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1、,江苏大学PLC课程设计报告书题 目： 四组抢答器自动售货机 交通灯霓虹灯广告屏 班 级： 姓 名： 学 号： 指导教师： 黄永红、刁小燕 完成日期: 2015年1月5日 2目录一：四组抢答器的PLC控制1.抢答器概述.3 2.设计要求.33.硬件/软件设计.44.调试过程分析.9二：1.自动售货机概述.102.设计要求.103.硬件/软件设计.114.调试过程分析.18三：1.交通灯概述.192.设计要求.193.硬件/软件设计.214.调试过程分析.31四：1.霓虹灯广告屏概述.322.设计要求.323.硬件/软件设计.33三：心得.39四：参考文献.39 题目一：四组抢答器概述： 抢答器
2、很广泛地用于电视台、商业机构及学校，为竞赛增添了刺激性、娱乐性，在一定程度上丰富了人们的业余生活，并且给人的视觉效果非常好，是各单位开展素质教育、精神文明、娱乐活动的必备产品。PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新，可编程控制器由于其优良的控制性能，极高的可靠性，在各行各业中的应用日益广泛普及。本设计利用西门子公司的S7-200 PLC226实现四组抢答器的设计要求。设计要求： 设有四组抢答器，有四位选手，一位主持人。设有一个开始答题按钮，一个系统复位按钮。按下开始答题按钮后，四位选手开始抢答，最先按下按钮的选手的抢答指示灯亮，同时该选手的编号在数码管上显示，其他选手
3、的按钮不起作用。如果主持人未按下开始答题按钮，就有选手抢答，则认为是犯规，犯规指示灯亮并闪烁；同时选手序号在数码管上显示，其他选手的按钮不起作用。当支持人按下开始答题按钮后，时间开始倒计时，在5秒内仍无选手抢答，则系统超时指示灯亮，此后不能再有选手抢答。所有各种情况在主持人按下系统复位按钮后，系统回到初始状态。硬件设计： 抢答器示意图抢答器PLC接线图输入信号输出信号开始答题按钮SB1I0.01号选手指示灯H1Q0.01号选手抢答按钮SB2I0.12号选手指示灯H2Q0.22号选手抢答按钮SB3I0.23号选手指示灯H3Q0.33号选手抢答按钮SB4I0.34号选手指示灯H4Q0.44号选手抢
4、答按钮SB5I0.4犯规指示灯H5Q0.5复位按钮SB6I0.5数码管LEDQ1.0Q1.7I/O地址分配表软件设计： 程序流程图 调试分析：问题1：当3号抢答者抢答时，数码管无法显示当前抢答者的身份号码解决：程序中进行修改，把显示3号抢答者的3单独用一个M2.0、M2.1来表示，输入到SEG中，其他的抢答者用M1.0、M1.1、M1.2来分别表示1、2、4不同时的输入到一个数码管中。问题2：当抢答者按钮复位，数码管也复位，按下另一个抢答者按钮数码管接着显示这个抢答者的身份号码解决：对程序中的表示数码管输入的中间继电器M1.0、M1.1、M1.2、M2.0、M2.1，用M1.0表示1号抢答者，
5、用M1.1表示2号抢答者，用M2.0、M2.1表示3号抢答者，用M1.2表示3号抢答者，使表示各个抢答者的中间继电器分别互锁。问题3：按下主持人复位按钮数码管没有复位解决：在程序最后加上当复位键按下时把0交给数码管，实现清零。问题4：当一名抢答者按下按钮后，其他抢答者再按按钮依然有效。解决：对四名抢答者所对应的四盏指示灯的控制是用互锁，使得四盏指示灯有一盏点亮后，其他的指示灯无法再次点亮。题目二：自动售货机概述： 自动售货机可以充分补充人力资源的不足，适应消费环境和消费模式的变化，24小时自动售货机的系统可以更省力，运营时需要的资本少、面积小，有吸引人们购买好奇心的自身性能，可以很好地解决人工
