PLC论文控制系统设计方案

基于PLＣ的霓虹灯掌握系统设目录绪论.。..。。.。...．.。．．．.。。．．。。．．．．．.。。。．.。..。．．.．。．．．．．．．．.。．１其次章霓虹灯变压器。..．．．。.。。．。．。.．．。。..。．。.．.．。.．．．.．．。２２．１霓虹灯的工作原理．。。．.．。.。。．.．．。．．．．．．．．.．.。．．..．。。...．.．。．．．2２．２霓虹灯的结构与部件。。．．。。。。．．．．。.．。.。...。。．.。。.。。．．.。.．．．．。．。。．.。2第三章可编程序掌握器简介．.。。.。．。。．．．..。。。.．．．。．.．。.。．。．．．。..。.．．．33。１PLＣ简介..．。．.。.。．.．．．..。．．．.．.．．．．．．。。．.．。..．。。。。。．..．..．。。3３.2PLＣ的结构..。．..．.．.。.．。.。．。。.。.。。．．．．..。．。．。。。．.。.．．。。..．..．.。.４3.３ＰLC的工作原理．...．.。.。.．.．。。．.．.．.．..．.．．．。.。．.．..。．.。．。。．..。．.43。4掌握器简介：S７—200系列PLC．.．。．...。．．。．。．。．。．。．．．．.．.．．.。.．.53．5ＰＬＣ应用特点．．．.。．．．．.．．。。。.．。．.。。。。．.．..。.．。..．..．。．。。。5第四章霓虹灯掌握系统设计.．.．.。...．.。．.．.．．．.。。.。．。．．.。..。。。。。．．..64.1任务分析及功能阐述．.．．．。.。.。.。．。.．.．．。。.．..。。。。．。。。。。.。.．．。。．64。2ＰLC接线图．．。。..．．。。。..。．..。．．．．．．．。。...。.．.。。．。.．...。.。。．。．．．．。７４．3I\Ｏ安排表.．.。．.。.．.．．．．．。。．。..．..。。。。.。。．．．。．．．．。．.。。..。。。.．。.8４.４掌握流程的设计.。.．．。．。。．。．。.．。。。．.．．。。..．。．．。.．。．.．.．.。..．..。．..94。5梯形图的设计。．.。．..。．．..．．。...．．．．..．..．。。．．．．..．．。..．.．.。.。。．．.10总结。．。.．。。。。．。。.。。.．。．。．.．。。。．．..．.．．。．。．..．.．．．．．.．.。．..。.。．。..。.14第一章绪论在现阶段,可编程掌握器在工业掌握领域已经起着举足轻重的作用，其便利快捷，精准等功能决定了它的主导地位，它将逐渐进展成以微处理器为核心,把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动掌握装置。本课题可以说是对可编程掌握器在自动掌握方面的一个简洁的应用.随着改革的不断深化,社会主义市场经济的不断富强和进展，大中小城市都在进行亮化工程。企业为展现自己的形象和产品,一般都会采纳通过霓虹灯广告屏来这种广告手法，所以当我们夜晚走在大街上，公路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见，一种是采纳霓虹灯管做成的各种外形和多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣扬画来达到宣扬的效果，大部分是采纳霓虹灯。这就涉及到如何去掌握霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流淌方向等诸多掌握问题，如何去快捷、牢靠、简洁的去掌握，成为人们考虑的重点，在这我认为PＬＣ最适合去解决这些问题。可编程掌握器PＬＣ英文全称Pｒoｇｒammａble

Lｏgiｃ

Contｒｏller,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的.它采纳一类可编程的存储器,用于其内部存储程序，执行规律运算，挨次掌握，定时,计数与算术操作等方面对用户的指令,并通过数字或模拟式输入／输出掌握各种类型的机械或生产过程。作为自动掌握装置的核心，它具有功能强，牢靠性高等诸多优点,ＰLＣ实验装置采纳的式模块化结构，主要模块有可编程序掌握器、编程器模块，九种实验模块,按钮、开关输入模块和继电器输出模块，以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统以及多种掌握对象的程序设计训练。由于ＰＬC具有通用性强、使用便利、适应面广、牢靠性高、抗干扰能力强、编程简洁等特点.并且PLC在工业自动化掌握格外是挨次掌握中的方面具有比较突出的优势,在现实中人们也是多通过PLC去掌握霓虹灯的.以上就是我选择此题目作为本学期PLC应用系统设计的意义.本次设计的主要任务是利用可编程掌握器对霓虹灯进行掌握，采纳的是SIEMENS公司生产的S7—200系列可编程掌握器,与其对应的编程软件是STEＰ7-Miｃro／ＷＩN.其次章霓虹灯变压器2。1霓虹灯的工作原理霓虹灯是一种低气压冷阳极辉光放电发光的光源.气体放电发光是自然界的一种物理现象.通过气体放电使电能转换为五光十色的光谱线，是霓虹灯工作重要的基本过程.气体在强电场、光辐射、例子轰击和高温加热等条件下，气体分子可能发生电离,产生了可以自由移动的代电粒子，并在电场作用下行程电流，使绝缘的气体成为良导体。这种电流通过气体的现象就被称为气体放电过程

