霓虹灯广告屏装置PLC控制程序的设计和调试

1、精品文档®过由MR摩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控制程序的设计与调试学生姓名：Haooge学 号： 学0948050318专业班级：机制F0906指导教师：Xue2012年12月14日内容摘要为展现商家的形象和“品位”，在夜晚展现出一个美好的夜景，一般都会采用“个 性”霓虹灯广告屏来装饰商场。这就涉及到如何去控制商家所需的霓虹灯的亮灭、闪烁 时间及流动方向等诸多控制问题。如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的 重点。PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，霓虹灯和流水灯的亮灭、闪 烁时间及流动方向等，均可以通过 PLC来达到控制的要求。

2、本课程设计根据课题上的5点要求，进行I/O 口估算，并选择PLC型号、绘制流程 图和设计梯形图。以及编写程序清单、调试程序、修改程序并最终确定程序，最终实现 课程要求。在编写程序的时候用到了传送指令和位移指令，使程序变得更加简洁。同时 在单步控制的时候用到了计数器和比较指令，使程序简洁明了。基本实现对霓虹灯的正 确、简洁、稳定的控制。关键词：广告屏；PLC控制；单步/连续控制；位移指令精品文档目录第1章引言11.1 课程设计内容和要求 11.2 总体设计思路 2第2章 霓虹灯PLC控制的系统总体方案设计 22.1 设计原理及方案选择 22.2 所需元器件介绍 22.3 控制流程图设计 22.4

3、 I/O 分配 32.5 I/O 接线图 3第3章软件设计33.1 单步/连续控制的实现 33.2 连续控制的设计 33.3 单步程序的设计 8第4章调试说明84.1 调试说明 84.2 调试要求 84.3 确定程序 8结论9谢辞与设计总结10附录1梯形图11附录2语句表28第1章引言1.1 课程设计内容和要求1 .霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试该广告屏由8根灯管和24只流水灯组成，每4只流水灯为一组，如图1 所示：/- Vl -、/- 1 -卷IV © O ®。©5 II -/、- HE-/图1霓虹灯广告屏示意图2.控制要求(1)该广告屏中间8根灯

4、管亮灭的时序为：第1根亮一2亮一3亮一 一第8根亮，时间间隔为1s,全亮后，显示10s,再反过来从8一7一一 1按 1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮 2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7一6一 一1,时间间隔1s,显小5s,再从1 一2一 一 8按1s间隔顺序熄火，全火后 停亮2s,然后重复运行，周而复始。1.1 24只流水灯，4个一组分成6组，从I 一 H 一一VI按1s时间问 隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从I “、”亮一 R “、”亮，同时I “、”灭一出“、”亮，同时R “、”灭，如此 移动一段时间(如30s)后，再反过来移动一段时间：VI “ (24)(22) ”亮一 V “(

5、20)(18)”亮，同时VI ” (24)(22)”灭，如此循环往复。1.2 系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。1.3 起动时，灯管和流水灯能同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。(5)要求有移位指令的应用1.2总体设计思路通过分析本课程设计的控制要求，进而确定PLC的I/O接口的数目、选择合 适的PLC型号和扩展模块、选择合适的流程并绘制流程图、根据流程图设计梯形 图、编写程序并调试程序、修改不合理程序、并最终确定程序。从而实现控制8个霓虹灯和周围的24流水灯的有规律的闪烁。第2章霓虹灯PLC控制的系统总体方案设计2.1 设计原理及方案选择根据要求，8个长灯管分别单独控制，24个流水灯

6、每两个一组进行控制。 八个长 灯管用到8个输出，24个流水灯每两个一组公用一个输出，所以流水灯共用到 12个输出，整个控制程序一共用到20个输出。选才？ PLC西门子S7-200本身自 带16个输出口在加上一个扩展模块 EM223勺8个输出口，一个有24个输出口， 因此可以实现要求。硬件的配置主要有：电源；西门子 S7-200PLC和扩展模块 EM223 8个长灯管；24个流水灯；足够数量的导线。2.2 所需元器件介绍(1)电源：普通用电电压交流220V(2)长灯管:8个适合本广告屏使用的长灯管，所需电压为交流220V(3)流水灯:24个适合本广告屏使用的流水灯，所需电压为交流220VPLC:

