彩燈的制作和PLC控制報告

WuxiProfessionalCollegeofScienceandTechnology自主創(chuàng)新實踐報告設計題目彩燈的制作和PLC控制學生姓名 專 業(yè)機電一體化技術班 級 機電0901指導教師 項目：彩燈的制作和PLC控制一、 項目分析：本項目是利用彩燈設計一個圖案，利用PLC進行編程，來控制其字體亮閃，已達到預想的效果。二、 項目要求：1、 認識并熟悉利用二極管，對基本電路設計熟練。2、 設計相應的彩燈圖形，達到美觀效果。3、 進一步學習西門子PLC相關知識，編寫程序。4、 連接電路，上機調試運行，解決遇到的問題。5、 完成項目報告。三、 項目設計背景隨著社會市場經(jīng)濟的不斷繁榮和發(fā)展，各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來越多地出現(xiàn)在城市中。在大型晚會的現(xiàn)場，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多為采用霓虹燈管做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語、宣傳畫來達到效果。這些燈的控制設備多為數(shù)字電路。而在現(xiàn)代生活中，大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會的燈光布景，由于其變化多、功率大，數(shù)字電路則不能勝任。針對PLC日益得到廣泛應用的現(xiàn)狀，我們設計了這次彩燈PLC控制項目。四、 PLC的相關知識本次項目使用的是西門子S7-200。下面具體介紹一下西門子PLC。1.PLC的發(fā)展可編程控制器簡稱PC(ProgrammableController)，它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC(ProgrammableLogicController)和可編程序控制器PC幾個不同時期。為與個人計算機(PC)相區(qū)別，現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個老名字。1987年國際電工委員會(InternationalElectricalCommittee)頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！笨梢灶A期，隨著我國現(xiàn)代化進程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應用天地。2、PLC的特點可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，僅剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100，因觸點接觸不良造成的故障大為減少。高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。硬件配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，并且已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便，一般用接線端子連接外部接線°PLC有較強的帶負載能力，可直接驅動一般的電磁閥和交流接觸器，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。系統(tǒng)的設計、安裝、調試工作量小，維護方便，容易改造PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設計法。這種編程方法很有規(guī)律，很容易掌握。對于復雜的控制系統(tǒng)，梯形圖的設計時間比設計繼電器系統(tǒng)電路圖的時間要少得多。PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，僅相當于幾個繼電器的大小，因此可將開關柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。它的重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。3、西門子s7-200SIMATICS7-200系列可編程控制器是德國西門子公司生產(chǎn)的高性能價格比的微型可編程控制器。由于它具有結構小巧，運行速度快，價格低廉及多功能多用途等特點，因此在工業(yè)企業(yè)中得到了廣泛的應用。S7-200系列PLC系統(tǒng)由基本單元、I/O擴展單元、功能單元和外部設備等組成。其結構如圖所示：

I/O指示燈狀態(tài)指示仰LFFIUNSTOP謝訊口可迷卡播悟EEPROMI/O指示燈狀態(tài)指示仰LFFIUNSTOP謝訊口可迷卡播悟EEPROM時外后電池卡接線喘子匚CPU224、CPU2網(wǎng)利CPU226XM上可插披)前既模式選擇開艾LRUMSTOP)模瓶電位器LP擴展端口-安盅在標麻DIN抒軌上的實子S7-200PLC結構圖特忤CPUWW1CPU222CPU224CPUwCPUNW6XM外形尺寸＜mm)9GX8UXt2<J0X80Xt2120.bX80Xfi2190XMX我ly^XhlOX說程廳存信區(qū)204fi字字4的占字409碎字削9W字菽據(jù)存,偷區(qū)1024字1024字25副字256。字5值ti字理電保持時間bli小時N小時1刖小時怕li小時的Li小時本機l.'OUA./4出"W6出14&'10出24&'lb出24&'化出擴.燧模垸藪量02777島速計數(shù)器單相雙相4路30KHzW路ZOKHz4路30KHz2^20KHz6^30KHz4路處KHeG^SOKHz4^20KHzaStSOKHz4^20KHz賦沖輸出＜DC)W路ZOKHz2^20KHz2^20KHz2^20KHz2^20KHz模擬電位器11222實時時并配時外行配時外后內(nèi)宜內(nèi)置內(nèi)置通訊口1RS4bJb1RS4^bIRS4bJb2RS4bJb浮點纓算1心映象區(qū)(,1攵咨村1冷出)布爾猖令推行速中S7-200技術指標1、 西門子PLC的基本指令位邏輯指令主要包括：位邏輯運算指令、位操作指令和位測試指令，邏輯操作結果(RLO)用以賦值、置位、復位布爾操作數(shù)，也控制定時器和計數(shù)器的運行。置位復位：置位復位指令是之將線圈設計成置位線圈和復位線圈的兩大部分，將存儲器的置為位，復位功能分離開來。上升沿和下降沿觸發(fā)：邊沿觸發(fā)器是指用邊沿觸發(fā)信號產(chǎn)生一個機器周期的掃描脈沖，正跳變觸發(fā)指輸入脈沖上升沿使觸點閉合一個掃描周期。副跳變觸發(fā)是指輸入脈沖的下降沿使觸點閉合一個掃描周期。定時器指令：S7-200的定時器為增量型定時器，用于實現(xiàn)時間控制。2、 西門子PLC的特點

S7-200具有結構小巧，運行速度高，價格低廉及多功能多用途等特點，因此在工業(yè)中小型企業(yè)中得到了廣泛的應用。五、PLC輸入輸出表輸入功能輸出功能I0.0啟動按鈕Q0.0“N"字體I0.1停止按鈕Q0.1“B”字體Q0.2“A”字體Q0.3外圍上部燈Q0.4外圍中部燈Q0.5外圍下部燈六、PLC輸入輸出接線圖124V七、PLC梯形圖

八、項目實物介紹程序介紹：我設計的是“NBA”三個字，一個字代表一個輸出。外圍設計了一個邊框，分為上、中、下三個部分的燈，三個輸出。共六個輸出。上電按下啟動按鈕SB1，首先外圍燈是三部分由上到下依次閃，間隔時間為一秒，這樣循環(huán)往復；同時進行的是由"N"到“B"再到“A”的閃爍間隔時間為一秒。閃完后一秒是“N”“B”“A”同時亮5秒。最后是NBA三個字同時閃十秒，閃爍的一個周期是2秒。以此循環(huán)往復。

九、項目總結、體會本次項目是一次創(chuàng)新實踐。也是最后在科院不多的表現(xiàn)機會了。為此應相當珍惜。創(chuàng)新是一個民族的進步靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力。自主創(chuàng)新更是國家十二五主要任務之一?？梢妱?chuàng)新型人才對于社會發(fā)展的重要性。而作為當代大學生更應成為創(chuàng)新型人才。彩燈在現(xiàn)代生活中應用廣泛，酒店，商店等地隨處可見。因此本次項目還是十分必要的。此次項目不僅鍛煉了我的基礎知識的應用能力，而且提高了我的動手能力。在此期間，