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1、机电工程学院课程设计说明书设计题目: 霓虹灯广告屏装置PLC程序设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 机制F09 指导教师： 2012 年 12 月 13 日内容摘要随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,个大中小城市都在进行亮化工程。个企业为宣传自己企业的形象和产烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求.PLC是一种用程序来品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯
2、的亮灭,闪改变控制功能的工业控制计算机,这些霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等均，可以通过PLC来达到控制的要求，这篇课程设计就是根据实验要求，进行输入输出的I/O口估算，选择PLC型号、绘制流程图、设计梯形图、编写程序清单、调试程序、修改程序，最终实现课程要求。在编写程序的时候用到了位移指令，是程序变得更加简洁。基本实现对霓虹灯的正确、稳定地控制。关键词：霓虹灯；PLC控制；I/O口估算；梯形图；程序调试；移位指令 目 录第1章 引言1第2章 硬件设计2 2.1 运行框图2 2.2 CPU的选择4 2.3 I/O分配表4 2.4 I/O接线图6第3章 软件设计7 3.1梯形图的设计7 3.2
3、 梯形图及指令表7第4章 系统调试28结 论29设计总结30致谢 31参考文献32第1章 引言1.1 霓虹灯广告屏装置PLC程序设计内容简介该广告屏共有8 根灯管，24 只流水灯，每4 只灯为一组，如下图所示：图1-1 霓虹灯广告屏工作示意图1.2 霓虹灯广告屏装置PLC控制系统设计要求 (1)该广告屏中间8个霓虹灯字亮灭的时序为第1根亮2亮3亮第8根亮,时间间隔均为1S,8个霓虹灯字全亮后,显示10S,再反过来从871顺序熄灭.全灭后,停亮2S,再从第8根开始亮起,顺序点亮871,时间间隔为1S,全亮后显示5S.再从128按1S间隔顺序熄灭.全熄灭后,停亮2S,再从头开始运行,周而复始。(2
4、)广告屏四周的流水灯共24只,4个1组,共分6组,每组灯间隔1S向前移动一次,且IVI每隔一组的灯点亮,即从I“、”,亮后II“”,同时“”灭“11”亮，同时“、”灭移动一段时间后(如30S),再反过来移动,即从VI,IV亮后V,III亮后IV,II亮后III,I亮,如此循环往复。(3)系统有单步连续控制,有启动和停止按钮。(4)启动时，灯管和流水灯同时启动，关闭时，可同时也可分别关闭。(5）要求有位移指令的应用。 第2章 硬件设计2.1 运行框图图2.1 程序流程图2.2 CPU的选择对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC或OM
5、ON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，组成一个分布式的控制系统。PLC的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把PLC的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，适用于工艺过程比较稳定、控制要求比较简
6、单的系统。模块式PLC的功能扩展，I/O点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。维修更换模块、判断与处理故障快方便，适用于工艺过程变化教多、控制要求复杂的系统。在使用时，应按实际具体情况进行选择。根据系统分析得输入点有5个，分别为I0.0-I0.4;输出点有32个，分别为Q0.0-Q0.7、Q1.0-Q1.7、Q2.0-Q2.7、Q3.0-Q3.7。I/O点共37个。结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器（CPU-226）PLC和两个输出拓展模块EM222。2.3 I/O分配表表2-1 I/O分配表控制信号信号名称元件
7、名称元件符号地址编码输入信号启动信号常开按钮SB1I0.0停止信号常开按钮SB2I0.1灯管控制常开按钮SB3I0.2流水灯控制常开按钮SB4I0.3循环功能常闭按钮SB5I0.4输出信号1#灯管Q0.02#灯管Q0.13#灯管Q0.24#灯管Q0.35#灯管Q0.46#灯管Q0.57#灯管Q0.68#灯管Q0.71#流水灯Q1.02#流水灯Q1.13#流水灯Q1.24#流水灯Q1.35#流水灯Q1.46#流水灯Q1.57#流水灯Q1.68#流水灯Q1.79#流水灯Q2.010#流水灯Q2.111#流水灯Q2.212#流水灯Q2.313#流水灯Q2.414#流水灯Q2.515#流水灯Q2.61
8、6#流水灯Q2.717#流水灯Q3.018#流水灯Q3.119#流水灯Q3.220#流水灯Q3.321#流水灯Q3.422#流水灯Q3.523#流水灯Q3.624#流水灯Q3.72.4 I/O接线图 图2-2 I/O接线图第3章 霓虹灯广告屏装置程序设计3.1 梯形图的设计在程序设计过程中采用了SCR指令的顺序控制梯形图的设计方法，S7-200中的顺序控制寄存器（SCR）专门用于编制顺序控制程序，顺序控制程序被划分为LSCR与SCRE指令之间的若干个SCR段，一个SCR段对应与顺序功能图中的一步。梯形图中设计了八个子程序，分别赋八个数，因为需要前一个输入信号由一变为零，所以添加了负跳变指令；为