7、西门子 S7-200 CPU226 PL5个,EM223 DI8/DO8*DC24V继电器 扩展模块一个(5)各类导线及开关：若干2.3 控制流程图设计根据要求，此广告屏控制装置需要连续控制和单步控制。使用转化开关，当 转换开关放到连续控制时，广告屏便以连续控制的方式运行；当装好开关放到单 步控制时，广告屏便以单步控制的方式运行。2.3.1 连续控制连续控制时采用顺序控制的方式来实现。当按下启动按钮时，长灯管和流水 灯一起启动。当按下总关闭按钮时，长灯管和流水灯一起熄灭。在启动按钮按下单独按下长灯管关闭按钮或者流水灯关闭按钮，实现单 独熄灭长灯管和流水灯。连续控制流程图如图2所示2.3.2 单

8、步控制采用计数器，用计数器的值与比较指令比较进行单步控制操作。如图3所示2.4 I/O 分配经估算并最终确定输入口为7个、输出口为20个。其中(1)输入口：包括1个启动按钮SB1, 1个总停止按钮SB2, 1个长灯管单 独停止按钮SB3, 1个流水灯单独停止按钮SB4, 1个单步控制按钮SB0以及一 个两个点位的转化开关SA(2)输出口：包括控制8个长灯管的8个输出口，控制24个流水灯的12个 输出口(流水灯每两个一组为一个输出口)。I/O分配表如图表12.5 I/O 接线图根据需要选择西门子S7-200 CPU226PLCW扩展模块EM223DI8/DO8*DC24V/ 继电器.I/O接线图

9、如图4所示第3章软件设计3.1 单步/连续控制的实现为实现单步和连续控制，使用了单步的常开开关来常开单步控制软件部分， 只有当单步常开开关闭合时，才能使后面的单步控制程序运行。同样使用了连续 的常开开关来常开连续控制软件部分， 只有当连续常开开关闭合时，才能使后面 的连续控制程序运行。3.2 连续控制的设计设计连续控制时，使用了顺序控制程序和移位指令，并用定时器来实现定时 和跳转。在连续控制时，同时启动长灯管和流水灯。在长灯管程序前加上自锁程 序，当单独直接关闭长灯管时，长灯管熄灭并初始化长灯管程序。 同样在流水灯 程序前加上其自锁程序，当单独关闭流水灯时，流水灯熄灭并初始化流水灯程序。精品文

10、档图2连续控制流程图精品文档随时停止灯管程序选择连续控制启动6s后由定时器跳转精品文档图3单步控制流程图精品文档精品文档表1 I/O分配表编程元件I/O端子电路器件作用输入继电器I0.0SB1总启动按钮I0.1SB2总停止按钮I0.2SB3长灯管单独关闭按钮I0.3SB4流水灯单独关闭按钮I0.4SB5单步控制按钮I0.5SA点位1转换开关/连续控制I0.6SA点位2转换开关/单步控制输出电器Q0.0HL1灯管1Q0.1HL2灯管2Q0.2HL3灯管3Q0.3HL4灯管4Q0.4HL5灯管5Q0.5HL6灯管6Q0.6HL7灯管7Q0.7HL8灯管8Q1.0HL9和 HL10流水灯1和3Q1.

11、1HL11 和 HL12流水灯5和7Q1.2HL13 和 HL14流水灯9和11Q1.3HL15 和 HL16流水灯13和15Q1.4HL17 和 HL18流水灯17和19Q1.5HL19 和 HL20流水灯21和23Q2.0HL21 和 HL22流水灯24和22Q2.1HL23 和 HL24流水灯20和18Q2.2HL25 和 HL26流水灯16和14Q2.3HL27 和 HL28流水灯12和10Q2.4HL29 和 HL30流水灯8和6精品文档OOOOOOOOOOOO名口口口口口口口口41口口口口口口口口OOOOOOOOOOOOCFU 2品MvnwsLTIOOOOGGOOGOOOgLlx

12、、占75口口口口口口口口1工 口口口口口口口口转口口口 0 O O O 0 O O 0 O O 0 0 O 0萃 号 工 P 2口 5P U-' 黑S-C-31一L71;/ 胴1-"J父ZbVEi.rb2 qTF-u1 .!.-/ UIW.4 j> XQ 口 口 口 口 口 口 口 口 燮舅I 感金相SA H L*= 1=.gill.7lb甲 J 耳 M 1. OOOOOOOOOOOO&3.3 单步程序的设计设计单步程序时用到了计数器、移位指令和比较指令。当转换开关放到单步 时，每按一次单步按钮，计数器加1。同时使用比较指令，把计数器的当前值和 设定值进行比较。

