基于plc的彩灯广告屏控制设计

设计题目彩灯广告屏的PLC控制所在系信息与机电工程系姓名学号072235089任课老师专业年级电气工程及其自动化2007级2011年1月10日目录1任务描述与控制要求说明111任务描述112控制要求说明22硬件选型321PLC的优点322输入输出点数的确定423PLC的选型424硬件配置43地址分配及I/O连接图731地址分配732I/O连接图833灯光布局示意图104PLC软件设计115调试说明及注意事项1251调试说明1252注意事项126附录1361附录一设计梯形图1362附录二设计指令表18参考文献25彩灯广告屏的PLC控制1任务描述与控制要求说明11任务描述开始控制彩灯左移计数控制彩灯右移计数控制彩灯左移计数全灭全亮控制彩灯右移计数全灭全亮C0计数是否满8秒C1计数是否满10秒C2计数是否满8秒C4计数是否满8秒C3计数是否满2秒C5计数是否满20秒C6计数是否满8秒C7计数是否满2秒ANYNYYNNYNNYYAYN是否继续循环BBNCCYYN结束图1系统工作流程系统启动后,灯管点亮的顺序依次为1号到2号到3号8号时间隔为1S,8根彩灯全亮后,持续10S,然后按照8号到7号到6号1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管全部熄灭后等待2S,再从8号灯管开始按照1号到2号8号顺序依次点亮时间隔为1S,全部点亮后持续20S,再按照1号到2号到8号顺序熄灭,时间为1S,灯管全部熄灭后,等待2S再重新开始上述过程的循环。整个工作流程如下图1表示。12控制要求说明1广告屏中间部分有8根彩灯管从左到右排列,编号1到8号系统启动后,灯管点亮的顺序依次为1号到2号到3号8号时间隔为1S,8根彩灯全亮后,持续10S,然后按照8号到7号到6号1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管全部熄灭后等待2S,再从8号灯管开始按照1号到2号8号顺序依次点亮时间隔为1S,全部点亮后持续20S,再按照1号到2号到8号顺序熄灭,时间为1S,灯管全部熄灭后,等待2S再重新开始上述过程的循环；2广告屏四周安装的24只流水灯4只一组,共分成6组16系统启动后按照16的顺序,依次亮并循环时间隔为1S,18S后,按照61的顺序,依次点亮并进行循环,再按照16的顺序循环往复,直至系统停止工作；3系统用启动按钮和停止按钮操作,并有单步连续控制；4各个彩灯的工作电压均为220VAC。2硬件选型21PLC的优点1）维护性好PLC有成熟的技术和完善的质量保障体系，因此PLC出故障的可能性很小，其硬件部分在其寿命期内基本不需要维护。PLC是一种长线产品，备品备件都有保障，可维护性好。2）宽输入电源范围AC220V规格在50V能正常工作更拥有500V输入电源技术非必须技术,选配能适应AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各种照明/动力输入电源规格，DC输入规格更能做到15V60V正常工作适应24V,36V,48V电池供电超低电源规格甚至能在DC830V电压下工作适应12V电池供电3）高速率PLC能够提供高速的传输。目前，其传输速率依设备厂家的不同而在1M200MBPS之间。远远高于拨号上网和ISDN，比ADSL更快足以支持现有网络上的各种应用。4）PLC的体积小PLC的几何尺寸都不大。体积小的PLC可以装入机器设备内部，使机器结构紧凑。便于实现机电一体化。5）低功率消耗针对电池移动场所的直流输入规格,整机消耗仅为24V/6MA交流工作型的功率消耗低到01W03W22输入输出点数的确定输入有SB1、SB2、SB3、SB4四个开关。输出有HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6。输入共4个点，输出共14个点。23PLC的选型根据输入输出的点数可以选择西门子S7200型PLC。24硬件配置1）主要选择的设备S7200PLC我们选取的PLC是西门子生产的S7200下面对S7200做出简要的说明S7200系列是一类可编程逻辑控制器（MICROPLC）。这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要，下图展示一台S7200MICROPLC的CPU22系列PLC的CPU外型图，具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得S7200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。图2S7200CPU外型图S7200CPU模块包括一个中央处理器单元（CPU）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。输入和输出是系统的控制点输入部分从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业过程中的其他设备。电源向CPU及其所连接的任何模块提供电力。通讯端口允许将S7200CPU同编程器或一些设备连接起来。状态信号灯显示了CPU的工作模式（运行或停止），本机的I/O的当前状态，以及检查出来的系统错误。通过扩展模块可以增加CPU的I/O点数（CPU221不可以扩展）。通过扩展模块可以提供其通讯功能。一些CPU具有内置实时时钟，其他CPU需要实时时钟卡。