9、了实现题中的循环要求，在程序中添加了加一指令，从而使得数字自动往下循环；为了点亮八段显示管各段的代码，运用了段译码指令，为了输出需要的数字在段译码指令前添加了字节比较指令，当为所需数字时，就会在显示管上显示相应的数。3.2霓虹灯广告屏装置PLC控制程序的梯形图及语句表1.梯形图2指令表TITLE=PROGRAM COMMENTSNetwork 1 / Network Title/ 初始化程序LD SM0.1R Q0.0, 32Network 2 LD SM0.1R S0.0, 12Network 3 / I0.0为启动总按钮LD I0.0EUS S0.1, 10S S2.1, 2Network
10、 4 / I0.1为总停按钮LD I0.1R S0.0, 24Network 5 / 单独关闭内圈8个灯管LD I0.2R S0.0, 10Network 6 / 单独关闭外围流水灯LD I0.3R S2.1, 2Network 7 / 顺序控制寄存器开始工作LSCR S0.1Network 8 / 通过定时器T37，八个灯管从1到8逐个点亮，时间间隔为1s.LD SM0.0TON T37, 80A SM0.5EU+I VW1, VW0MOVW VW0, VW1+I 1, VW1Network 9 / 输出QB0，控制灯管的亮与灭LD SM0.0MOVB VB1, QB0Network 10
11、/ T37定时到，顺序跳转S0.2LD T37SCRT S0.2Network 11 SCRENetwork 12 / 顺序启动S0.2LSCR S0.2Network 13 / 通过定时器T38，控制8个灯管全亮，并保持10sLD SM0.0TON T38, 100Network 14 / T38定时到，顺序跳转S0.3LD T38SCRT S0.3Network 15 SCRENetwork 16 / 顺序启动S0.3LSCR S0.3Network 17 / 通过T39定时器，由SHR_B（字节移位指令）来控制灯管81逐个熄灭，时间间隔1sLD SM0.0LPSA SM0.5EUSRB
12、VB1, 1LPPTON T39, 80Network 18 / 通过MOV_B(字节传送指令）输出QB0来控制内圈灯管LD SM0.0MOVB VB1, QB0Network 19 / T39定时到，顺序跳转S0.4，执行下个子程序段.LD T39SCRT S0.4Network 20 SCRENetwork 21 / 顺序启动S0.4LSCR S0.4Network 22 / 通过定时器T40，控制8个灯管全灭，保持2s.LD SM0.0TON T40, 20Network 23 / 定时器T40状态为ON,顺序启动S0.5LD T40SCRT S0.5Network 24 SCRENet
13、work 25 / 顺序启动S0.5LSCR S0.5Network 26 / 利用定时器T41控制程序的跳转，并且通过MOV_W(字传送指令)为VW0，VW1赋值。LD SM0.0TON T41, 80TON T42, 10AN T42MOVW 128, VW0MOVW 64, VW1Network 27 / T42控制灯管是从8到1的逆序点亮的间隔为1s，而加法指令控制8个灯管是按照逆序点亮。LD T42A SM0.5EU+I VW1, VW0SRB VB3, 1Network 28 / 输出QB0来控制8个灯管的亮与灭。LD SM0.0MOVB VB1, QB0Network 29 /
14、T41定时时间到，程序顺序跳转下个程序段LD T41SCRT S0.6Network 30 SCRENetwork 31 / 顺序启动S0.6LSCR S0.6Network 32 / 通过定时器T43，实现灯管81全部点亮后，显示5sLD SM0.0TON T43, 50Network 33 / T43定时时间到，程序段跳转LD T43SCRT S0.7Network 34 SCRENetwork 35 / 顺序启动S0.7LSCR S0.7Network 36 / 通过定时器T44实现灯管18逐个熄灭，间隔为1sLD SM0.0TON T44, 80A SM0.5EUSLB VB1, 1N
15、etwork 37 / T44计时时间到，顺序跳转下个程序段LD T44SCRT S1.0Network 38 SCRENetwork 39 / 顺序启动S1.0LSCR S1.0Network 40 / 通过T45，实现灯管18全部熄灭后，保持2sLD SM0.0TON T45, 20Network 41 / I0.4为控制循环信号输入地址，其控制按钮SB5为常闭按钮。LD T45AN I0.4SCRT S0.1Network 42 / 程序段结束SCRENetwork 43 / 开始程序段S2.1LSCR S2.1Network 44 / 定时器T46、T47控制奇数流水灯两个一组，逐个点