13、通过计数器当前值的大小来顺序控制灯管和流水灯的亮灭。第4章调试说明4.1 调试说明(1)硬件调试：接通电源前，检查 S7-200 PLC可编程控制器接头是否接触 良好，具与电脑的通信口连接是否正常。(2)软件调试：输入编写好梯形图，并进行语法的检查(编译)，正确后 设置正确的通信口，将编写好的梯形图下载到S7-200可编程控制器ROW,进行的调试。(3)运行调试：在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开 S7-200 PLC 可编程控制器的“ RUN开关进行调试；观察运行的情况，看运行情况是否按照 控制要求进行工作。4.2 调试要求(1)连续控制时：按下启动按钮，长灯管和流水灯同时运行。按下总关

14、闭按 钮，长灯管和流水灯同时熄灭。(2)连续控制时：按下启动按钮，长灯管和流水灯同时运行。此时，按下长 灯管单独关闭按钮，长灯管熄灭。或者按下流水灯单独关闭按钮，流水灯熄灭。 并且，在单独停止长灯管或者流水灯具中任何一个时，再次按下启动按钮是无任何反应。只有当按下总停止按钮之后，再按下启动按钮才能同时启动长灯管和流 水灯。(3)单步控制时：按下启动按钮之后，每按下一次单步运行按钮，长灯管或 者流水灯状态变化一次。单步运行为长灯管先按要求单步运行，之后是流水灯按 要求顺序运行。4.3确定程序根据以上的调试情况，调试出满足本广告屏装置控制要求的 PLC程序，并确 定程序。结论本设计能满足一般的霓虹

15、灯广告屏的基本控制，可充分发挥PLC可编程控制 器的性能。经过调试运行，其性能稳定可靠，性价比高。而且编程简单易懂，方 便以后变换不同的程序进行不同的控制。在编程此梯形图时大量采用了功能指令， 简化了程序，减少了工作量。采用 了移位指令、传送指令、比较指令和计数器指令。精简程序的同时，为 CPUS每 个扫描周期减轻负担。除此之外，编程中出现一些问题。如怎样才能更巧妙的使用传送指令和移位 指令的配合，在一个扫描周期里，程序时如何在这些程序中按什么样的顺序执行 的。同样也由于没有实体PLC而模拟器不能全部模拟器全部指令，并且模拟器 使用的电脑CP有口 PLC上的CPUB描周期有很大的不同。所以不确

16、定在模拟器上 能成功运行的程序，在实体PLC上也同样能按照要求运行。谢辞与设计总结本次课程设计在薛东斌老师指导下完成的。 薛东斌老师为课题的进展提出了 许多建设性的意见，为整个课程设计的完成提供了有益的帮助。经过这次的课程设计，丰富了我对PLC的认识，进一步增强了我对PLC编程 的运用能力，加深了对PLC的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣。同时也很明显 的感觉到自己的欠缺与不足。前期对功能指令的陌生，对各种复杂逻辑的理不清， 加剧了编程的困难。经过不断的摸索以及老师的指导，和众多图书中学习的典型例题。使我逐渐 想通了很多问题，并在之后的 PLC调试过程中，逐个得以解决。完成本次课程设计，对理论

17、教学起到了必要的补充和额外拓宽作用， 对培养 既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才是必不可少的。经过这次课程设计，培养了我独立而全面的考虑问题的能力。 虽然设计的过程是痛苦的，但是 收获成功的喜悦却是如此的让人激动。相信这次课程设计会对我今后的学习和工 作产生积极深远的影响。附录1梯形图直虹灯广告屏装置PLq形制程序的设计与调试.耦形图 网络1连续控制时“总开启与总关闺连裁控制时，,五启灯苣和流水灯点亮M0.2M0.3C )网络3连续控制时，单独关田灯管或者流永行M0.2网络4MO.QM0.1< )连蟆控制时，僖止灯管运行的同胆，寰位控制灯管的输出和喉序控制M02网络5连续控制时，

18、停止流水灯运行的同时，夏位控制流水灯的输出和顺序控制网络6全停时复位金部输出和5U010.1Q0,0I1_( R )1网络7I连续控制时，接通时罡位SQ口SMO.1SO.OI I(s)1网络9分嬲躺到而五5S0J0RT)S2.0scrt)河络10-（SCRE）网络11连续控制时J灯管捶翊1序31丽TUS0.1SCR ：同络12宝续控制时，灯管从暝胆顺序点亮，用时取MO.OT37 IN TON80-PTIOOiMMOV_WENEND，0时OUT -WOSM0 5vwo-MOV B1ENOVBVINOUT-QBOSHL BVB1-1-ENINENOUT-VB1网络13佳后跳转到的NT37S0.2I

