PLC课程设计广告招牌灯自动闪烁控制系统设计

河北建筑工程学院课程设计任务书课程名称： 可编程控制技术 系： 电气工程系 专 业： 电气工程及其自动化 班 级： 电控092 学 号： 2009308238 学生姓名： 指导教师： 职 称： 教 授 2012年7月5日 目 录一 课程设计任务书3二 设计意义7三 设计方案7四 系统硬件设计71 主要选择的设备：S7-200PLC72 PLC选型8 3 PLC外围接线图9五 系统软件设计 10六 组态王设计 151 新建工程 152 设置COM1通讯口 163 变量设定 164 画图 175 设置动画连接过程 186模拟调试 22七 课程设计总结 22八 参考文献23一、 课程任务书1 设计课题广告招牌灯自动闪烁控制系统设计2 设计目的1进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。2掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。3掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。4培养查阅图书资料、工具书的能力。5培养工程绘图、书写技术报告的能力。3 控制要求设计一个自动闪烁广告牌，其内容为“河北建筑工程学院”，这八个字用八个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先是“河”亮1s，接着是“北”字亮1s，再接着是“建”字亮1s，如此至“院”后，“河北建筑工程学院”这八个字以0.6s的周期闪烁3次，然后重新开始，如此循环进行。4 设计任务1简述本设计的意义。根据控制要求，制定合理的设计方案。2硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计。3控制程序的设计（并加以注释）。4监控系统设计。选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PLC进行通信等步骤完成监控系统的设计（必须要有设计过程）。5模拟调试 6编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。5 设计时间安排（共1周）一 时间安排序号具 体 内 容时间(天)1简述本设计的意义。根据控制要求，制定合理的设计方案。0.52硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计13控制程序的设计（并加以注释）。14监控系统设计。15模拟调试 16编写设备的电气工作原理说明及其使用说明0.56 设计参考书1教材可编程控制器应用技术 。2流行PLC实用程序及设计（西门子S7-200系列）。（可到院图书馆借阅）3其它参考书： （可到院图书馆借阅）表二 课 题 说 明课 题一班（54）二班（51）序号饮料自动售货机控制系统设计顺序控制设计法（专用指令）1 4号1 4号1顺序控制设计法（基本指令）58号58号2经验设计法912号912号3霓虹灯闪烁控制系统设计时序设计法1316号1316号4顺序控制设计法（专用指令）1720号1720号5顺序控制设计法（基本指令）2124号2124号6循环指令252825287中断指令293229328广告招牌灯自动闪烁控制系统设计时序设计法333633369顺序控制设计法（专用指令）3740374010顺序控制设计法（基本指令）4144414411循环指令4548454812中断指令4954495113 表三 输入、输出信号及学生所能够使用的I/O端口I0.0一层上呼按钮Q0.7一层上呼指示灯I0.1二层下呼按钮Q1.0二层下呼指示灯I0.2二层上呼按钮Q1.1二层上呼指示灯I0.3三层下呼按钮Q2.0三层下呼指示灯I0.4三层上呼按钮Q2.1三层上呼指示灯I0.5四层下呼按钮Q2.2四层下呼指示灯I0.7四层上呼按钮Q2.3四层上呼指示灯I1.0五层下呼按钮Q2.4五层下呼指示灯I1.1五层上呼按钮Q2.5五层上呼指示灯I1.2六层下呼按钮Q2.6六层下呼指示灯图一 电梯模型示意图 二、 本课题的意义 可编程逻辑控制器PLC是自动控制技术，计算机技术，通讯技术三者结合的高科技产品，他作为一种通用的工业自动化控制装置，在工业控制各个领域已经的到广泛应用。随着经济全球化和工业自动化的发展，广告的形式也在不断地发展提高。广告的形式和采用的技术也越来越先进。广告一般有这么几种：电视广告中的立体画面和声音；广播电台中的声音宣传；街头或商场的大屏幕显示系统；报纸杂志上的文字宣传；街头巷尾的灯箱广告。前4种形式接个较高，显示的信息量较多，而普通的灯箱广告画布上印的宣传内容大多静止不动，传递的信息量有限，但价格便宜。若采用滚动的画布广告，将多幅画面组合起来装在漏天灯箱中，画布用电机拖动，可以上下移动进行循环显示，信息量大，动态效果好，可以对多种商品进行介绍和宣传在街头构成一道风景线。同时也适用于大型商场对商品信息及销售情况进行介绍。画布可以定期更换，方便不同商品的需要。三、设计方案 本可设用基本指令，采用时序设计法，用中间继电器控制系统的运行和停止，采用定时器接力来控制灯的循环。四、系统硬件设计1 主要选择的设备：S7-200PLC我们选取的PLC是西门子生产的S7-200.下面对S7-200做出简要的说明：S7-200系列是一类可编程逻辑控制器（Micro PLC）。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S7-200 Micro PLC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S7-200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。图二S7-200 CPU外型图S7-200 CPU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。2 PLC选型 霓虹灯控制系统有2个输入信号，6个输出信号，本着够用又不浪费，投资尽量少的原则，采用型号CPU224(14入10出)的小型PLC。该型号具有14输入/10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展到168点数字量I/O或35路模拟量I/O，6个独立的30kHz高数计数器，2路独立的20kHz高数脉冲输出，PID控制器，1个RS-485通讯/编程口，集成了点对点接口PPI通讯协议、多点接口MPI通讯协议和自由口通讯协议。