陕西科技大学大学本科方案设计书(天塔之光).doc

陕西科技大学毕业设计
陕西科技大学
毕业设计（论文）开题报告

课题（论文）名称： 天塔之光

专 业： 机电一体化

班 级： 陕西专

学 生 姓 名： 薛 飞

学 号：

指 导 老 师： 禹光争

起 止 日 期： 2011年4月10日至6月10日

指导教师审核签字：

开 题 报 告
一、课题来源：校级题目。

二、设计题目的目的和意义
1）设计目的：通过课程设计，进一步对所学习的知识加深理解，了解PLC的功能及原理，为今后就业积累一些经验。 矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
2）设计意义：随着时代的发展与科学水平的进步，加强对PLC技术的研究具有重要意义。原来的艺术灯饰控制系统常采用继电器逻辑控制或电子逻辑控制装置，这种控制方式存在着硬件布线复杂.安装和维护不方便，灵活性差，可靠性不高的缺点，尤其是在实现多层次的大中型艺术灯饰的控制上工作量很大。本设计采用PLC来实现艺术照明灯的自动控制，具有工作量少，接线简单，工作可靠，易于修改闪动次数和亮.灭持续时间的优点，减少扫描时间，这是PLC编程必须遵循的原则，这种设计可以满足各种造型要求，受到良好的视觉效果。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。

三、现状和发展趋势
PLC是目前工业控制中使用最为普遍的一种。PLC是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性.灵活通用，易于编程和使用方便等特点，近年来在工业自动控制.机电一体化以及改造传统产业等方面得到广泛的应用，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首。残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
属于电类专业，电气工程实际上是其母体。电气工程及其自动化的研究对象是电能，而电信息的检测、处理、控制等技术在电能从产生到利用的各个环节中都起着越来越重要的作用。因此，有关电信息的研究也成了电气工程及其自动迄今为止，通信和计算机都主要以电作为信息的载体。因此，这些专业也都化专业的重要组成部分，专业名称中也就有了的“及其自动化”。酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
近年来，PLC的功能不断完善，随着计算机技术.信号处理技术.控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在运动控制.过程控制的领域也发挥着十分重要的作用。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内，PLC在我国仍将保持高速增长势头。彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。

四、设计内容、途径和技术路线
1）设计内容：
（1）研究PLC的结构和原理。
（2）根据控制要求确定相应的设计方案，绘出流程图，选择相应的硬件设备，编写程序（优化程序）。
（3）建立以PLC为基础的外围电路，并进行模拟和调试。
2）途径：
收集相关资料和文献，系统学习三菱系列PLC程序控制技术，按照自动化控制理论所建立的数学模型制定控制策略，建立完善仿真模型并仿真。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
3）技术路线：
根据三菱控制天塔之光要点和时性要求，以各种外围设备为执行器，对输入元件的时序差进行运算，当为关闭时可控件的输出为0.当开启时，可控件的输出为1.由于受到外部干涉较小，基本由PLC指令表对其进行时序控制，用编写好的程序，经检查在线进行调试，在实验室，用计算机代替继电器控制；用程序代替硬件连接；输入输出电平可与外部装置直接相连，并可实现扩展，用以实现最佳循环时序效果。厦礴恳蹒骈時盡继價骚。

五、设计工作的主要阶段、进度及指标
阶段
起始时间
结束时间
进度
技术指标
第一阶段
2011.03.26
2011.04.25
收集相关资料、PLC的结构和原理及外围电路设计
丰富全面
第二阶段
2011.04.26
2011.05.31
根据流程图写出程序及软件的使用，符合设计要求
符合设计要求

第三阶段
2011.06.01
2011.06.10
程序的传送及调试。外围电路的连接
设计合理、
结构化模块化
第四阶段
2011.06.11
2011.06.20
整理修改论文 预答辩
详细全面

六、最终目标及完成时间
控制要求：要求设计1组霓虹灯，有十个灯管，要求十个灯管顺次点亮，每个间隔1秒，当十个灯全亮后1秒，又全灭，然后再全亮，再一次熄灭，如此循环。茕桢广鳓鯡选块网羈泪。