当外电源电路接通后,变压器输出端就会产生几千伏甚至上万伏的高压.当这一高压加到霓虹灯管两端电极上时，霓虹灯管内的带电粒子在高压电场中被加速并飞向电极,能激发产生大量的电子.这些激发出来的电子,在高电压电场中被加速，并与灯管内的气体原子发生碰撞。当这些电子碰撞游离气体原子的能量足够大时，就能使气体原子发生电离而成为正离子和电子，这就是气体的电离现象。带电粒子与气体原子之间的碰撞,多余的能量就以光子的形式放射出来，这就完成了霓虹灯的发光点亮的整个过程。2.２

霓虹灯的结构与部件霓虹灯是一种冷阴极辉光放电管，其幅射光谱具有极强的穿透大气的能力，颜色鲜艳绚丽、多姿，发光效率明显优于一般的白炽灯，它的线条结构表现力丰富,可以加工弯制成任何几何外形，满意设计要求，通过电子程序掌握，可变幻颜色的图案和文字。

霓虹灯的主要部件：

图2—1霓虹灯的结构一、霓虹灯管

(一）以规格分：有6、7、8、9、１０、１2、１５、1８、２0毫米等粗细。

(二）以玻璃材质分：

(１）钠玻璃管

(2）铅玻璃管

(3）

彩色玻璃管,

二、霓虹灯变压器

（一)霓虹灯漏磁变压器，。

(二)电子变压器。

三、程序掌握器

(一）一般式电子程序掌握器

（二）渐变式电子程序掌握器

四、霓虹灯高压线

(一)一般高压线(二)硅橡胶绝缘高压线第三章可编程序掌握器简介（PLC)３.１PＬC简介可编程序掌握器ＰLＣ（ProgrａｍmableLoｇicCｏntrｏller),是微机技术与继电器常规掌握技术相接合的产物，是在挨次掌握器和微机掌握器的基础上进展起来的新型掌握器，是一种以微处理器为核心用作数字掌握的专用计算机。它不仅充分利用微处理器的优点来满意各种工业领域的实时掌握要求,同时也照顾到现场电器操作维护人员的技能和习惯,摈弃了微机常用的计算机编程语言的表达形式，形成一套以继电器梯形图为基础的形象编程语言和模块化的软件结构,使用户程序的编制清楚直观、便利易学，调试和查错都很容易。PLC现已成为现代工业掌握三大支柱（PLＣ、CAＤ／CAM、ＲOBOT）之一,以其牢靠性、规律功能强、体积小、可在线修改掌握程序、具有远程通信联网功能、易于与计算机接口、能对模拟量进行掌握、具备告知计数与位控等高性能模块等优异性能，日益取代由大量传统继电-接触掌握系统,在机械、化工、石油、冶金、电力、轻工、电子、纺织、食品、交通、等行业得到广泛应用.PＬC的应用深度和广度已经成为一个国家工业先进水平的重要标志之一。3．２PLC的结构ＰＬＣ和一般的微型计算机基本相同，也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。PLＣ的硬件系统由微处理器(ＣPU)、存储器(EＰROＭ,ROＭ）、输入输出(I／O）部件、电源部件、编程器、I/O扩展单元和其他外围设备组成。各部分通过总线（电源总线、掌握总线、地址总线、数据总线）连接而成.其结构简图如下：输出部件输出部件外设I/O接口存储器EPROM微处理器运算器控制器电源输入部件I/O扩展接口I/O扩展单元受控元件输入信号外部设备图3－２PＬC硬件结构图图3－1ＰＬC硬件结构图３.3ＰLC的工作原理ＰLC是采纳“挨次扫描，不断循环"的方式进行工作的。即在PLＣ运行时，ＣPU依据用户按掌握要求编制好并存于用户存储器中的程序,按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描,如无跳转指令,则从第一条指令开头逐条挨次执行用户程序，直至程序结束.然后重新返回第一条指令,开头下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作.ＰLＣ的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按挨次将全部暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入,并将其写入各对应的输入状态寄存器中,即刷新输入.随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。ＰLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后挨次扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后,其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中全部的内容随着程序的执行而转变。输出刷新阶段:当全部指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过肯定的方式(继电器、晶体管或晶闸管)输出,驱动相应输出设备工作。3。4掌握器简介：Ｓ7-200系列ＰLＣＳ7—2００是一种小型的可编程序掌握器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及掌握的自动化。S７—200系列的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现简洁掌握功能因此。S７—200系列具有极高的性能／价格比。S7—200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可掩盖从替代继电器的简洁掌握到更简洁的自动化掌握.应用领域极为广泛,掩盖全部与自动检测,自动化掌握有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。目前S7-200系列PLC主要有CPU221、CPU２２２、CＰU２24和CPU22６四种ＣPU。档次最低的是CＰU２21,其数字量输入点有６点,数字量输出点书有４点,是掌握规模最小的。ＰLC档次最高的应属CPU２２6,CPU226集成了２４点输入16点输出,共有4０点数字量I/Ｏ，可连接７个扩展模块,最大扩展数字量I/O248点或模拟量I/O35路。3。5ＰＬC的特点

