plc课设室内温度与灯光控制

1、 塔里木大学plc课程设计 目录目录1前言2一、设计的意义与背景21.1设计的意义21.2.PLC的特点与应用简介31.3.组态软件的特点与应用简介3二、方案设计42.1设计特点42.2设计思想42.3设计流程图5三、系统软件设计63.1 PLC 程序设计63.2 Wincc的程序设计8总结11参考文献11 前言S7-300系列是一类可编程逻辑控制器，这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要。而温度是工业生产中常见的工艺参数之一，任何物理变化和化学变化与温度密切相关。温度测量和控制对人类日常生活、工业生产、气象预报、物资仓储等都起着极其重要的作用。在许多场合，及时准确获得目标的温度信息是十

2、分重要的，近年来，温度测控领域发展迅速，并且随着数字技术的发展，温度的测控芯片也相应的登上历史的舞台，能够在工业、农业等各领域中广泛使用。现在我们研究的室内温度与灯光控制是基于PLC与Wincc软件实现室内温度与灯光的控制。可编程控制器（PLC）是一种工业控制计算机，是继承计算机、自动控制技术和通信技术为一体的新型自动装置。它具有抗干扰能力强，价格便宜，可靠性强，编程简单，易学易用等特点，在工业领域中深受工程操作人员的喜欢，因此PLC已在工业控制的各个领域被广泛使用。一、设计的意义与背景1.1设计的意义 在我们的日常工作中，各种各样的外界自然条件影响着我们的生活，而我们需要不断的科技创新与改革

3、使我们的生活变得更加舒适，使有限的自然环境为我们所用，让我们的生活环境随着自然环境而变动，而我们设计的室内温度与灯光控制，根据外面自然条件的变化，测量温度的值，来确定室内灯光的控制，1.2.PLC的特点与应用简介 可编程控制器的英文名称是Programmable Logic Controller，即可编程逻辑控制器，简称PLC。现代制造业必须对市场需求做出快速反应，生产小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品，这便要求生产设备和自动化生产线的控制系统必须具有极高可靠性和灵活性。可编程控制器正是顺应这一潮流而出现的，以微处理器为基础的通用工业控制装置。 在20世纪60年代的汽车制造业，传统继

4、电接触器控制装置广泛应用于生产流水线的自动控制系统中。这套装置设备体积庞大，可靠性差，同时维护不便，而且，完全由逻辑硬件构成，接线十分复杂。一旦生产过程某一环节发生改变，控制装置就要重新设计改造。随着汽车生产工业的迅猛发展，对于汽车型号频繁改进，传统控制系统捉襟见肘，弊端日益放大，最终PLC 应运而生。它开创性地引入程序控制功能，使计算机科学技术进入工业生产控制领域应用。早期PLC仅仅是替代继电器控制装置完成顺序控制、定时等任务，但是其简单易懂、安装方便、体积小、能耗低、有故障显示、能重复使用的特点，使得PLC很快就得到了推广应用。随着超大规模集成电路技术和微处理器性能的飞速发展，PLC的软、

5、硬件功能不能丰富、完善。国际电工委员会（IEC）对PLC的正式定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为工业环境应用而设计，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”PLC技术发展至今已十分成熟，生产PLC产品的厂家多达200多个，其中较著名有德国的西门子（Siemens）公司、美国的Rockwell自动化公司所属的A-B（Allen & Bradly）公司、G

6、E-Fanuc公司、法国的施耐（Schneider）公司、日本的三菱公司和欧姆龙（OMRON）公司。1.3.组态软件的特点与应用简介 组态软件，处在自动控制系统监控层一级的软件平台和开发环境，使用灵活的组态方式，为用户提供快速构建工业自动控制系统监控功能的、通用层次的软件工具。 在组态软件出现之前，工控领域的用户通过手工或委托第三方编写HMI（人机接口软件）应用，开发时间长、效率低、可靠性差；或者购买专用的工控系统，通常是封闭的系统，选择余地小，往往不满足需求，很难与外界进行数据交互，升级和增加功能都受到严重的限制。组态软件的出现用户可以利用组态软件的功能，构建一套最适合自己的应用系统。随着工

7、业自动化水平的迅速提高，计算机在工业领域的广泛应用，种类繁多的控制设备和过程监控装置在工业领域的应用，传统的工业控制软件已无法满足用户的各种需求。在开发传统的工业控制软件时，一旦工业被控对象有变动，就必须修改其控制系统的源程序，导致其开发周期长；已开发成功的工控软件又由于每个控制项目的不同而使其重复使用率很低，导致它的价格昂贵。通用工业自动化组态软件能够很好地解决传统工业控制软件存在的种种问题，使用户能根据自己的对象和控制目的的任意组态，完成最终的自动化控制工程。二、方案设计2.1设计特点室内温度与灯光控制在很多房间里都是很多场合都可以使用，该系统具有以下特点：（1）室内温度与灯光控制系统的控

