基于PLC的霓虹灯控制系统毕业设计VIP

精品资料，值得下载学习！ 目 录 第一章课程设计任务书 . 1 课程设计任务 . 2 课程设计目的 . 3 课程设计要求 . 4 课程设计内容 . 5 课程设计报告要求 . 6 课程设计进度安排 . 7 课程设计考核办法 . 第二章 . 本概念 . 基本结构 . 程语言 . 工作原理 . 第三章总体设计方案 . 制要求 . 计思路 . 部接线图 . 个人小结 . 第 五 章 参考文献 . 精品资料，值得下载学习！ 第一章 课程设计任务书 题目：霓虹灯控制系统的设计 一、课程设计任务 本课题要求设计一个霓虹灯控制系统，具体指标是： 使用实验台上的输出接口单元模块（如下图 1 所示），自行设计 3 种醒目有趣的霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换。显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按动启动按钮，就开始按照设计的方式显示，按动停止按钮则全部熄灭。 二、课程设计目的 通过本次课程设计使学生掌握： 1） 2） 实际程序的设计及实现方法； 3）程序的调试和运行操作技术。从而提高学生对 制系统的设计和调试能力。 三、课程设计要求 1、采用状态转移图 2、设计的三种显示方式为：（请自行设计） 方式一： 方式二： 方式三： 图 1 输出接口单元模块 四、课程设计内容 1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块； 2、霓虹灯控制系统设计； 3、硬件接线图、程序清单。 五、课程设 计报告要求 精品资料，值得下载学习！ 报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献。 报告中提供如下内容： 1、目录 2、正文 （ 1）课程设计任务书； （ 2）总体设计方案； （ 3） I/O 分配表， 序中使用的元件及功能表； （ 4）程序控制的 形图或指令表清单，注释说明； （ 5）调试、运行及其结果； 3、收获、体会 4、参考文献 六、课程设计进度安排 周次 工作日 工作内容 第 一 周 1 布置课程设计任务，熟悉实验台，查找相关资料 2 根据设计任务，完成总体设计方案（硬件 选型、分配 3 完成硬件接线，编写程序并调试 4 编写程序并调试 5 答辩，完成课程设计报告 本课题共需一周时间 七、课程设计考核办法 本课程设计满分为 100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为 20%、 20%、 60%。 精品资料，值得下载学习！ 第二章 简介 早期的可编程控制器乘坐可编程逻辑控制器（ ,主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微 型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称 是为了避免与个人计算机（ 简称混淆，所以讲可编程控制器简称 969年美国数据设备公司 (制出现，现行美国，日本，德国的可编程程序控制器质量优良，功能强大。 构多种多样。但其组成的 般原理基本相向，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持实际上可编程控制器就是一种新型的 工业控制计算机。 可编程控制器主要由中央处理单元 (存储器 (输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几部分组成，其结构框图如图 2（一）、中央处理单元 (可编程控制器中常用的 片机和双极型位片式微处理器三种类型。通用微处理器如 8080、 8086、 80286、 80385 等、单片机如 8031、 8096等、位片式微处理器 (如 901、 )。可编精品资料，值得下载学习！ 程控制器的档次越高 算进度也越快，功 能指今越强。 l 6位的 8096单片机。 （二）、存储器 可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。系统存储器存放系统管理程序，用户存储器存放用户编制的控制程序。小型可编程控制器的存储器容量 般在 8用的存储器有 种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序生成用户数据区，存放在 的用户程序可方便地修改。 储器是 种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池作 备用电源。