霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试

1、现代控制技术及PLC控制课程设计姓名学号班级机电班院别河北建筑工程学院指导教师2013年7月5日目录第一章引言 (3第二章系统总体方案设计 (42.1 系统硬件配置及组成原理 (42.2 系统变量定义及分配表 (42.3 系统接线图设计 (62.4 系统可靠性设计 (7第三章控制系统设计 (73.1 控制程序流程图设计 (73.2 控制程序时序图设计 (73.3 控制程序设计思路 (7第四章程序设计、调试及结果分析 (74.1梯形图语句表 (74.2 调试说明 (374.3调试要求 (374.4确定程序 (38结束语 (38参考文献 (39第一章 引言1.课程设计内容和要求该广告屏由8 根灯管

2、和24 只流水灯组成,每4 只流水灯为一组,如图1所示:图 1 霓虹灯广告屏示意图 2. 控制要求(1该广告屏中间8 根灯管亮灭的时序为:第1 根亮2 亮3 亮第8 根亮,时间间隔为1s ,全亮后,显示10s ,再反过来从871 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761,时间间隔1s ,显示5s ,再从128 按1s 间隔顺序熄灭,全灭后停亮2s ,然后重复运行,周而复始。(224只流水灯,4个一组分成6组,从按1s 时间间隔依次向前移动,且点亮时每相隔1 灯为亮,即从“、”亮“、”亮,同时“、”灭“ 、 ”亮,同时“、”灭,如此移动一段时间(如30s 后,再

3、反过来移动一段时间:“ (24(22 ”亮 “ (20(18 ”亮,同时“ (24(22 ”灭,如此循环往复。(3系统有单步/连续控制,有起动和停止按钮。(4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。 3.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2412345678123487651615141310122321201918179112422流水

4、灯的有规律的闪烁。第2章系统总体方案设计2.1 系统硬件配置及组成原理(要有系统组成图根据要求,8个长灯管分别单独控制,24个流水灯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。选择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的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。(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

5、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220V(4PLC:西门子S7-200 CPU226 PLC一个,EM223 DI8/DO8*DC24V/继电器扩展模块一个(5各类导线及开关:若干 系统组成图2.2 系统变量定义及分配表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SB5,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

6、如图表1表1 I/O分配表 2.3 系统接线图设计根据需要选择西门子S7-200 CPU226 PLC和扩展模块EM223 DI8/DO8*DC24V/继电器.I/O接线图如附图所示2.4 系统可靠性设计PLC包括中央处理器、主机箱、扩展机箱及相关网络和外部设备。工作现场的设备很多,每个设备都相互关联,其中任何一个设备出了问题都会影响系统的正常工作。我做的课程设计中存在的可靠性的影响因素主要有:工作时外部的电磁辐射的干扰,包括自身电源的干扰,其他设备的电磁干扰,信号线引入的干扰,接地系统的混乱的信号干扰等等。这些都是影响系统可靠性的因素。干扰的形成需要同时具备三个要素:干扰源、耦合通道、对干扰

7、敏感的受扰体。因此提高系统可靠性的方法就是抑制干扰源、破坏耦合通道、提高敏感元件的抗干扰能力。具体方法有:用隔离性能较好的隔离变压器;在信号输入输出中采用数字传感器、进行电气隔离;完善接地系统:地线系统合理布置、接地线加粗减小接地阻抗。第三章控制系统设计3.1 控制程序流程图设计见下:连续控制流程图和单步控制流程图3.2 控制程序时序图设计3.3 控制程序设计思路(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

8、续控制程序运行。(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。(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。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。第四章程序设计、调试及结果分析4.1程序设计见梯形图 梯形图: 语

9、句表:ORGANIZATION_BLOCK 主程序: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 Q0.0, 8

10、R 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 I0.1R Q0.0, 24S S0.0, 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

11、控制时,灯管控制程序S0.1到S1.0 LSCR S0.1Network 12/ 连续控制时,灯管从1到8顺序点亮,用时8s LD 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 18S

12、CRENetwork 19LSCR S0.3Network 20/ 连续控制时,灯管从8到1顺序熄灭,用时8s LD 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,

13、用时8s LD M0.0LPSTON 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8s LD M0.

14、0TON T43, 80A 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S2.5 LSCR 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, QB1

15、LPPAN SM0.5EURLB 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 M0.1LPSTON T51, 60EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5EURLB 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

16、三次循环控制LD M0.1LPSTON T52, 60EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5EURLB QB1, 1Network 53/ 跳转到S2.3并复位QB1LD T52SCRT S2.3R Q1.0, 8Network 54SCRENetwork 55LSCR S2.3Network 56/ 连续控制时,流水灯(24(22到(20(18等第一次循环控制LD M0.1LPSTON T53, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0.5EURLB QB2, 1Network 57/ 跳转到S2.4并复位QB2LD T53SCRT S2.4R Q2.0, 8Netw

17、ork 58SCRENetwork 59LSCR S2.4Network 60/ 连续控制时,流水灯(24(22到(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到(20(18等第三次循环控制LD M0.1LPSTON T55, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0.5E

18、URLB 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QB2 LD 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 C1ALDEUC

19、TU 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, 1Network 72/ 单步控制时,灯管8到1顺序点亮LD M1.0LPSAW= C1, 17EUMOVW 0, VW0LPPA I0.4AW<= C1, 24

20、AW>= C1, 17EU+I 1, VW0RRB VB1, 1MOVB VB1, QB0Network 73/ 单步控制时，灯管 1 到 8 顺序熄灭 LD M1.0 A I0.4 AW>= C1, 25 AW<= C1, 32 EU SLB QB0, 1 Network 74 / 单步控制时，流水灯(1(3到(5(7等三次顺序点亮前准备动作 LD M1.0 LDW= C1, 33 OW= C1, 39 OW= C1, 45 ALD EU MOVB 128, QB1 Network 75 / 单步控制时，流水灯(1(3到(5(7等三次顺序点亮 LD M1.0 A I0.4

21、LDW>= C1, 33 AW<= C1, 38 LDW>= C1, 39 AW<= C1, 44 OLD LDW>= C1, 45 AW<= C1, 50 OLD ALD EU RLB QB1, 1 Network 76 / 单步控制时，流水灯(2422到(20(18等三次逆序点亮前，复位 QB1 LD M1.0 AW= C1, 51 R Q1.0, 8 Network 77 / 单步控制时，流水灯(2422到(20(18等三次逆序点亮前准备动作 LD M1.0 LDW= C1, 51 OW= C1, 57 OW= C1, 63 ALD EU 36 MOV

22、B 128, QB2 Network 78 / 单步控制时，流水灯(2422到(20(18等三次逆序点亮 LD M1.0 A I0.4 LDW>= C1, 51 AW<= C1, 56 LDW>= C1, 57 AW<= C1, 62 OLD LDW>= C1, 63 AW<= C1, 68 OLD ALD EU RLB QB2, 1 Network 79 / 单步控制时，全部步数读完后复位 QB2 LD M1.0 A C1 R Q2.0, 8 END_ORGANIZATION_BLOCK SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0 TITLE=

23、子程序注释 BEGIN 4.2 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， 其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 ROM 中，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。 4.3 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其中任何一个时，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。 37 （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。 4.4 确定程序