19、I（时）网络14（SCRE）网络15S0.2SCR网络16全高并保持1保一MOOT38100-PT 100 msT3BS0.30CRT)冏络20，灯管顺序熄灭，用时缶T39网络21由后跳转到SWT39SD.4网络23SO 4SCR网络24全通天后保特区M0.0T4DINTONPT100 ms网络252$后跳转到S05T40S05-I IGcrt)网络26(SCRE)网络27S0.5SCB网络2B连续控制时，灯管从喇砸序点戛，用时至M0.0T41网络29I B后跳转到3©S0.6(S 匚 RT)网络30(sure)网络31S06SCR全桌后保持生M0JT42IN TONPT 10。ms

20、网络33网后跳转到27T42S07(SCRT)网络34(SCRE)S0.7 SCR网络37I 8垢跳转到£10T43S1.0II（SCRT）网绪38（SCRE）网络3951.0 SCR网络40I全熄灭后保持耨一MOOT441|IN TON20- PT 100 ms网络42（SCRE）网络43专函轴前，与水灯控标序立面品号S20SCR网络45网络46（SCRE）网络48网络49跳转到S2 2并复位而网络SO一(me)网络51S22SCR网络52I连续控制时，流病M0.1孥第三次循环控制到T52网络53跳转到S2而复位QB1网络54网络55S2.3SCR网络60I连续控制时，_琉水灯仅4

21、22倒R0)U 8牌第二次循环t前M01T54网络61跳阳阳崩复颉应网络62S2.5SCR网络65跳转到S2.中复颉B2T550网络66（SCRE）网络67单步控制程序单步控制时，启动和美用10.1M1 0网络68I关闭或者单步到终点时复位QBO % QB1和丽2IQ6Q001网络型口计敷器用于单步控制一M1.0IQ4C1-II1 I1ICTUM1.0101网络70单把控型时首1到印陵序点亮M1.0C11PM0V_WEN ENOC1<=1BUT-VW0PENENON1- INOUT OBO网络72单步控制时，灯省理|1瓶屎4昌网络72-率步控制时，玉春画面I洞蕨网络1单步控制时，流水灯近

22、倒冏7孱三次顺序点亮芾淮管的作45网资75单步控制时，谎水灯口1耐跑三次版序点蔓ROLBCMCTR.in匚 NlL 1UQB1-INOUT-0B11 H网络7G,单步挣制时,充水疔明底画画三7逆序点亮前，良位川M1.0ClQI DT I1 IC R)51B网络77I单步控制时，流水灯之4空剧的H注再三次辿席点亮前难备动作Ml 0Cl=l51 Cl5? Cl »l63128-M0<6EN ENOINOUT单步控制时，流水灯四)篁倒西用3殍三次逆序点裒M1 0IQ.4I-QE"ROL_BENOOUTQB2网络79I单步控制时，全部步敷读完后复位QBZM1.0C1Q20I|

23、1 |( H )附录2语句表ORGANIZATION_BLOCK程序：OB1TITLE=BEGINNetwork 1/连续控制时，总开启与总关闭LD I0.0O M0.2A I0.5AN I0.1=M0.2Network 2 /连续控制时，开启灯管和流水灯点亮LD M0.2EU =M0.3Network 3/ 连续控制时，单独关闭灯管或者流水灯LD M0.2LPSLD M0.3O M0.0ALDAN I0.2=M0.0LPPLD M0.3O M0.1ALDAN I0.3=M0.1Network 4/连续控制时，停止灯管运行的同时，复位控制灯管的输出和顺序控制LD M0.2A I0.2R Q0.

24、0, 8R S0.1,8Network 5/连续控制时，停止流水灯运行的同时，复位控制流水灯的输出和顺序控制LD M0.2A I0.3R Q1.0, 8R Q2.0, 8R S2.0, 8Network 6/全停时复位全部输出和S0.0LD I0.1RQ0.0, 24SS0.0, 1Network 7/连续控制时，接通时置位 S0.0LD SM0.1S S0.0, 1Network 8LSCR S0.0Network 9/分别跳转到S0.1和S2.0LD M0.2LPSA M0.0SCRT S0.1LPPA M0.1SCRT S2.0Network 10SCRENetwork 11/连续控制时

25、，灯管控制程序S0.1到S1.0LSCR S0.1Network 12/连续控制时，灯管从 1到8顺序点亮，用时8sLD M0.0LPSTON T37, 80EUMOVW 0, VW0LPPAN SM0.5EU+I 1, VW0MOVB VB1, QB0SLB VB1, 1Network 13/ 8s后跳转到S0.2LD T37SCRT S0.2Network 14SCRENetwork 15LSCR S0.2Network 16/全亮并保持10sLD M0.0TON T38, 100Network 17 10s后跳转到S0.3LD T38SCRT S0.3Network 18SCRENetw