掉电时，可以有效地保持存储的信息。锂电他的寿命一般为 (5 30)年，若经常带负载可维持 (2 5)年。往用这些类型存储器固化系统管理程序和用户程序， 储器又可写成 是一种电可擦除可编程的只读存储器既可按字节进行擦除。又有可整片擦除的功能。 （三）、输入输出单元 (I/ 实际生产过程中的信号电平是多种多样的，外部执行机构所需的电平也是干差万别的，而可编程控制器的 是通过输入输出单元实现了这些信 号电平的转换。 I/O 单元实际上是 I/到 钮、传感器等。 触器、继电器，而继电器有交流型和直流型，高电压型和低电压型、电压型和电流型之分。 (1)、输入接口电路 各种 常有三种类型：一种是直流 (12一种是交流 (100v、 (200 输入，第三种是交直流 12 一 24 V 输入。外界输入器件可以是 无源触点或者有源传感器的集电极开路的晶体管，这些外部输入器件是通道 设有 波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。当输入开关闭合时，一次电路中流过电流，输入指示灯亮光耦合器被激励三极管从截止状态变为饱和导通状态，这是一个数据输入过程。 精品资料，值得下载学习！ (2)、输出接口电路 电器输出、晶体管输出、晶闸管输比。 通常， 。从数据类型上看有开关量和模拟量；从电压等级上看有直流和交流 ；从速度上看有低速和高速，从点数上看有多种类型；从距离上看可分为本地 I/O 和远程 I/O。远程 I/O 单元通过电缆与 放在距 （四）、电源单元 供电电源是一般市电、也有用直流 24v 供电的。 电源稳定度要求不高，一般允许电源电压额定值在 +10%范围内波动。 有一个稳压电源用于对 小型 体，中大型 有专门电源单元，有些 4v 于对外部传感器供 电，但电流往往是毫安级。 （五）、编程器 编程器是 用编程器将用户程序送入 可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视 工作状态。编程器 般分简易型编程器和智能型编程器，小型 中型 此以外，在个人计算机上添加适当的硬件接口和软件包。即可用个人计算机为 用微机作为编程器，可以直接编制并显示梯形图。 光有硬件，软件也必不可少，一提到软 件就必然和编程语言相联系。不同厂家、甚至不同型号的 前 用的编程语言有四种，梯形图编程语言、指令语句表编程语言、功能图编程语音、高级编程功能语言。梯形图编程语形象直观，类似电气控制系统中继电器控制电路图，逻辑关系明精品资料，值得下载学习！ 显；指令语句表编程语言虽然不如梯形图编程语言直观，但有键入方便的优点；功能图编程语言和高级编程语言需要比较多的硬件设备。 （一）梯形图编程语言 该语言习惯上叫梯形图。梯形图沿袭了继电器控制电路的形式，也可以说，梯形图编程语言是在电气控制系统中常用的继电器 接触器逻辑控制基础下简化了符号演变而来的。形象、直观、实用，电气技术人员容易接受，是目前用得最多的一种 电器接触器电气控制电路图和 图可见两种控制电路图逻辑含义是 样的，但具体表达方法却有本质区别。时器、计数器不是物理继电器、物理定时器、物理计数器，这些器件实际上是存储器中的存储器，因此称为软器件。相应位为“ 1”状态，表示继电器线圈通电或常开接点闭合或常闭接点断开。 梯形图是形象化的编程语言，梯形图左右两端的母线是不接任何电源的。 梯形图中并没有真实的物理电流流动而仅仅是概念电流 虚电流或称为假想电流。把 形图左边路线假想为电源相线而把右边母线假想为电源地线：假想电流只能从左向右流动层次改变只能先上后下。假想电流是执行用户程序时满足输出执行条件的形象理解。 形图中每个网络由多个梯级组成。每个梯级输出一个或多个支路组成并出 个输出入件构成，但右边的元件必须是输出元件。例如图 2梯形图由两个梯级组成，梯级 1）中有 4 个编程元件 ( 最右边的 梯形图中每个编程元件应按一定的规 则加标字母数字串，不同编程元件常用不同的字母符号和 定的数字串来表示，不同厂家的 （二）指令语句表编程语言 这种编程语言是一种与计算机汇编语言相类似的助汇符编程方式，用一系列操作指令组成的语句表将控制流程描述出来，并通过编程器送到 去。需要指出的是，不同厂家的 此，一个相同功能的梯形图。书写的语句表并不相同。表 2三菱电机公司 令语句完成图 2 4b 功能编写的程序。 精品资料，值得下载学习！ 指令语句表是由若干条语句组成的程序。语句 是程序的最小独立单元。每个操作功能由 条或几条语句来执行。 是由操作码和操作数两部分组成。操作码用助记符表不 (如 ，用来执行要执行的功能，告诉 如逻辑运算的与、或、非；算术运算的加、减、乘、除；时间或条件控制中的计时、计数、移位等功能。操作数一般由标识符和参数组成。