基于PLC的彩燈廣告屏控制設(shè)計

1、設(shè) 計 題 目 彩燈廣告屏的plc控制 所 在 系 信息與機(jī)電工程系 姓 名 學(xué) 號 072235089 任 課 老 師 專 業(yè) 年 級 電氣工程及其自動化2007級 2011年1月 10 日目 錄1.任務(wù)描述與控制要求說明-11.1任務(wù)描述-11.2控制要求說明-22.硬件選型-32.1plc的優(yōu)點-32.2輸入輸出點數(shù)的確定-42.3plc的選型-42.4硬件配置-43.地址分配及i/o連接圖-73.1地址分配-73.2i/o連接圖-83.3燈光布局示意圖-104.plc軟件設(shè)計-115.調(diào)試說明及注意事項-125.1調(diào)試說明-125.2注意事項-126.附錄-136.1附錄一：設(shè)計梯形圖

2、-136.2附錄二：設(shè)計指令表-18參考文獻(xiàn)-25彩燈廣告屏的plc控制1.任務(wù)描述與控制要求說明開始控制彩燈左移計數(shù)控制彩燈右移計數(shù)控制彩燈左移計數(shù)全滅全亮控制彩燈右移計數(shù)全滅全亮c0計數(shù)是否滿8秒?c1計數(shù)是否滿10秒?c2計數(shù)是否滿8秒?c4計數(shù)是否滿8秒?c3計數(shù)是否滿2秒?c5計數(shù)是否滿20秒?c6計數(shù)是否滿8秒?c7計數(shù)是否滿2秒?anynyynnynnyyayn是否繼續(xù)循環(huán)?bbnccyyn結(jié)束1.1任務(wù)描述圖1 系統(tǒng)工作流程系統(tǒng)啟動后,燈管點亮的順序依次為;1號到2號到3號.8號時間隔為1s,8根彩燈全亮后,持續(xù)10s,然后按照8號到7號到6號.1號開始順序依次熄滅時間為1s,

3、燈管全部熄滅后等待2s,再從8號燈管開始按照1號到2號.8號順序依次點亮?xí)r間隔為1s,全部點亮后持續(xù)20s,再按照1號到2號到.8號順序熄滅,時間為1s,燈管全部熄滅后,等待2s再重新開始上述過程的循環(huán)。整個工作流程如下圖1表示。1.2控制要求說明(1)廣告屏中間部分有8根彩燈管.從左到右排列,編號1到8號 系統(tǒng)啟動后,燈管點亮的順序依次為;1號到2號到3號.8號時間隔為1s,8根彩燈全亮后,持續(xù)10s,然后按照8號到7號到6號.1號開始順序依次熄滅時間為1s,燈管全部熄滅后等待2s,再從8號燈管開始按照1號到2號.8號順序依次點亮?xí)r間隔為1s,全部點亮后持續(xù)20s,再按照1號到2號到.8號順

4、序熄滅,時間為1s,燈管全部熄滅后,等待2s再重新開始上述過程的循環(huán)；(2)廣告屏四周安裝的24只流水燈4只一組,共分成6組(1-6)系統(tǒng)啟動后按照1-6的順 序,依次亮并循環(huán)時間隔為1s,18s后,按照6-1的順序,依次點亮并進(jìn)行循環(huán),再按照1-6的順序循環(huán)往復(fù),直至系統(tǒng)停止工作；(3)系統(tǒng)用啟動按鈕和停止按鈕操作,并有單步連續(xù)控制；(4)各個彩燈的工作電壓均為220v ac。2.硬件選型2.1plc的優(yōu)點1）.維護(hù)性好plc有成熟的技術(shù)和完善的質(zhì)量保障體系，因此plc出故障的可能性很小，其硬件部分在其壽命期內(nèi)基本不需要維護(hù)。plc是一種長線產(chǎn)品，備品備件都有保障，可維護(hù)性好。 2）. 寬輸

