基于PLC的彩燈廣告屏控制設計

1、設 計 題 目 彩燈廣告屏的plc控制 所 在 系 信息與機電工程系 姓 名 學 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.任務描述與控制要求說明-11.1任務描述-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軟件設計-115.調試說明及注意事項-125.1調試說明-125.2注意事項-126.附錄-136.1附錄一：設計梯形圖

2、-136.2附錄二：設計指令表-18參考文獻-25彩燈廣告屏的plc控制1.任務描述與控制要求說明開始控制彩燈左移計數控制彩燈右移計數控制彩燈左移計數全滅全亮控制彩燈右移計數全滅全亮c0計數是否滿8秒?c1計數是否滿10秒?c2計數是否滿8秒?c4計數是否滿8秒?c3計數是否滿2秒?c5計數是否滿20秒?c6計數是否滿8秒?c7計數是否滿2秒?anynyynnynnyyayn是否繼續(xù)循環(huán)?bbnccyyn結束1.1任務描述圖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號順序依次點亮時間隔為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號順序依次點亮時間隔為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,依次點亮并進行循環(huán),再按照1-6的順序循環(huán)往復,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）.維護性好plc有成熟的技術和完善的質量保障體系，因此plc出故障的可能性很小，其硬件部分在其壽命期內基本不需要維護。plc是一種長線產品，備品備件都有保障，可維護性好。 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(非必須技術,選配)能適應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，其傳輸速率依設備廠家的不同而在1m200mbps之間。遠遠高于撥號上網和isdn，比adsl更快！足以支持現有網絡上的各種應用。4）.plc的體積小plc的幾何尺寸都不大。體積小的plc可以裝入機器設備

6、內部，使機器結構緊湊。便于實現機電一體化。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輸入輸出點數的確定輸入有sb1、sb2、sb3、sb4四個開關。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的選型根據輸入輸出的點數可以選擇西門子s7-200型plc。2.4硬件配置1）主要選擇的設備：s7-200plc我們選取的plc是西門子生產的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，具有緊湊的設計、良好的擴展性、低廉的價格以及強大的指令，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，具有很強的適應性。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）、電源以及數字量i/o點，這些都被集成在一個緊湊、獨立的設備中。l cpu負責執(zhí)行程序和存儲數據，以便對工業(yè)自動控制任務或過程進行控制。l 輸入

8、和輸出是系統(tǒng)的控制點：輸入部分從現場設備（例如傳感器或開關）中采集信號，輸出部分則控制泵、電機、以及工業(yè)過程中的其他設備。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），本機的i/o的當前狀態(tài)，以及檢查出來的系統(tǒng)錯誤。l 通過擴展模塊可以增加cpu的i/o點數（cpu221不可以擴展）。l 通過擴展模塊可以提供其通訊功能。l 一些cpu具有內置實時時鐘，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中的數據存儲時間。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（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：cpu226:本機集成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，數據儲存容量增加到10

10、kb，它有兩個通信口，通信能力大大增強，它可用于點數較多、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步進按鈕i0.3sb4單步/連續(xù)選擇開關輸出繼電器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軟件設計（分工）5.調試說明5.1調試說明1）硬件調試：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）軟件調試：按要求輸入梯形圖，轉換成指令表，并進行語法的檢查

12、，正確后設置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器rom中，進行下一步的調試。 3）運行調試：在硬件調試和軟件調試正確的基礎上，打開s7-200 plc可編程控制器的“run”開關進行調試；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。 根據以上的調試情況，本彩燈循環(huán)點亮的plc控制系統(tǒng)設計符合要求。5.2注意事項1）調試的時候要全面徹底地把調試時要的地方改掉。2）其余程序指令按軟件轉換來的指令，防止梯形圖編寫程序指令出現錯誤。3）在輸入指令的時候要仔細，防止不必要的輸入失誤。6.附錄6.2附錄一：設計梯形圖6.2附錄二：設計指令表o

13、rganization_block 主程序:ob1title=程序注釋beginnetwork 1 / 啟動/停止/ 網絡注釋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28sld m0.1l

14、d 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，36sld m0.1l

15、d 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, 8network 1

16、8 / 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 / 網絡標題/ 網絡注釋end_subro