标识符表示操作数的类别，例如表明是输入继电器、输出继电器、定时器、计数器、数据寄存器等。参数表明操作数的地址或一个预先设定值。 （三）、功能图编程语言 这 是一种较新的编程方法。它是用像控制系统流程图一样的功能图表达一个控制过程，目前国际电工协会 (在实施发展这种新式的编程标准。不同厂家的 菱 西门子 控制系统流程图编程语言。图 2”后“或”操作的功能图编程语言图。 精品资料，值得下载学习！ （四） 高级语言编程 近几年推出的 其是大型 开始用高级语言进行编程，有的 统软件具有这种专用语言的自动编译程序。采用高级语言编程 后，用户可以象使用普通微型计算机一样操作 了完成逻辑功能外，还可以进行 据采集和处理以及与上位机通信等。 （一）、 际上这些器件是由电子电路和存储器组成的。例如输入继电器 出继电器 Y 是由输出电路和映象输出接点的存储器组成；定时器 T，计数器 C、辅助继电器 M、状态器 S、数据寄存器 D、变址寄存器 V 了把它们与通常的硬器件区分开，我们通常 把上面的器件称为软器件，是等效概念抽象模拟的器件。并非实际的物理器件。从工作过程看，我们只注重器件的功能按器件的功能给名称，例如输入继电器 x、输出继电器 且每个器件都有确定的地址编号这对编程十分重要； 需要特别指出的是，不同厂家、甚至同 厂家的不同型号的 程器件的数量和种类都不一样，下面我们以 绍编程器件。 （二）、 系列 1、输入继电器 ( 输入继电器与 输入端相连、是 收外部开关信号的接口。与输精品资料，值得下载学习！ 人端子连接的输入继电器是 光电隔离的电子继电器，其线圈、常开接点、常间接点与传统硬继电器表示方法一样，如图 2边所示。这里常开接点、常闭接点的使用次数不限，这些接点在 多可达 128 点。输入继电器必须有外部信号来驱动不能用程序驱动。 2、输出继电器 出继电器的外部输出接点连接到 输出端子上，输出继电器是 图 2一个输出继电器有一个外部输出的常开接点。而内部的软接点，不管是常开 还是常闭都可以无限次的自由使用。输出继电器的地址编号也是八进制。 多可达 128点。 3、辅助继电器 M 的常开常闭接点在 是这些接点不能直接驱动外部负载外部负载必须由输出继电器的外部接点来驱动。 在逻辑运算中经常需要 些利用继电器作为辅助运算用，这些器件持往用作状态暂存、移位等运算。另外，辅助继电器还具有一些特殊功能。下面是几种常见的辅助继电器。 （ 1）通用辅助继电器 用辅助继电器按十进制地址编号 的 500 点 (在 除输入输出继电器外，其它所有器件都是十进制编号 )。 精品资料，值得下载学习！ （ 2）断电保持辅助继电器 1023(524 点 ) 运行中若发生停电输出继电器相通用辅助继电器全部成为断开状态。上电后，除了 它仍断开。不少控制系统要求保持断电瞬间状态。断电保持辅助继电器就是用于此场合，断电保持是由 （ 3） 特殊辅助继电器 255(256点 ) 56个特殊辅助继电器，这些特殊辅助继电器各自具有特定的功能；下面可分两大类： 1） 只能利用其接点的持殊辅助继电器。线圈由 户只可以利用其接口。例如： 8000接通。 00钟脉冲的特殊辅助继电器。 2） 可驱动线圈型特殊辅助继电器，用户激励线圈后， 特定动，例如： 锂电池电压跌落时，灯亮，提醒 要赶快调换锂电池了。 需要说明的是未定义的特殊辅助继电器不可在用户程序中使用。 辅助继电器的常开常闭接点在 4、状态器 S 状态器 S 是构成状态转移图的重要软器件它与后述的步进顺控指令配合使用 1）初始状态器 0点。 2）回零状态器 0点。 3）通用状态器 80点。 4）保持状态器 00点。 精品资料，值得下载学习！ 5）报警用状态器 100个状态器器件可用作外部故障诊断输出。 状态器的常开和常闭接点在 使用次数不限。不用步进顺控指令时，状态器 在程序中使用。 5、定时器 255 定时器在 的作用相当于一个时间继电器，它有一个设定值寄存器 (个字长 )，一个当前值寄存器 ( 个字长 )以及无限个接点 (一个位 )。对于每 个定时器，这三个量使用同 地址编号名称但使用场合不一样，其所指也不 样。通常在一个 。 （ 1）定时器的动作及地址编号 在 钟脉冲有 1 10所计时间到达设定位时，输出接点动作。定时器可以用用户程序存储器内的常数 可以用后述的数据台存器 里使用的数据寄存器应有断电功能。定时器的地址编号、设定值是这样规定的： 1)常规定时器 000一 00点，每个设定值范围为 10200 46点，每个设定值范围（ s。图 27是定时器的工作原理图。当驱动输入 通时，地址编号为 当前值计数器对10该值与没定值 时器的输出接点就接通，即输出接点是在驱动线圈后的 123 动输入 或 发 生 断 电 时 ， 计 数 器 就 复 位 、 输 出 接 点 也 复 位 。