5、入電源范圍ac220v規(guī)格在50v能正常工作更擁有500v輸入電源技術(shù)(非必須技術(shù),選配)能適應(yīng)ac110v,ac120v,ac220v,ac240v,ac380v,ac440v等各種照明/動力輸入電源規(guī)格，dc輸入規(guī)格更能做到15v-60v正常工作.適應(yīng)24v,36v,48v電池供電.超低電源規(guī)格 甚至能在dc8-30v電壓下工作.適應(yīng)12v電池供電3）.高速率plc能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而在1m200mbps之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號上網(wǎng)和isdn，比adsl更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。4）.plc的體積小plc的幾何尺寸都不大。體積小的plc可以裝入機(jī)器設(shè)備

6、內(nèi)部，使機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊。便于實現(xiàn)機(jī)電一體化。5）.低功率消耗針對電池移動場所的直流輸入規(guī)格,整機(jī)消耗僅為24v/6ma 交流工作型的功率消耗低到0.1w-0.3w2.2輸入輸出點數(shù)的確定輸入有sb1、sb2、sb3、sb4四個開關(guān)。輸出有hl1、hl2、hl3、hl4、hl5、hl6、hl7、hl8、km1、km2、km3、km4、km5、km6。輸入共4個點，輸出共14個點。2.3 plc的選型根據(jù)輸入輸出的點數(shù)可以選擇西門子s7-200型plc。2.4硬件配置1）主要選擇的設(shè)備：s7-200plc我們選取的plc是西門子生產(chǎn)的s7-200.下面對s7-200做出簡要的說明：s7-200系列是

7、一類可編程邏輯控制器（micro plc）。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動化控制需要，下圖展示一臺s7-200 micro plc的 cpu22*系列plc的cpu外型圖，具有緊湊的設(shè)計、良好的擴(kuò)展性、低廉的價格以及強(qiáng)大的指令，使得s7-200可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的cpu類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。圖2 s7-200 cpu外型圖s7-200 cpu模塊包括一個中央處理器單元（cpu）、電源以及數(shù)字量i/o點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設(shè)備中。l cpu負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。l 輸入

8、和輸出是系統(tǒng)的控制點：輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備（例如傳感器或開關(guān)）中采集信號，輸出部分則控制泵、電機(jī)、以及工業(yè)過程中的其他設(shè)備。l 電源向cpu及其所連接的任何模塊提供電力。l 通訊端口允許將s7-200cpu同編程器或一些設(shè)備連接起來。l 狀態(tài)信號燈顯示了cpu的工作模式（運行或停止），本機(jī)的i/o的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來的系統(tǒng)錯誤。l 通過擴(kuò)展模塊可以增加cpu的i/o點數(shù)（cpu221不可以擴(kuò)展）。l 通過擴(kuò)展模塊可以提供其通訊功能。l 一些cpu具有內(nèi)置實時時鐘，其他cpu需要實時時鐘卡。l eeprom卡可以存儲cpu程序，也可以將一個cpu中的程序傳送到另一個cpu中。l 通過可選的插入

9、式電池盒可延長ram中的數(shù)據(jù)存儲時間。下圖展示了一個基本的s7-200 micro plc。它包括一個s7-200 cpu 模塊，一臺個人計算機(jī)（pc），step 7-micro/win32(3.1版)編程軟件，以及一條通訊電纜。圖3 s7-200 micro plc系統(tǒng)的組成2）plc模塊的選擇：采用cpu226的主機(jī)由于實際控制中，總共有4個輸入點和14個輸出點，而cpu226有24個輸入點和16個輸出點，所以它完全可以滿足條件。下面簡單介紹一下cpu226的主機(jī)：cpu226:本機(jī)集成24輸入/16輸出，i/o共計40點，與cpu224相比，程序儲存容量增大了一倍，數(shù)據(jù)儲存容量增加到10

10、kb，它有兩個通信口，通信能力大大增強(qiáng)，它可用于點數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。3.地址分配及i/o連接圖3.1地址分配i/o地址分配如下表編程元件i/o端子電路器件作用輸入繼電器i0.0sb1啟動按鈕i0.1sb2停止按鈕i0.2sb3步進(jìn)按鈕i0.3sb4單步/連續(xù)選擇開關(guān)輸出繼電器q0.0hl1彩燈1q0.1hl2彩燈2q0.2hl3彩燈3q0.3hl4彩燈4q0.4hl5彩燈5q0.5hl6彩燈6q2.0hl7彩燈7q2.1hl8彩燈8q2.2km1流水燈iq2.3km2流水燈iiq2.4km3流水燈iiiq2.5km4流水燈ivq2.6km5流水燈vq2.7 km6流水燈vi

