基于PLC的广告灯设计说明.docx
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基于PLC的广告灯设计说明
建筑工程学院
课程设计任务书
课程名称：
可编程控制技术
系：
电气工程系
专业：
电气工程及其自动化
班级：
电控092
学号：
2009308238
学生：
何华平
指导教师：
永胜
职称：
教授
2012年7月5日
一课程设计任务书…………………………………………………………3
二设计意义…………………………………………………………………7
三设计方案…………………………………………………………………7
四系统硬件设计……………………………………………………………7
1主要选择的设备：
S7-200PLC…………………………………………………7
2PLC选型……………………………………………………………………8
3PLC外围接线图………………………………………………………………9
五系统软件设计…………………………………………………………10
六组态王设计……………………………………………………………15
1新建工程…………………………………………………………………15
2设置COM1通讯口…………………………………………………………16
3变量设定…………………………………………………………………16
4画图………………………………………………………………………17
5设置动画连接过程…………………………………………………………18
6．模拟调试…………………………………………………………………22
七课程设计总结…………………………………………………………22
八参考文献…………………………………………………………………23
1、课程任务书
1设计课题
广告招牌灯自动闪烁控制系统设计
2设计目的
1．进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。
2．掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。
3．掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。
4．培养查阅图书资料、工具书的能力。
5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
3控制要求
设计一个自动闪烁广告牌，其容为“建筑工程学院”，这八个字用八个灯点亮并实现闪烁。
其闪烁要求为：
在打开闪烁开关后，首先是“河”亮1s，接着是“北”字亮1s，再接着是“建”字亮1s，如此至“院”后，“建筑工程学院”这八个字以0.6s的周期闪烁3次，然后重新开始，如此循环进行。
4设计任务
1．简述本设计的意义。
根据控制要求，制定合理的设计方案。
2．硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计。
3．控制程序的设计（并加以注释）。
4．监控系统设计。
选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PLC进行通信等步骤完成监控系统的设计（必须要有设计过程）。
5．模拟调试
6．编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。
5设计时间安排（共1周）
一时间安排
序号
具体容
时间（天）
1
简述本设计的意义。
根据控制要求，制定合理的设计方案。
0.5
2
硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计
1
3
控制程序的设计（并加以注释）。
1
4
监控系统设计。
1
5
模拟调试
1
6
编写设备的电气工作原理说明及其使用说明
0.5
6设计参考书
1．教材《可编程控制器应用技术》。
2．《流行PLC实用程序及设计（西门子S7-200系列）》。
（可到院图书馆借阅）
3．其它参考书：
（可到院图书馆借阅）
表二课题说明
课题
一班（54）
二班（51）
序号
饮料自动售货机控制系统设计
顺序控制设计法（专用指令）
1～4号
1～4号
1
顺序控制设计法（基本指令）
5～8号
5～8号
2
经验设计法
9～12号
9～12号
3
霓虹灯闪烁控制系统设计
时序设计法
13～16号
13～16号
4
顺序控制设计法（专用指令）
17～20号
17～20号
5
顺序控制设计法（基本指令）
21～24号
21～24号
6
循环指令
25～28
25～28
7
中断指令
29～32
29～32
8
广告招牌灯自动闪烁控制系统
设计
时序设计法