16、亮1sLDN SM0.0TON T46, 60TON T47, 10AN T47MOVB 5, VB7Network 45 / 通过SHL_DW控制奇数流水灯顺序点亮LD T47A SM0.5EUSLD VD1, 4Network 46 / 分别由字节传送指令输出QB1、QB2、QB3、QB4，来控制流水灯的1、3、5.、21、23的灯的亮与灭LD SM0.0MOVB VB7, QB1MOVB VB6, QB2MOVB VB5, QB3MOVB VB4, QB4Network 47 / T46计时时间到，顺序跳转程序段S2.2LD T46SCRT S2.2Network 48 SCRENetw
17、ork 49 / 顺序启动S2.2LSCR S2.2Network 50 / 定时器T48、T49控制偶数流水灯两个一组，逐个点亮1sLD SM0.0TON T48, 60TON T49, 10AN T49MOVB 160, VB5Network 51 / 通过SHR_DW控制偶数流水灯顺序点亮LD T49A SM0.5EUSRD VD1, 4Network 52 / 分别由字节传送指令输出QB1、QB2、QB3、QB4，来控制流水灯的2、4、6、.、22、24的灯的亮与灭LD SM0.0MOVB VB7, QB1MOVB VB6, QB2MOVB VB5, QB3MOVB VB4, QB4N
18、etwork 53 / T48计时时间到，I0.4控制程序段的循环LD T48AN I0.4SCRT S2.1Network 54 / 程序段结束SCRENetwork 55 第4章 系统调试硬件调试：接通电源，检查可编程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，打开可编程控制器的“RUN”开关进行调试；观察运行的情况，看按下题中所说按钮时是否按要求工作。 根据以上的调试情况，本
19、次的自动数码显示的PLC控制系统设计符合要求。 结 论本程序是用STL图所写的，在启动按钮按下以后，有两步程序同时运行，一个是霓虹灯字的亮灭，一个是四周边框流水灯的亮灭。霓虹灯字的亮灭：在按下启动按钮以后，八个字会按要求亮灭，主要是定时器控制的，在S20和S21中，S20是灯的正序亮反序灭，S21是灯的反序亮正序灭。流水灯的亮灭，是把每一种亮的情况都纳入一个状态的，所以有6中状态，然后在循环，在30秒过后，会由正序的亮转换成反序的亮。反序的亮30秒都又转换成正序的两，这个30秒我是用计数器控制的，因为每一个循环是6秒，那30秒就是5次，计到5次都才会进行正反序的转换。设计总结本次设计是在王宗才
20、老师的悉心指导下完成的。王老师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见，为设计论文的撰写、修改提供了许多具体的指导和帮助。王宗才老师的严谨治学、不断探索的科研作风，敏锐深邃的学术洞察力，孜孜不倦的敬业精神，给我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文结束之际，特向我敬爱的导师王宗才老师致以最崇高的敬礼和深深的感谢！ 我在这次课程设计中，学会了怎么去发现问题，解决问题。遇到不明白的问题都会积极的去询问老师，或者去找寻相关的资料。从中学到了很多知识。这次课程设计使我们有机会把我们的课堂理论知识运用到实际生活中，贴近生活，实现我们的人生价值。并且通过对知识的综合利用，加入个人的分析和比较，加深了了我们对
21、理论知识的理解和运用。也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。虽然本次课程设计是自己独立完成，但是，彼此也没脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题。通过这次PLC控制抢答器设计，让我
22、对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解。 致 谢首先我要向指导老师王宗才老师致以诚挚的谢意。在课程题目的设计的过程中王老师给了我许多的帮助和关怀，王老师学识渊博、治学严谨，待人平易近人，老师平日里工作繁多，但在我做课程设计期间的每一天，都会在教室里为同学们答疑解惑。在老师的悉心指导中，我不仅学到了扎实的专业知识，也在怎样处人处事等方面收益很多。可以说王老师在课程设计上给予我们的指导，提供给我们的支持和帮助，是我们能顺利完成这次报告的主要原因，此外也感谢老师为我们提供了良好的做课程设计的环境。其次，也要感谢那些帮助过我的同学，与他们的探讨交流使我受益颇多，是他们不厌其烦的回答我的疑问，
23、解决了不少我不太明白的设计上的难题，使我能够顺利的完成调试工作。参考文献1 王宗才.机电传动控制.北京:电子工业出版社，2011.2 余雷声.电气控制与PLC应用.机械工业出版社，2004.3 程先平. 机电传动与控制. 华中科技大学出版社.4 王永华.现代电气控制及PLC应用技术.北京航空航天大学出版社，2008.5 陈宏钧.可编程控制器课程设计指导书【M】天津：天津大学出版社，2001.6 胡学林.电气控制及PLC.北京:冶金工业出版社，1997.7 陈忠华.可编程序控制器与工业自动化系统.北京:机械工业出版社，2206.8 陈在平,赵相宾.可编程序控制器技术及应用系统设计.北京:机械工业出版社,2002.9 张万忠，刘明芹.电气与PLC控制技术.化学工业出版社，2003.10 李缓.PLC原理与应用.北京:北京邮电大学出版社，2009.11 罗伟、邓木生.PLC与电气控制.北京:中国电力出版社，2009.12 张学铭、邸书玉.松下PLC编程与应用.北京:机械工业出版社，2009.