11、3.2 i/o連接圖i/o連接圖如下圖所示圖4 外圍接線圖1km1km2km3km4km5km6hl11hl12hl13hl14hl21hl22hl23hl24hl31hl32hl33hl34hl41hl42hl43hl44hl52hl51hl53hl54hl63hl64hl62hl61200v av圖5 外圍接線圖23.3燈管布局示意圖圖6 燈管布局示意圖4.plc軟件設(shè)計（分工）5.調(diào)試說明5.1調(diào)試說明1）硬件調(diào)試：接通電源，檢查s7-200 plc可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。 2）軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語法的檢查

12、，正確后設(shè)置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器rom中，進(jìn)行下一步的調(diào)試。 3）運行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，打開s7-200 plc可編程控制器的“run”開關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察運行的情況，看是否是隨時按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運行，或者等待100個脈沖后，系統(tǒng)是否停止運行。 根據(jù)以上的調(diào)試情況，本彩燈循環(huán)點亮的plc控制系統(tǒng)設(shè)計符合要求。待添加的隱藏文字內(nèi)容25.2注意事項1）調(diào)試的時候要全面徹底地把調(diào)試時要的地方改掉。2）其余程序指令按軟件轉(zhuǎn)換來的指令，防止梯形圖編寫程序指令出現(xiàn)錯誤。3）在輸入指令的時候要仔細(xì)，防止不必要的輸入失誤。6.附錄6.2附錄一：設(shè)計梯形圖6.

13、2附錄二：設(shè)計指令表organization_block 主程序:ob1title=程序注釋beginnetwork 1 / 啟動/停止/ 網(wǎng)絡(luò)注釋ld i0.0o m0.0an i0.1= m0.0network 2 / 秒緩沖ld m0.0a sm0.5= m0.1network 3 / 彩燈左移,8sld m0.1ld i0.1o c7ctd c0, 8network 4 / 全亮10s，共18sld m0.1ld i0.1o c7ctd c1, 8network 5 / 彩燈右移，8s，共26sld m0.1ld i0.1o c7ctd c2, 8network 6 / 間隔2s，累計

14、28sld m0.1ld i0.1o c7ctd c3, 28network 7 / 彩燈右移，8s，共36sld m0.1ld i0.1o c7ctd c4, 36network 8 / 全亮20s，共56sld m0.1ld i0.1o c7ctd c5, 56network 9 / 彩燈左移，8s，64sld m0.1ld i0.1o c7ctd c6, 64network 10 / 全滅2s，累計66sld m0.1ld i0.1o c7ctd c7, 66network 11 / 流水燈，18sld m0.1ld i0.1o c9ctd c8, 18network 12 / 流水燈，

15、36sld m0.1ld i0.1o c9ctd c9, 36network 13 / 彩燈左移初值ld m0.0an q0.7= m0.2network 14 ld m0.0a sm0.5eu= m0.3network 15 / 彩燈左移，8s后全亮ld m0.3an c0shrb m0.2, q0.0, 8network 16 / 彩燈右移初值ldn q0.0an q0.1an q0.2an q0.3an q0.4an q0.5an q0.6an q0.7= m0.4network 17 / 彩燈在18-26s右移，8s后全滅ld m0.3a c1an c2shrb m0.4, q0.0,

16、 8network 18 / 彩燈在56-64s右移，8s后全滅ld m0.3a c5an c6shrb m0.4, q0.0, 8network 19 / 彩燈右移初值ld m0.0an q0.0= m0.5network 20 / 彩燈在28-36s右移，8次后全亮ld m0.3a c3an c4shrb m0.5, q0.0, 8network 21 ldn q1.0an q1.1an q1.2an q1.3an q1.4an q1.5= m0.6network 22 / 流水燈左移ld m0.0a m0.3an c8shrb m0.6, q1.0, 6network 23 / 流水燈右移ld m0.0a m0.3an c8shrb m0.6, q1.0, 6end_organization_blocksubroutine_block sbr_0:sbr0title=子程序注釋beginnetwork 1 / 網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題/ 網(wǎng)絡(luò)注釋end_sub