在2011年6月6日完成《三菱PLC控制天塔之光》毕业设计。
七、现有条件及必要措施
1）现有条件：
学校拥有多个电子电器实训室，其中电工电子及其自动化实训室拥有西门子、三菱、单片机控制的多种常用模板，以及编程器等。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
2）必要措施：
通过实验获得实验控制顺序，在现有顺序上发展各种信号间动作控制，设计并编程相应的软件。

八、指导老师审核意见

指导老师签名：
诚 信 声 明

本人郑重声明：所呈交的大专毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。

毕业论文（设计）作者签名：薛飞
2011年06月01日

天塔之光PLC设计

摘要：本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对天塔之光的控制，阐述了控制方案。实现天塔之光功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或数模混合电路。今年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-64MR型PLC作为核心控制器进行天塔之光系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据天塔之光的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配，并进行现场调试。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
关键词：PLC 控制 天塔之光

Sky Tower Design Light PLC 

Abstract: This paper describes the use of Mitsubishi FX2N Series PLC on the day of the control tower of light, described the control scheme. Implement day light tower features in different ways, can be used early in the analog circuits, digital circuits or digital-analog hybrid circuits. This year with the rapid development of science and technology, microcontroller, PLC applications continue to go deeper, and promote the traditional control detection technology constantly updated. In this paper, produced by Japan's Mitsubishi PLC FX2N-64MR-type days, as the core controller, the light tower system design, and design a system structure diagram, program instructions, ladder and the input and output terminals of the distribution program. The light of day under both the control tower requirements and characteristics to determine the distribution of PLC input and output, and on-site commissioning. 
Key words: PLC control days the light tower渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。