6、费用上升的问题等各项优点。本系统采用西门子S7-200 PLC226作为主控制器，结合外围的按键输入电路，数码管显示电路、LED指示灯电路，模拟自动售货机售货全过程。采用PLC普通梯形图指令，使编程更加简单化，缩短开发周期。设计要求： 1.：有三个投币口，可识别三种钱币，分别是1元、5元、10元，采用三个按钮进行模拟；2. 自动售货机共出售两种货物：矿泉水、冰红茶，其价格分别定为3元、5元；3. 当投币数大于等于货物价格时且售货机里有这种货物时，指示灯亮，表示可以进行购买，两种货物分别用两个小灯代替进行模拟；4. 除此之外，本次设计还涉及了显示、找零、送货等功能的实现，其中显示部分采用2个数码
7、管进行显示，显示投币总数和购买后的余额；5. 当按下找零按钮后，数码管显示进行清零，采用从高到低递减的形式进行清零。退回余额有五元和一元两种，退回金额如果大于5元，先退5元，再退1元，如果小于5元，则直接退1元的；例如：当余额为7元时，按下找零按钮后，先找一个五元，数码管显示2，然后再找两个一元，数码管清零。6. 送货部分采用小车直线运动进行模拟，将两种货物分别送到两个不同的地点，采用两个光电开关分别代表两个不同的送货地点，当按下不同的送货按钮后，小车会以其对应的光电开关为终点做直线往返运动，表示送货过程。硬件设计： 自动售货机PLC接线图输入信号输出信号投币1元SB1I0.0 有矿泉水H1Q
8、0.0投币5元SB2I0.1有冰红茶H2Q0.1投币10元SB3I0.2出矿泉水H3Q0.2有矿泉水SB4I0.3出冰红茶H4Q0.3有冰红茶SB5I0.4矿泉水小车归位H5Q0.4退币SB6I0.5冰红茶小车归位H6Q0.5买矿泉水SB7I0.6退币H7Q0.6买冰红茶SB8I0.7数码管LED1Q1.0Q1.7矿泉水出货到位SQ1I1.0数码管LED2Q2.0Q2.7矿泉水上货到位SQ2I1.1冰红茶出货到位SQ3I1.2冰红茶上货到位SQ4I1.3 I/O地址分配表 送货小车主电路电气控制图软件设计：程序流程图 调试分析：问题1：当按下投币按钮时数码管一直在跳解决：在三个投币按钮I0.0
9、、I0.1、I0.2后分别接上一个上升沿P，就可以使投币按钮按下后只有在有正跳变时才对钱数表示。问题2：退币时需要按一次才能退一次币解决：用比较指令在钱币总数还没有到0时，一直退币。问题3：退币时数码管跳变速度太快解决：在退币过程中加上计时器进行延时。问题4：当总钱数大于5时，退币时不显示先退币5元再退币1元的过程解决：把数码管显示的程序放在退币5元与1元之间，并且在退币5元和1元时，分别加上计时器来延时时间，使得在退币时能够有先后顺序分别退5元与1元。问题5：按下买水按钮时数码管一直跳解决：在两个买水按钮上加上上升沿有效P，只让买水按钮在正跳变时才有效，这样在能使数码管只在按钮跳变时起作用。
10、题目三：交通高低峰分段运行、数显倒计时交通红绿灯概述：交通灯通常指由红、黄、绿三种颜色灯组成用来指挥交通的信号灯。绿灯亮时，准许车辆通行，黄灯亮时，已越过停止线的车辆可以继续通行；红灯亮时，禁止车辆通行。设计要求：模拟实际交通灯运行情况，仅带绿闪的红绿灯部分内容可参考本书第七章第五节和附录E实验七内容。本题的内容在前述的基础上，扩展到当下普遍采用的分时段运行、带倒计时数字显示（简称数显）的红绿灯，使课程设计题目更贴近实际。 十字路口交通灯正常工作时序二.设计任务设计高/低峰时段运行和带数显倒计时LED灯的交通红绿灯PLC控制程序，普通交通红绿灯时序图如上图所示（红灯行列向为30s一切换）。1）
11、交通高峰时段为每日的上午730900和下午的16301800，交通高峰时红灯为20s一切换。按图7-7时序图规律，其中绿闪、黄灯时长不变，绿灯常亮缩短到15s。2）交通低峰时段为每日的上午600开始，除去高峰时段，到2200结束，交通低峰时红灯为40s一切换。绿灯按黄灯图7-7时序图规律同理安排。3）交通晚间时段为当日的2200开始，到次日600结束，该时段十字路口的4个方向均按黄灯闪烁运行。4）由于实验模块只有一组数码管，只须编写一对方向的倒计时数码显示。如显示东西向低峰时段红绿灯倒计时数码值，先走东西向红灯20s倒计时，绿灯再走18s，最后黄灯亮2s；再重复下一轮。低峰时以此类推。晚间时段