EEPROM卡可以存储CPU程序，也可以将一个CPU中的程序传送到另一个CPU中。通过可选的插入式电池盒可延长RAM中的数据存储时间。下图展示了一个基本的S7200MICROPLC。它包括一个S7200CPU模块，一台个人计算机（PC），STEP7MICRO/WIN3231版编程软件，以及一条通讯电缆。图3S7200MICROPLC系统的组成2）PLC模块的选择采用CPU226的主机由于实际控制中，总共有4个输入点和14个输出点，而CPU226有24个输入点和16个输出点，所以它完全可以满足条件。下面简单介绍一下CPU226的主机CPU226本机集成24输入/16输出，I/O共计40点，与CPU224相比，程序储存容量增大了一倍，数据储存容量增加到10KB，它有两个通信口，通信能力大大增强，它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。3地址分配及I/O连接图31地址分配I/O地址分配如下表编程元件I/O端子电路器件作用I00SB1启动按钮I01SB2停止按钮I02SB3步进按钮输入继电器I03SB4单步/连续选择开关Q00HL1彩灯1Q01HL2彩灯2Q02HL3彩灯3Q03HL4彩灯4Q04HL5彩灯5Q05HL6彩灯6Q20HL7彩灯7输出继电器Q21HL8彩灯8Q22KM1流水灯IQ23KM2流水灯IIQ24KM3流水灯IIIQ25KM4流水灯IVQ26KM5流水灯VQ27KM6流水灯VI32I/O连接图I/O连接图如下图所示图4外围接线图1KM1KM2KM3KM4KM5KM6HL11HL12HL13HL14HL21HL14HL22HL23HL24HL31HL32HL33HL34HL41HL42HL43HL24HL44HL52HL24HL51HL24HL53HL24HL54HL24HL63HL64HL62HL61200VAV图5外围接线图233灯管布局示意图图6灯管布局示意图4PLC软件设计（分工）5调试说明51调试说明1）硬件调试接通电源，检查S7200PLC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。2）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。3）运行调试在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开S7200PLC可编程控制器的“RUN”开关进行调试；观察运行的情况，看是否是随时按下停止按钮可以停止系统运行，或者等待100个脉冲后，系统是否停止运行。根据以上的调试情况，本彩灯循环点亮的PLC控制系统设计符合要求。52注意事项1）调试的时候要全面彻底地把调试时要的地方改掉。2）其余程序指令按软件转换来的指令，防止梯形图编写程序指令出现错误。3）在输入指令的时候要仔细，防止不必要的输入失误。6附录62附录一设计梯形图62附录二设计指令表ORGANIZATION_BLOCK主程序OB1TITLE程序注释BEGINNETWORK1/启动/停止/网络注释LDI00OM00ANI01M00NETWORK2/秒缓冲LDM00ASM05M01NETWORK3/彩灯左移,8SLDM01LDI01OC7CTDC0,8NETWORK4/全亮10S，共18SLDM01LDI01OC7CTDC1,8NETWORK5/彩灯右移，8S，共26SLDM01LDI01OC7CTDC2,8NETWORK6/间隔2S，累计28SLDM01LDI01OC7CTDC3,28NETWORK7/彩灯右移，8S，共36SLDM01LDI01OC7CTDC4,36NETWORK8/全亮20S，共56SLDM01LDI01OC7CTDC5,56NETWORK9/彩灯左移，8S，64SLDM01LDI01OC7CTDC6,64NETWORK10/全灭2S，累计66SLDM01LDI01OC7CTDC7,66NETWORK11/流水灯，18SLDM01LDI01OC9CTDC8,18NETWORK12/流水灯，36SLDM01LDI01OC9CTDC9,36NETWORK13/彩灯左移初值LDM00ANQ07M02NETWORK14LDM00ASM05EUM03NETWORK15/彩灯左移，8S后全亮LDM03ANC0SHRBM02,Q00,8NETWORK16/彩灯右移初值LDNQ00ANQ01ANQ02ANQ03ANQ04ANQ05ANQ06ANQ07M04NETWORK17/彩灯在1826S右移，8S后全灭LDM03AC1ANC2SHRBM04,Q00,8NETWORK18/彩灯在5664S右移，8S后全灭LDM03AC5ANC6SHRBM04,Q00,8NETWORK19/彩灯右移初值LDM00ANQ00M05NETWORK20/彩灯在2836S右移，8次后全亮LDM03AC3ANC4SHRBM05,Q00,8NETWORK21LDNQ10ANQ11ANQ12ANQ13ANQ14ANQ15M06NETWORK22/流水灯左移LDM00AM03ANC8SHRBM06,Q10,6NETWORK23/流水灯右移LDM00AM03ANC8SHRBM06,Q10,6END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCKSBR_0SBR0TITLE子程序注释BEGINNETWORK1/网络标题/网络注释END_SUBROUTINE_BLOCK