前言
可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电气控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器（Programmable Logic Controller）即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。美国电器制造商协会经过4年调查，于1980年将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（Personal Computer），为了区别，现在也把可编程控制器成为PLC。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
PLC的简介
国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下：
国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月又发表了第二稿，1987年2月颁发了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义是：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，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围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设汁。”擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电一子系统”，是一种一计算机。它是“专为在工业环境下应用而设计”的工业计算机，是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时一计数和算术操作，它还具有“数字量和模拟量输入输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
定义还强调了可编程控制器应直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这一也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。
应该强调的是，可编程控制器与以往所讲的顺序控制器在“可编程”’为一面有质的区别。PLC引入了微处理机及半导体存储器等新一代电子器件，并用规定的指令进行编程，能灵活地修改，即用软件方式来实现“可编程”的目的。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。
可编程序控制器是应用而最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，自研制成功开始使用以来，它己经成为了当代工业自动化的主要支柱之一。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。
PLC的特点
(1)编程简单，使用方便
梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电器电路原理图相似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言，并川来编制用户程序，梯形图语言形象直观，易学易懂。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。
(2)控制灵活，程序可变，具有很好的柔
可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方一使地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的变化，其有很好的柔性。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。
(3)功能强，扩充方便，性能价格比高
可编程序控制器内成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的逻辑判断、数据处理、PID调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的扩展单元元即可，扩充非常方便。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。
(4)控制系统设计及施工的工作量少，维修方便
可编程序控制器的配线与其它控制系统的配线比较少得多，故可以省下大量的配线，减少大量的安装接线时间，开关柜体积缩小，节省大量的费用。可编程序控制器有较强的带负载能力、可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。一般可用接线端子连接外部接线。可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，便于迅速地排除故障。構氽頑黉碩饨荠龈话骛。
(5)可靠性高，抗干扰能力强
可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等，例如，西门子公司S7一200系列PLC内部EEPROM中，储存用户原程序和预设值在一个较长时间段(190小时)，所有中间数据可以通过一个超级电容器保持，如果选配电池模块，可以确保停电后中间数据能保存200天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟，加强对程序的检测和校验。从而提高了系统杭干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程序控制器已被广人用户公认为最可靠的工业控制设备之一。輒峄陽檉簖疖網儂號泶。
(6)体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品。
PLC的应用
日前，可编程序控制器已经广泛地应用在各个工业部门。随着其性能价格比的不断提高，应用范围还在不断扩大，主要有以下几个方面: 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。
1.逻辑控制
可编程序控制器具有“与”、“或”、“非”等逻辑运算的能力，可以实现逻辑运算，用触点和电路的串、并联，代替继电器进行组合逻辑控制，定时控制与顺序逻辑控制。数字量逻辑控制可以用于单台设备，也可以用于自动生产线，其应用领域最为普及，包括微电子、家电行业也有广泛的应用。识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。
2.运动控制
可编程序控制器使用专用的运动控制模块，或灵活运用指令，使运动控制与顺序控制功能有机地结合在一起。随着变频器、电动机起动器的普遍使用，可编程序控制器可以与变频器结合，运动控制功能更为强大，并广泛地用于各种机械，如金属切削机床、装配机械、机器人、电梯等场合。凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。
3。过程控制
可编程序控制器可以接收温度、压力、流量等连续变化的模拟量，通过模拟量I/O模块，实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换和D/A转换，并对被控模拟量实行闭环PID(比例一积分一微分)控制。现代的大中型可编程序控制器一般都有PID闭环控制功能，此功能已经广泛地应用于工业生产、加热炉、锅炉等设备，以及轻工、化工、机械、冶金、电力、建材等行业。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。
4.数据处理
可编程序控制器具有数学运算、数据传送、转换、排序和查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析和处理。这些数据可以是运算的中间参考值，也可以通过通信功能传送到别的智能装置，或者将它们保存、打印。数据处理一般用于大型控制系统，如无人柔性制造系统，也可以用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。
5。构建网络控制
可编程序控制器的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台可编程序控制器之间的通信、可编程序控制器和其他智能控制设备(如计算机、变频器)之间的通信。可编程序控制器与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。当然，并非所有的可编程序控制器都具有上述功能，用户应根据系统的需要选择可编程序控制器，这样既能完成控制任务，又可节省资金。硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。
PLC的主要技术指标
可编程控制器的种类很多，用户可以根据控制系统的具体要求选择不同技术性能指标的PLC。可编程控制器的技术性能指标主要有以下几个力一面:阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。
1.输入/输出点数
可编程控制器的I/O点数指外部输入、输出端子数量的总和。它是描述的PLC大小的一个重要的参数。
2.存储容量
PLC的存储器由系统程序存储器，用户程序存储器和数据存储器三部分组成。PLC存储容量通常指用户程序存储器和数据存储器容量之和，表示系统提供给用户的可用资源，是系统性能的一项重要技术指标。氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。
3.扫描速度
可编程控制器采用循环扫描方式工作，完成1次扫描所需的时间叫做扫描周期。影响扫描速度的主要因素有用户程序的长度和PLC产品的类型。PLC中CUP的类型、机器字长等直接影响PLC运算精度和运行速度。釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。
4，指令系统
指令系统是指PLC所有指令的总和。可编程控制器的编程指令越多，软件功能就越强，但掌握应用也相对较复杂。用户应根据实际控制要求选择合适指令功能的可编程控制器。怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。
5。通信功能
通信有PLC之间的通信和PLC与其他设备之间的通信。通信主要涉及通信模块，通信接口，通信协议和通信指令等内容。PLC的组网和通信能力也己成为PLC产品水平的重要衡量指标之一。厂家的产品手册上还提供PLC的负载能力、外形尺寸、重量、保护等级、适用的安装和使用环境如温度、湿度等性能指标参数，供用户参考。谚辞調担鈧谄动禪泻類。
PLC的分类
按I/O点数容量分类
一般来说，PLC处理的I/O点数比较多，反映控制关系比较复杂，用户要求的程序存储器容量比较大，要求PLC的指令及其他功能比较多，指令执行的过程比较快等。按PLC的输入输出点数可将PLC分为三大类。嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。
（1）小型机 小型PLC的功能一般以开关量控制为主，其输入、输出总数在256点一下，用户程序存储器容量在4K字以下。现在的高性能小型机还具有一定的通信能力和少量的模拟量处理能力。这类PLC价格低廉，体积小，适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。
典型的小型机有OMRON公司的CPM2A系列、SIEMEN公司的S7-200系列、MITSUBISH公司的FX系列和AB公司的SL500系列等整式PLC等产品。鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。
（2）中型机 中型PLC的输入、输出总点数在256-2048点之间，用户程序存储器容量达到2-8K字。中型PLC不仅具有开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，它的通信功能和模拟量处理能力更强大。中型机的指令比小型机更丰富，适用于更复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程控制场合。纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。
典型的中型机有SIEMENS公司的S-300系列、OMRON公司的C200H系列、AB公司的SLC500系列模块式PLC等产品。颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。
（3）大型机 大型PLC的输入、输出总点数在2048点以上，用户程序存储其容量达到8-16K字。大型PLC的性能已经与工业控制计算机相当，它具有计算、控制和调节的功能，还具有很强的网络结构和通信联网能力。它的监视采用CRT显示，能够表示过程动态流程，记录各种曲线，PID调节参数选择图；它配备多种智能板，构成一个多功能系统。这种系统还可以和其他型号的PLC互联，和上位机相连，组成一个集中分布的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。
典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-400系列、OMRON公司的CVM1和CS1系列、SB公司的SLC5/05系列等产品。銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。
上述划分没有严格的界限，随着PLC技术的飞速发展，某些小型PLC也具备中型机和大型机的功能，这也是PLC的发展趋势。挤貼綬电麥结鈺贖哓类。
按结构形式分类
按PLC物理结构形式的不同，可分为整体式（也称单元式）和组合式（也称模块式）两类。
（1）整体式结构 整体式结构的PLC是酱中央处理器（CUP）、存储器、输入单元、电源、通信端口、I/O扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。内外还有独立的I/O扩展单元等通过扩展电缆与主机上的扩展端口相连，以构成PLC不同配置与主机配合使用。整体式结构的PLC结构接凑、体积小、成本低、安装方便。小型机常用这种结构。赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。
（2）组合式结构 这种结构的PLC是酱CPU、输入单元、输出单元、电源、智能I/O单元，通信单元等分别做成相应的电路板和扩展模块。组合式的特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可以自由选择，各种功能模块可以依需要灵活配置。大中型PLC常用组合式结构。塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。