33～36
33～36
9
顺序控制设计法（专用指令）
37～40
37～40
10
顺序控制设计法（基本指令）
41～44
41～44
11
循环指令
45～48
45～48
12
中断指令
49～54
49～51
13
表三输入、输出信号及学生所能够使用的I/O端口
I0.0
一层上呼按钮
Q0.7
一层上呼指示灯
I0.1
二层下呼按钮
Q1.0
二层下呼指示灯
I0.2
二层上呼按钮
Q1.1
二层上呼指示灯
I0.3
三层下呼按钮
Q2.0
三层下呼指示灯
I0.4
三层上呼按钮
Q2.1
三层上呼指示灯
I0.5
四层下呼按钮
Q2.2
四层下呼指示灯
I0.7
四层上呼按钮
Q2.3
四层上呼指示灯
I1.0
五层下呼按钮
Q2.4
五层下呼指示灯
I1.1
五层上呼按钮
Q2.5
五层上呼指示灯
I1.2
六层下呼按钮
Q2.6
六层下呼指示灯
图一电梯模型示意图
2、本课题的意义
可编程逻辑控制器PLC是自动控制技术，计算机技术，通讯技术三者结合的高科技产品，他作为一种通用的工业自动化控制装置，在工业控制各个领域已经的到广泛应用。
随着经济全球化和工业自动化的发展，广告的形式也在不断地发展提高。
广告的形式和采用的技术也越来越先进。
广告一般有这么几种：
电视广告中的立体画面和声音；广播电台中的声音宣传；街头或商场的大屏幕显示系统；报纸杂志上的文字宣传；街头巷尾的灯箱广告。
前4种形式接个较高，显示的信息量较多，而普通的灯箱广告画布上印的宣传容大多静止不动，传递的信息量有限，但价格便宜。
若采用滚动的画布广告，将多幅画面组合起来装在漏天灯箱中，画布用电机拖动，可以上下移动进行循环显示，信息量大，动态效果好，可以对多种商品进行介绍和宣传在街头构成一道风景线。
同时也适用于大型商场对商品信息及销售情况进行介绍。
画布可以定期更换，方便不同商品的需要。
三、设计方案
本可设用基本指令，采用时序设计法，用中间继电器控制系统的运行和停止，采用定时器接力来控制灯的循环。
四、系统硬件设计
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。
图二S7-200CPU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。
2PLC选型
霓虹灯控制系统有2个输入信号，6个输出信号，本着够用又不浪费，投资尽量少的原则，采用型号CPU224（14入10出）的小型PLC。
该型号具有14输入/10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展到168点数字量I/O或35路模拟量I/O，6个独立的30kHz高数计数器，2路独立的20kHz高数脉冲输出，PID控制器，1个RS-485通讯/编程口，集成了点对点接口PPI通讯协议、多点接口MPI通讯协议和自由口通讯协议。
2.3I/O地址分配表：
输入/输出的地址分配表如表4.2.
表三PLC程序和组态王之间的连接及电梯模型的演示关联如下表所示
输入部分
输出部分
PLC输入口
电梯模型对应按钮
组态王监控界面
PLC输出口
组态王监控界面
电梯模型对应指示灯
I0.0
一层上呼按钮
启动
Q1.1
河
二层上呼指示灯
I0.1
二层下呼按钮
停止
Q2.0
北
三层下呼指示灯
Q2.1
建
三层上呼指示灯
Q2.2
筑
四层下呼指示灯
Q2.3
工
四层上呼指示灯
Q2.4
程
五层下呼指示灯
Q2.5
学
五层上呼指示灯
Q2.6
院
六层下呼指示灯
3PLC外围接线图
图三PLC外围接线图
五、系统软件设计
TITLE=广告招牌灯自动闪烁控制系统设计PLC程序设计
Network1
//启保停
LDI0.0
OM0.0
OM0.2
ANM0.1
ANI0.1
=M0.0
Network2
//河字亮一秒时间设定
LDM0.0
ANT51
TONT37,10
Network3
//北字亮一秒时间设定
LDT37
TONT38,10
Network4
//建字亮一秒时间设定
LDT38
TONT39,10
Network5
//筑字亮一秒时间设定
LDT39
TONT40,10
Network6
//工字亮一秒时间设定
LDT40
TONT41,10
Network7
//程字亮一秒时间设定
LDT41
TONT42,10
Network8
//学字亮一秒时间设定
LDT42
TONT43,10
Network9
//院字亮一秒时间设定
LDT43
TONT44,10
Network10
//8个字同时亮0.6秒时间设定
LDT44
TONT45,6
Network11
//8个字同时灭0.6秒时间设定
LDT45
TONT46,6
Network12