26、ork 19LSCR S0.3Network 20/连续控制时，灯管从 8到1顺序熄灭，用时8sLD M0.0TON T39, 80A SM0.5EUSRB QB0, 1Network 21/ 8s后跳转到S0.4LD T39SCRT S0.4Network 22SCRENetwork 23LSCR S0.4Network 24/全熄灭后保持2sLD M0.0TON T40, 20Network 25/ 2s后跳转到S0.5LD T40SCRT S0.5Network 26SCRENetwork 27LSCR S0.5Network 28/连续控制时，灯管从 8到1顺序点亮，用时8sLD M0

27、.0LPSTON T41,80EUMOVW 0, VW0LPPA SM0.5EU+I 1, VW0RRB VB1, 1MOVB VB1, QB0Network 29/ 8s后跳转到S0.6LD T41SCRT S0.6Network 30SCRENetwork 31LSCR S0.6Network 32/全亮后保持5sLD M0.0TON T42, 50Network 33/ 5s后跳转到S0.7LD T42SCRT S0.7Network 34SCRENetwork 35LSCR S0.7Network 36/连续控制时，灯管从 1到8依次熄灭，用时 8sLD M0.0TON T43, 80

28、A SM0.5EUSLB QB0, 1Network 37/ 8s后跳转到S1.0LD T43SCRT S1.0Network 38SCRENetwork 39LSCR S1.0Network 40/全熄灭后保持2sLD M0.0TON T44, 20Network 41/ 2s后跳转到S0.1LD T44SCRT S0.1Network 42SCRENetwork 43/连续控制时，流水灯控制程序S2.0到S2.5LSCR S2.0Network 44/连续控制时，流水灯到等第一次循环控制LD M0.1LPSTON T50, 60EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5EURLB

29、 QB1, 1Network 45/ 跳转到S2.1并复位QB1LD T50SCRT S2.1R Q1.0, 8Network 46SCRENetwork 47LSCR S2.1Network 48/连续控制时，流水灯到等第二次循环控制LD M0.1 LPSTON T51,60 EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5 EU RLB QB1, 1Network 49/ 跳转到S2.2并复位QB1LD T51SCRT S2.2R Q1.0, 8Network 50SCRENetwork 51LSCR S2.2Network 52/连续控制时，流水灯到等第三次循环控制LD M0.1LP

30、STON T52, 60 EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5 EU RLB QB1, 1Network 53/ 跳转到S2.3并复位QB1LD T52SCRT S2.3R Q1.0, 8Network 54SCRENetwork 55LSCR S2.3Network 56次循环控制/连续控制时，流水灯(24)(22)至ij(20)(18)等第LD M0.1LPSTON T53, 60EUMOVB 128, QB2 LPPA SM0.5EURLB QB2, 1Network 57/ 跳转到S2.4并复位QB2LD T53SCRT S2.4R Q2.0, 8Network 58S

31、CRENetwork 59LSCR S2.4Network 60/连续控制时，流水灯(24)(22)至ij(20)(18)等第二次循环控制LD M0.1LPSTON T54, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0.5EURLB QB2, 1Network 61/ 跳转到S2.5并复位QB2LD T54SCRT S2.5R Q2.0, 7Network 62SCRENetwork 63LSCR S2.5Network 64/连续控制时，流水灯(24)(22)至ij(20)(18)等第三次循环控制LD M0.1LPSTON T55, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0

32、.5EURLB QB2, 1Network 65/ 跳转到S2.0并复位QB2LD T55SCRT S2.0R Q2.0, 8Network 66SCRENetwork 67 /单步控制程序/单步控制时，启动和关闭LD I0.0O M1.0A I0.6AN I0.1=M1.0Network 68/关闭或者单步到终点时复位QB0 QB1和QB2LD M1.0LPSLD I0.1O C1ALDEUR Q0.0, 24LPPA I0.6EDR Q0.0, 24R C1, 1Network 69/ C1 计数器用于单步控制LD M1.0A I0.4EULD M1.0LD I0.1O C1ALDEUCTU C1,69Network 70/ 单步控制时，灯管1到8顺序点亮LD M1.0LPSAW= C1, 1EUMOVW 0, VW0LPPA I0.4AW>= C1, 1AW<= C1,8EU+I VW0, VW0+I 1, VW0MOVB VB1, QB0Network 71/单步控制时，灯管 8到1顺序熄灭LD M1.0A I0.4AW<= C1, 16AW>= C1,9EUSRB QB0, 1