第一章 任务分析
1.1任务说明
本人的设计是利用PLC控制天塔之光，天塔之光由10盏灯按照一定的规律点亮，不断闪烁发光而成的。
1.1.1控制要求
控制要求：要求设计1组霓虹灯，有十个灯管，要求十个灯管顺次点亮，每个间隔1秒，当十个灯全亮后1秒，又全灭，然后再全亮，再一次熄灭，如此循环。裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。
1.1.2示意图

1.2任务分析

第二章 设计方案的确定
2.1设计思路

2.2设计方案的确定
2.2.1 继电接触器控制
继电器是一种当输入量(电、磁、声、光、热)达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件。它是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上，用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件，也可以说用来控制较高电压或较大功率的电路的电动开关，给继电器工作线圈一个控制电流，继电器就吸合，对应的触点就接通或断开。在供电电路中，继电器也被称为接触器。 一般继电器分交流继电器与直流继电器，分别用于交流电路和直流电路，另外，依据其工作电压的高低，有6、9、12、24、36、110、220、380等不同的工作电压，使用于不同的控制电路上。仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。
继电器控制的优点
（1) 所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。
(2) 系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。
（3）经济实惠。
继电器控制的缺点
(1) 系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高，机械寿命短。
(2) 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。
2.2.2 PLC的控制
PLC是 一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，在其内部执行逻辑运算，记时、计数和算数运算等操作指令。并能控制各种类型的机械或生产过程，与其控制系统连成一体、易于扩展其功能的原则而设计的，用于控制步进电动机或伺服电动机，实现对各种机械的位置和运行控制，利用有CAD转换功能，完成对温度、压力速度和流量等模拟量的调节与控制。并取代传统的继电器控制控制电路构成的逻辑控制、顺序控制，用于单机控制，也用于机群控制及自动化流水线控制，实现对组合机床、注塑机、印刷机、装配生产线、包装生产线及电梯的控制及冶金、化工、热处理、锅炉控制瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。
PLC的优点
1）可靠性高，抗干扰能力强
2）配套齐全，功能完善，适用性强
3）易学易用，深受工程技术人员欢迎
4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造
5）体积小，重量轻，能耗低
PLC的缺点
PLC的体系结构是封闭的，各PLC厂家的硬件体系互不控制规程兼容， 编程语言及指令系统也各异，当用户选择了一种PLC产品后，必须选择与其相应的，并且学习特定的编程语言。鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。
2.2.3 单片机的控制
单片机是由中央处理器 、存储器、中断I/O接口等组成，具有高集成度高可靠性强控制功能低电压，低功耗及低价格组成的控制系统，随着大规模集成电路技术的飞跃发展以及实际应用的刺激，集成电路性能价格比更为优越，体积、质量大为减小微型计算机—单片机应运而生。由于新制造工艺，并使用了计算机辅助设计技术，使得集成度高达12万只管子/片，其运算速度控制功能也大大提高，由于它的诸多优点，因而被广泛应用于许多场合，如在测控系统中一些工业自动化的控制系统。在智能化仪器仪表中的应用智能化、数字化系统控制的应用，在机电一体化控制系统中的应用，在智能接口中的应用及人类生活电器控制系统中的应用，甚至超出了计算机控制的领域。但由于其各种缺点因此只在仪表和简单的控制电路上应用。栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。
单片机控制优点：
设计简单，程序编写简单，成本低。
单片机控制优点
速度慢，功能不强，精度低。
综上所述，选择PLC控制系统

