基于PLC彩灯控制Word文档下载推荐.docx

1、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 2.1 PLC概述 2.1.1 PLC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2.1 PLC的基本结构图 2.1.2 PLC的特点 （1）编程方法简单易学-梯形

2、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 2.1.3 PLC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

3、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2.1 FX1N ，FX1S与 FX2N的基本性能 项目 FX1N FX1S FX2N 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 T0T62，63点 T0T199，200点 T0T199，200点 通用辅助继电器 M0M383，384点 M0M383，384点 M0M499，500点 MOV 有 有 有 指令 ROR 无 无 有 ROL 无

4、 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MOV HFF00 K4Y0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0.08s 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

5、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 8 2.3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2.3 I/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 X1 I0.1 SB1 输入 停止开关 I0.2 SB2 X2 Q0.0 L1 Y0 第一盏灯 Q0.1 L2 第二盏灯 Y1 Q0.2 L3 第三盏灯 Y2 Q0.3 L4 第四盏灯 Y3

6、输出 Q0.4 L5 第五盏灯 Y4 Q0.5 L6 第六盏灯 Y5 Q0.6 L7 第七盏灯 Y6 Q0.7 L8 第八盏灯 Y7 2.4 PLC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）。-32MR FX2N SB1 DC 24V X1 COM0 SB2 COM1 X2 L1 X2 Y0 L2 Y1 L3 Y2 L4 Y3 COM2 L5 Y4 L6 Y5 L7 Y6 L8 COM Y7 图2.2 PLC 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Y17Y00赋初值HFF00 左移一位，T0定时1s N

7、 Y07为1?Y T1定时10s 右移一位，T2定时1s N Y00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07s 717s 1724s 2426s 2633s 3353s 5360s 6062s 段 定T0间隔T1延时间隔 延时间隔 延时间隔 延时T2T3T4T5T6T7时定时1s 10s 定时1s 2s 定时1s

8、 20s 定时1s 2s 器 Y0Y7依Y7Y0Y7Y0Y7Y0输依次为Y0Y7Y7Y0Y7Y0Y7Y0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2s Y7 延时10s 延时20s 0 1 2 3 4 5 6 7 17 19 21 23 26 28 30 32 53 t 图3.2 时序图 延时2s Y7 延时2s 54 56 58

9、 60 62 t 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MOV HFF00 K4Y0使Y0Y7为0，而Y10Y17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MOV H0000 K4Y0使Y0Y17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M0M8，能够达到每一个阶段工作时即不受其他阶段的影

10、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

11、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 Y0Y7赋值 0， MOV HFF00 K4Y0 数据传送指令 Y10Y17赋值为1 的值循环左移Y17Y0左循环指令 ROL K4Y0 K1 一位 的值循环右移Y17Y0右循环指令 ROR K4Y0 K1 置位指令 SET M0 使M0为1，并保持 复位指令 RST M8 使M8为0，并保持 复位指令 RST T0 使T0为0，并保持 图3.4 梯形图 11 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

12、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4.1 FX2N-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

13、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。12 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 Y10Y11Y12Y13Y14Y15Y16Y17 Y5Y6Y7Y10Y11Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y27 2K2KX0X1X2X3X0X1X2

14、X3X4X52K 2K X6X7X10X11X12X132KX4X5X6X72KX14X15X16X17X20X212K X22X23X24X25X26X27X10X11X12X132KY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y10Y112KX14X15X16X172KY12Y13Y14Y15Y16Y17Y20Y21Y22Y23Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6Y24Y25Y26Y27X0X1X2X3X5X4 X6X7X10X11X12X13X14X15X16X17Y7Y10Y11X0X1X2X3 X20X21X22X23X24X25X26X27+24VCOMX4X5X6X7X10X11+24V图4.2 基

15、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，Y0Y7接口分别接到实验面板上的+24V，Y0Y7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 S

16、B1 SB2 L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 图4.3 彩灯广告的控制面板图 13 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，L1L2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Y0Y7分别接18盏灯，而Y10Y17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18盏灯全亮图 系统运行到第3阶段，81盏灯依次点亮5盏灯，如图4.5所示。图4.5 第三阶段81盏灯依次点亮5盏灯图 14 结束

17、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。15 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. 16