8、制对象是温度计，灯光和窗帘，通过温度计显示的温度，进行调控灯光和窗帘。（2)室内温度与灯光控制具有广泛性，根据各种场合的不同，对其进行变化。（3）画面控制中控制窗帘不仅有一个控制开关，还有一个总开关可以对画面进行控制。 (3)控制按钮对控制画面具有控制作用，可以通过控制画面对调试画面做出控制，根据其温度变化对画面进行变换。 2.2设计思想 模拟一个室内温度与灯光控制系统，假设外部温度，通过窗帘和电灯控制室内的光线，给温度设计一个值，外部放一个温度计，测量温度值，比较温度值与测量值的大小进行改变室内光线。外部自然条件主要是太阳和云的作用，太阳的大小和云的大小，来改变温度的变化，而外围的温度计让我

9、们了解温度具体的变化值，然后通过控制按钮，来进行画面的变化，让大家很清晰的了解温度对室内光线的影响，通过PLC设计程序，利用Wincc来组建画图界面，对程序和画面界面进行调试，最后连接PLC 和Wincc来实现动画展示，让大家一目了然的懂得我们的设计系统。 2.3设计流程图根据我们的设计思想，画出以下流程图，更加巧妙的介绍了我们的 开始 温度检测温度设计值为20摄氏度测量值>设计值no测量值=设计值窗帘打开电灯关掉窗帘打开灯打开yes窗帘关掉电灯打开yesno三、系统软件设计3.1 PLC 程序设计 实验装置有西门子S7-300PLC做为主控设备，配以用做编程的个人计算机，来控制S7-3

10、00模拟实验箱上各种控制系统的模拟对象。首先需要我们认识和初步掌握STEP7编程软件的使用，为完成后续S7-300PLC的编程实验做好准备。首先要创建一个项目，插入一个网络组态图如图2：然后插入一个硬件站，进行硬件组态，如下图1所示： 图1室内温度与灯光控制硬件组态 图2 网络组态 创建一个线性程序，选择编程语言进行编程，在根据PLCSIM进行程序下载测试和诊断。在最开始的时候，硬件问题主要集中在程序无法下载中，后来使用下载线进行程序下载。在使用了下载线后，程序能够下载了，但是FC105模块的使能信号一经触发便会产生错误，经过老师的检查发现是AI接口的错误，AI接口无法采集数据，在多次调试无效

11、后换了一台实验台，这个现象就消失了。 图3 程序及调试3.2 Wincc的程序设计Wincc具有强大的脚本编程范围，包括从图形对象上单个的动作到完整的功能以及独立于单个组件的全局动作脚本。而我们今天所要使用的是通过Wincc建立一系列画面，在连接PLC对画面进行连接和调试，而在下图中，图4为我们创建的第一个界面，这个界面很清晰的介绍此次课题的主题-室内温度与灯光控制，模拟了人们正常生活的环境。 图4室内温度与灯光控制下图图5表示的进入Wincc程序的第二个界面，此界面是进入系统的第二个界面，我们可以清晰的明白我们的变量，是灯和窗帘。 图5 开始界面画面组态即人机界面的设计组态，使用的是SIMA

12、TIC WinCC Explorer软件。WinCC是一个功能强大全面开放的监控系统，既可以用来完成小规模的简单的过程监控应用，可以用来完成复杂的应用，WinCC可以生成漂亮而便捷的人机对话接口，使操作员能够清晰地管理和优化生产过程。打开SIMATIC WinCC Explorer软件，新建单用户项目，右击变量管理，添加新的驱动程序，选择OPC.chn。添加后就可以在OPC Groups中右击选择条目管理，双击<LOCAL>搜索到S7-300.OPCServer进一步把变量组态中的6个参数添加进来，完成后就可以点击图形编辑器对人机界面编辑组态了。下图图6 进入的是系统调试界面，在这

13、个界面中我们可以通过“控制”开关对这个画面进行变换，主要是控制窗帘的开关和灯的开关，根据温度来实现屋里的光线强弱。 总结设计研究了室内温度与灯光控制，系统采用西门子的S7-300PLC为控制器，运用了室外的温度对窗帘和灯进行控制，最后可在测试界面中显示出具体的控制情况。本次课程设计公花费了一个星期的时间，从刚开始的熟悉两个软件的用法，到后面我们设计这个课设的主题，主要中心思想，一步一步的琢磨出这个课设的每一个步骤，每一次进步都代表了我们的努力。到最后完成这个课设，老师和同学对我们的帮助都是很大的。在此次课程设计中，使我们学到了很多东西，用WINCC画图真实反映现场设备，用PLC编写程序控制画面。在这过程中，非常感谢丛申老师的悉心指导，在学习的过程中，丛申老师帮助了我们很多，指导我们使用WINCC，耐心的教我们正确编写程序，老师一丝不苟的精神时刻激励着我们，我们一定会用优异的成绩来回报老师。参考文献1 向晓汉西门子PLC高级应用实例精讲M.机械工业出版社，2010，第二版，104112.2SIMATIC WinCC V6.0SP3 ASI