12、不显示倒计时。题目原来要求读取实时时钟来控制高峰、低峰、夜间子程序有效,但是由于读取时钟在实验室难于操作,用三个开关输入,控制不同时间段的红绿灯.硬件设计： 交通灯PLC接线图输入信号输出信号启动SB1I0.0 东西红 东西红Q0.0高峰SB2I0.1东西黄东西黄Q0.1低峰SB3I0.2东西绿东西绿Q0.2夜间SB4I0.3南北红南北红Q0.3停止SB5I0.4南北黄南北黄Q0.4复位SB6I0.5南北绿南北绿Q0.5数码管LEDQB1数码管LEDQB2 I/O地址分配表软件设计： 程序流程图调试分析：问题1：如何显示一个方向上的绿灯、黄灯和红灯的分别倒数计时解决：用三个减计数器和一个一秒的
13、时钟脉冲计时器，把减计数器的设置值分别设为绿灯、黄灯和红灯的倒数时间，再把一秒周期的时钟脉冲加在减计数器的计数端，让计数器每一秒减一个数，让数码管分别在绿灯、黄灯和红灯亮的时候读取相应减计数器的当前值。问题2：在切换高峰、顶峰和夜间时，数码管和灯无法复位解决：我设置一个复位键，使总的计数器复位并连接到各个减计数器的复位端上，同时把复位键串联在计时器的使能端，使得计时器、输出和数码管复位。题目四：霓虹灯广告屏霓虹灯概述：霓虹灯由玻璃管制成，并按照设计要求弯成各种文字和图案，然后在玻璃管两端配制铜电极，在管内灌注氖、氩等各种隋性气体，接通高压电源后发出各色光，是户外广告的主要形式之一，还可以为夜幕
14、增加色彩和动感。设计要求： 该广告屏共有4根灯管，8只流水灯，如下图所示：2. 控制要求： （1）该广告屏中间4根灯管亮灭的时序为：第1根亮2亮3亮第4根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示2s，再反过来从431按1s间隔顺序熄灭，全灭后停2s；再从第4根开始亮，顺序点亮41，时间间隔1s，显示2s，再从124按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。（2）8只流水灯亮灭的时序为：按1s间隔依次向前移动，亮灭亮3灭5亮5灭7亮7灭1亮，循环3次，然后8亮8灭6亮6灭4亮4灭2亮2灭8亮，循环3次如此循环往复。（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。（4）起动时，灯管和流水灯
15、同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。硬件设计： 霓虹灯广告屏PLC接线图输入信号输出信号启动SB1I0.01号流水灯Q0.1 停止SB2I0.13号流水灯Q0.3流水灯停止SB3I0.25号流水灯Q0.5广告屏停止SB4I0.37号流水灯Q0.7单步/连续SB5I0.42号流水灯Q0.0复位SB6I0.54号流水灯Q0.26号流水灯Q0.48号流水灯Q0.6广告屏1号灯Q1.1广告屏2号灯Q1.2广告屏3号灯Q1.3广告屏4号灯Q1.4 I/O地址分配表软件设计：顺序功能图心得： 本次课程设计，在老师的悉心指导下，我们既懂得了怎样把理论应用于实际，又懂得了在实践中遇到的问题怎样用理论去解决。
16、 在本次设计中，我们还需要大量的以前没有学到过的知识，于是图书馆和网络成了我们很好的助手。在查阅资料的过程中，我们要判断优劣、取舍相关知识，不知不觉中我们查阅资料的能力也得到了很好的锻炼。我们学习的知识是有限的，在以后的工作中我们肯定会遇到许多未知的领域，这方面的能力便会使我们受益非浅。在设计过程中，总是遇到这样或那样的问题。有时发现一个问题的时候，需要做大量的工作，花大量的时间才能解决。自然而然，我的耐心便在其中建立起来了。为以后的工作积累了经验，增强了信心。参考文献：1黄永红.电气控制与PLC应用技术M. 机械工业出版社，2011.2肖明耀.西门子S7-200系列PLC应用技能实训M中国电力出版社,2010.3郑凤翼.图解西门子S7-200系列PLC应用88例M.电子工业出版社,2009.4王东署.S7-200 PLC基础及应用M.中国电力出版社,2013