//8个字同时亮0.6秒时间设定
LDT46
TONT47,6
Network13
//8个字同时灭0.6秒时间设定
LDT47
TONT48,6
Network14
//8个字同时亮0.6秒时间设定
LDT48
TONT49,6
Network15
//8个字同时灭0.6秒时间设定
LDT49
TONT50,6
Network16
//返回第一个定时器循环上述过程
LDT50
TONT51,10
Network17
//河字亮灭控制
LDM0.0
ANT37
=Q1.1
Network18
//北字亮灭控制
LDT37
ANT38
=Q2.0
Network19
//建字亮灭控制
LDT38
ANT39
=Q2.1
Network20
//筑字亮灭控制
LDT39
ANT40
=Q2.2
Network21
//工字亮灭控制
LDT40
ANT41
=Q2.3
Network22
//程字亮灭控制
LDT41
ANT42
=Q2.4
Network23
//学字亮灭控制
LDT42
ANT43
=Q2.5
Network24
//院字亮灭控制
LDT43
ANT44
=Q2.6
Network25
//8个灯同时亮
LDT44
ANT45
SQ1.1,1
SQ2.0,7
Network26
//8个灯同时灭
LDT45
ANT46
RQ1.1,1
RQ2.0,7
Network27
//8个灯同时亮
LDT46
ANT47
SQ1.1,1
SQ2.0,7
Network28
//8个灯同时灭
LDT47
ANT48
RQ1.1,1
RQ2.0,7
Network29
//8个灯同时亮
LDT48
ANT49
SQ1.1,1
SQ2.0,7
Network30
//8个灯同时灭
LDT49
ANT50
RQ1.1,1
RQ2.0,7
六、组态王设计
选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PLC进行通信等步骤完成监控系统的设计。
1新建工程
进入组态环境在工程浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现“新建工程”对话框。
在对话框中输入工程名称：
“霓虹灯设计”在工程描述中输入：
工程路径自动指定为当前目录下以工程名称命名的子目录。
如果你需要更改工程路径，请单击“浏览”按钮。
单击“确定”。
组态王将在工程路径下生成初始数据文件。
至此，新项目已经可以开始建立了。
建立画面如图四
图四新建工程
2设置COM1通讯口
打开建立新的工程，点击设备目录下的COM1在COM1中新建一个西门子200系列的PLC设备驱动如图
图五设置通讯口
3变量设定
点击数字词典，打开新建建立如下变量：
启动、停止、河、北、建、筑、工、程、学、院，其对应寄存器分别为：
M0.2、M0.1、Q1.1、Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6。
图六变量设置
4画图
点击画面，打开新，建立如下画面
图七新建画面
5设置动画连接过程
依次设置动画连接，将启动、停止、河、北、建、筑、工、程、学、院与上述变量依次对应。
图组八动画连接
点击全部存，切换到VIEW状态，点击画面，选择打开，进入组态监控状态。
其部分监控画面如下：
图组九动态演示
6．模拟调试
下载编好的PLC程序后，运行该程序，从组态王中打开相应的工程，看电梯模型，组态王监视画面的启动停止按钮是否正常，电梯模型的指示灯闪烁，组态王监视画面文字的闪烁是否一致并且是否符合控制要求。
七、课设总结与心得
通过本次课程设计，我们进一步巩固了课本理论知识，熟练掌握了西门子PLC编程软件的编程方法和修改调试技巧。
培养了所学理论知识在实际中的应用能力。
再次学习和掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。
对PLC实物的工作过程有了更进一步的认识，掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。
同时培养了查阅图书资料、工具书的能力和工程绘图、书写技术报告的能力。
在此衷心感在这次课设中老师的大力支持和帮助，我们才得以顺利完成本次课程设计任务！
八、参考文献
1廖常初《PLC编程及应用》：
机械工业
2田瑞庭《可编程控制器应用技术》：
机械工业
3景学《可编程控制器应用系统设计方法》：
电子工业
4钟肇新侃《可编程控制器原理及应用》：
华南理工大学
5徐世许《可编程控制器原理》：
中国科学技术
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