外部电路，然后进行以下调试：

硬件调试：

接通电源，检查西门子S7-200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：

按要求在编辑软件中输入梯形图，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，打开西门子S7-200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，系统是否循环运行。

刚开始的时候，网络7我用的是“M21.4”导致没有达到要求。

后来经过自己分析和赵老师的指导发现“M21.4”无法启动移位寄存器把“M21.4”改为M0.0。

按下启动按钮，霓虹灯真的按照控制要求闪烁了。

根据以上的调试情况，霓虹灯饰的PLC控制系统设计符合要求。

5.2结果分析:

程序调试成功后程序达到了控制的要求，我通过记录灯的闪烁绘制了下表作为结果分析。

输出

步灯

Q0.0

Q0.1

Q0.2

Q0.3

Q0.4

Q0.5

Q0.6

Q0.7

Q1.0

Q1.1

结果

2亮

1、8亮

3、7亮

4、6亮

5亮

4、6亮

3、7亮

2、8亮

1亮

1、2亮

1、2、3、4亮

1-6全亮

1-8全亮

3-8全亮

5、6、7、8亮

7、8亮

1、5亮

4、8亮

3、7亮

2、6亮

1、3、5、7亮

2、4、6、8亮

1、3、5、7亮

2、4、6、8亮

全部闪烁3次

9亮

10亮

综上，运行结果与实验要求完全一致。

6总结

通过这次课程设计，我的合作意识得到加强。

合作能力得到提高。

上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。

在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。

我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。

讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。

多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题

在设计的过程中我们还得到了赵老师的帮助与意见。

在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法。

7参考文献

[1]吴中俊.黄永红.可编程序控制器原理及应用（第2版）.机械工业出版社，2005

[2]邓兴钟等.机电传动控制（第四版）.华中科技大学出版社，2007

[3]邓则名邝.穗芳等.《电器与可编程序控制器应用技术》.北京:

机械工业出版社

[4]周少武等.《大型可编程序控制器系统设计》.中国电力出版社

[5]胡学林.《可编程序控制器原理及应用》.电子工业出版社

[6]章文浩.《可编程控制器原理及实验》.北京：

国防工业出版社

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