（一)牢靠性高，抗干扰能力强

(二）配套齐全，功能完善，适用性强

(三)易学易用,深受工程技术人员欢迎

(四)系统的设计、建筑工作量小，维护便利,容易改造.

(五)体积小,重量轻,能耗低。第四章霓虹灯掌握系统设计4。1任务分析及功能阐述本掌握系统主要是用于掌握霓虹灯和边框流水灯按挨次的闪烁。输入程序后可以通过硬件进行灯的自动闪烁，达到宣扬的目的。如图3－１,八个字能按挨次地进行亮灭，并且边框的灯能同时闪烁.图4-1霓虹灯现实用PＬC对霓虹灯广告屏实现掌握,其简略要求如下：=１\*GＢ２⑴该广告屏中间8个霓虹灯字亮灭的时序为“鼎”字亮到“承”字亮到“大”字亮……“工"字亮,时间间隔均为1S,８个霓虹灯字全亮后，显示10Ｓ，再反过来从“工"字到“天”字…“鼎”字挨次熄灭.全灭后,停亮2S,再从头开头运行，周而复始。=２\＊GB2⑵广告屏四周的流水灯共２4只，始终亮.=3\*ＧB２⑶系统有单步\连续掌握,有启动和停止按钮。=４\＊GB2⑷系统霓虹灯字，白帜灯的电压及供电电源均为市电220V。４．2PLC接线图PLCPLCCOM220vI0.0I0.1I0.2Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7SB1SB2SB3图４—２PＬC电气原理图的设计4．3I／Ｏ安排表依据掌握要求,ＰLＣ掌握霓虹灯广告显示屏的输入\输出(Ｉ\０）地址编排如下表所示，见表4．３。地址注释Ｉ0.0启动按钮Ｉ０．１停止按钮Ｉ0．2单步/连续开关Q0.0霓虹灯１Q0．1霓虹灯2Q0。2霓虹灯3Q0．3霓虹灯4Q0.４霓虹灯５Q０。5霓虹灯6Q0。６霓虹灯7Q0．7霓虹灯８表4—3I/O安排表通过以上资料分析，我选择了S7—２00系列中的CPU2２４，ＣＰU２2４是S７-2０0系列中具有较强掌握能力的小型掌握器。S７—200系列CPU22４集成了14点输入／10点输出,共有24点数字量Ｉ/O.它适合本次设计的要求,并且具有较强的掌握能力的小型掌握器，相对于其它系列CＰU２2４能更好的应用于本次设计中的任务,并且具有较高的性能价格比，应用广泛。4.4掌握流程的设计开始开始返回返回图4－４流程图的设计４．５梯形图的设计图4－5梯形图的设计程序运行原理说明本程序是用Ｓ7_２00所写的，在启动按钮按下以后，程序开头运行,霓虹灯字的开头亮灭，在按下启动按钮以后，八个字会按要求亮灭，主要是计时器掌握的，开头时灯的正序亮,然后是灯的反序灭。霓虹灯的亮灭，状态比较多，我是把每一种亮的情况都纳入一个状态