精品资料，值得下载学习！ 2）积算定时器 T 246一 246一 T 249共 4点每点设定值范围为 (s；100250一 点每点设定值范围 (3276.7)s。图 定时器线圈 250 的驱动输入 00该值与设定值 相等时，定时器的输出接点接通。当计数中间驱动输入 前值可保持。输入 数继续进行，当累积时间为 (345)s 出接点动作。当复位输入 X 2接通时，计数器就复位，接点也复位。 精品资料，值得下载学习！ （ 2） 接点的动作时序 接点动作次序如图 2时器在其线圈被驱动后开始计时，到达设定值后，在执行第 个线圈指 令时、其输出接点动作。从驱动定时器线圈到其接点动作称为定时器接点动作精度时间 t， t T+中， 位为 s； 位为 s； 110l 00位为 s。 第三章总体设计方案 精品资料，值得下载学习！ 使用实验台上的输出接口单元模块（ 20,自行设计3种醒目有趣的霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换。显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按启动按钮就开始按照设计的 方式贤惠，按停止则全部熄灭。 显示方式一：转换开关“ 0”档 用霓虹灯显示：“ +”；“ ”；“ *”；“ =”。如此循环。 显示方式二：转换开关“ 1”档 用霓虹灯显示：从 过 点亮下一盏灯，直到 等到 显示方式三：转换开关“ 2”档 用霓虹灯显示：最下面三排霓虹灯点亮，再最上面三排霓虹灯点亮，最后所有灯都点亮。如此循环。 精品资料，值得下载学习！ (1)转换开关控制功能 序号 名称 元件文字符号 输出地址 1 启动按钮 003 作方式 1 0 0 显示方式一 0 1 0 显示方式二 0 0 1 显示方式三 精品资料，值得下载学习！ 输入设备 2 停止按钮 004 3 显示方式一 000 4 显示方式二 001 5 显示方式二 002 输出设备 6 霓虹灯显示灯 000 7 001 8 002 9 003 10 004 11 005 12 006 13 007 14 010 15 011 16 012 17 013 18 014 19 015 20 016 21 017 22 020 23 021 24 022 25 023 26 024 27 025 28 026 29 027 （ 2） I/精品资料，值得下载学习！ 第 四 章个人小结 和学别的学科一样，在学完 论课程后我们做了课程设计，此次设计以分组的方 式进行 。我们做的是 霓虹灯控制系统的设计 。由于平时大家都是学理 论，没有过实际开发设计的经验，拿到 题目 时候都不知道怎么做。但通过各方面的查资料并学 习 ， 我们基本学会了 计的 步骤 和基本方法。分组工作的方式给了我与同学合作的机会，提高了与人合作的意识与能力。 通过这次设计实践。我学会了 基本编程方 法，对 工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的 撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序 写 到 的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。 通过 过解决一个个在调试中出现的问题，我们对 理解得到加强，看到了实践与理论的差距。通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有 过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作的方式，每个人 负责 一 定的部分，同时在一定的阶段共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发 言 和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。 在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决， 向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法， 不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。 本次的 霓虹灯控制系统的设计 ，我们组想出了很多种醒目，有趣的霓虹灯显示方式，有的非常具有创意。同学们相互交流了自己的 想法，增进了各自的学习与创作能力。 在我看来， 术是一门实践性非常强的技术，如果你想学好，那么你就必须去实践它。 本次