2.3I/O地址分配表：输入/输出的地址分配表如表4.2.表三 PLC程序和组态王之间的连接及电梯模型的演示关联如下表所示输入部分输出部分PLC输入口电梯模型对应按钮组态王监控界面PLC输出口组态王监控界面电梯模型对应指示灯I0.0一层上呼按钮启动Q1.1河二层上呼指示灯I0.1二层下呼按钮停止Q2.0北三层下呼指示灯Q2.1建三层上呼指示灯Q2.2筑四层下呼指示灯Q2.3工四层上呼指示灯Q2.4程五层下呼指示灯Q2.5学五层上呼指示灯Q2.6院六层下呼指示灯3 PLC外围接线图图三 PLC外围接线图五、系统软件设计TITLE=广告招牌灯自动闪烁控制系统设计PLC程序设计Network 1 / 启保停LD I0.0O M0.0O M0.2AN M0.1AN I0.1= M0.0Network 2 / 河 字亮一秒时间设定LD M0.0AN T51TON T37, 10Network 3 / 北 字亮一秒时间设定LD T37TON T38, 10Network 4 / 建 字亮一秒时间设定LD T38TON T39, 10Network 5 / 筑 字亮一秒时间设定LD T39TON T40, 10Network 6 / 工 字亮一秒时间设定LD T40TON T41, 10Network 7 / 程 字亮一秒时间设定LD T41TON T42, 10Network 8 / 学 字亮一秒时间设定LD T42TON T43, 10Network 9 / 院 字亮一秒时间设定LD T43TON T44, 10Network 10 / 8个字同时亮0.6秒时间设定LD T44TON T45, 6Network 11 / 8个字同时灭0.6秒时间设定LD T45TON T46, 6Network 12 / 8个字同时亮0.6秒时间设定LD T46TON T47, 6Network 13 / 8个字同时灭0.6秒时间设定LD T47TON T48, 6Network 14 / 8个字同时亮0.6秒时间设定LD T48TON T49, 6Network 15 / 8个字同时灭0.6秒时间设定LD T49TON T50, 6Network 16 / 返回第一个定时器循环上述过程LD T50TON T51, 10Network 17 / 河 字亮灭控制LD M0.0AN T37= Q1.1Network 18 / 北 字亮灭控制LD T37AN T38= Q2.0Network 19 / 建 字亮灭控制LD T38AN T39= Q2.1Network 20 / 筑 字亮灭控制LD T39AN T40= Q2.2Network 21 / 工 字亮灭控制LD T40AN T41= Q2.3Network 22 / 程 字亮灭控制LD T41AN T42= Q2.4Network 23 / 学 字亮灭控制LD T42AN T43= Q2.5Network 24 / 院 字亮灭控制LD T43AN T44= Q2.6Network 25 / 8个灯同时亮LD T44AN T45S Q1.1, 1S Q2.0, 7Network 26 / 8个灯同时灭LD T45AN T46R Q1.1, 1R Q2.0, 7Network 27 / 8个灯同时亮LD T46AN T47S Q1.1, 1S Q2.0, 7Network 28 / 8个灯同时灭LD T47AN T48R Q1.1, 1R Q2.0, 7Network 29 / 8个灯同时亮LD T48AN T49S Q1.1, 1S Q2.0, 7Network 30 / 8个灯同时灭LD T49AN T50R Q1.1, 1R Q2.0, 7六、组态王设计选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PLC进行通信等步骤完成监控系统的设计。1 新建工程进入组态环境在工程浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现“新建工程”对话框。在对话框中输入工程名称：“霓虹灯设计”在工程描述中输入：工程路径自动指定为当前目录下以工程名称命名的子目录。如果你需要更改工程路径，请单击“浏览”按钮。 单击“确定”。组态王将在工程路径下生成初始数据文件。至此，新项目已经可以开始建立了。建立画面如图四图四 新建工程2 设置COM1通讯口打开建立新的工程，点击设备目录下的COM1在COM1中新建一个西门子200系列的PLC设备驱动如图 图五 设置通讯口3 变量设定点击数字词典，打开新建建立如下变量：启动、停止、河、北、建、筑、工、程、学、院，其对应寄存器分别为：M0.2、M0.1、Q1.1、Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6。 图六 变量设置4 画图点击画面，打开新，建立如下画面 图七 新建画面5 设置动画连接过程依次设置动画连接，将启动、停止、河、北、建、筑、工、程、学、院与上述变量依次对应。图组八 动画连接点击全部存，切换到VIEW状态，点击画面，选择打开，进入组态监控状态。其部分监控画面如下：图组九 动态演示6模拟调试 下载编好的PLC程序后，运行该程序，从组态王中打开相应的工程，看电梯模型，组态王监视画面的启动停止按钮是否正常，电梯模型的指示灯闪烁，组态王监视画面文字的闪烁是否一致并且是否符合控制要求。七、课设总结与心得通过本次课程设计，我们进一步巩固了课本理论知识，熟练掌握了西门子PLC编程软件的编程方法和修改调试技巧。培养了所学理论知识在实际中的应用能力。再次学习和掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。对PLC实物的工作过程有了更进一步的认识，掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。同时培养了查阅图书资料、工具书的能力和工程绘图、书写技术报告的能力。在此衷心感谢在这次课设中老师的大力支持和帮助，我们才得以顺利完成本次课程设计任务！八、参考文献1 廖常初 PLC编程及应用 北京：机械工业出版社2 田瑞庭 可编程控制器应用技术 北京：机械工业出版社3李景学 可编程控制器应用系统设计方法 北京：电子工业出版社4 钟肇新 彭侃 可编程控制器原理及应用 广州：华南理工大学出版社5 徐世许 可编程控制器原理 合肥：中国科学技术出版社