第三章 硬件设计
3.1元器件清单
设备名称
型号规格
数量
单位
备注
PLC
FX2N-16MR
1
只
三菱
小型单极短路器
DZ47-63
1
只

单相电源插头
5A
1
只

熔断器底座
RT18-32
3
只

电脑

1
台

熔管
2A
3
只

塔灯
220V 15W
10
只

铜导线
BVR-1.5m㎡
若干
米
双色线
3.2 PLC的选型
3.2.1日本三菱FX2n
FX2n系列PLC的主机成为基本单元，包括CPU、存储器、输入输出口及电源，是PLC的主要部分。为主机备有的扩展其输入输出的扩展单元，扩展模块及特殊功能模块单元扩展单元是用于增加I/O点数的装置，内部设有电源。扩展模块用于增加I/O四谙熟及改变I/O比例，内部无电源，由基本单元一起使用。FX2n系列PLC输入继电器及输出继电器的序号为8进制，其余器件的序号为十进制。从元件的最大序号可以了解可编程序控制器可能 具有某类器件的 最大数量。例如输入继电器的编号范围为X0~X177,为8进制编号，可计算出FX2n系列PLC可能接入的最大输入信号数为18点，这是以CPU所能介入的最大输入信号数量标示的，并不是一台具体的基本单元或扩展安装的输入口的数量。辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。
FX2n系列PLC有基本指令27条；步进梯形指令2条；应用指令 128种，298条。FX2n系列PLC的步进梯形指令是采用步进梯形图编制顺序控制状态转移图程序的指令，它包括STL和 RET两条指令。其中步进梯形指令STL是利用内部状态软元件，在顺序控制程序上进行工序步进控制的指令；返回RET指令是表示状态流程结束用于返回主程序的指令。峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。
3.2.2德国西门子S7
S7-200系列属于整体式小型PLC，用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I/O扩展模块供用户选用，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。
3.2.3美国通用
GE Fanuc PLC 系列90-70 GE Fanuc系列90家族中高性能，大规模的系列 系统机架采用标准的VME 总线结构 可构成完全同步的CPU热备冗余配置 ESD双重化和三重化GMR系统配置 具有梯形图逻辑，C，SFC，STATE LOGIC等多种编程能力 系列90-30 成本低，性能高,易于组态，便于安装可构成同步的CPU热备冗余配置 VersaMax "Six Sigma"品质控制原则 多种诊断功能 活的通讯端口 功能强大的处理器 网络接口和特殊模块 系列90-Micro一体化结构设计 极强的通讯功能 适合低成本的小规模控制场合 ，最具竞争力系列90-30PLC是GE Fanuc系列90 可编程序控制器家族的一员，提供最先进的编程特性，易于组态，便于安装，独有的创新结构开辟了一条最经济的工业控制途径。领先的技术 系列90-30PLC成本低，性能高，能方便地取代从简便的继电器到复杂的中型自动化应用系统场合。几年前需由高档PLC完成的任务现在则由系列90-30来代替。GE Fanuc不断地推出新产品，扩大使用范围，显示了其技术的领先地位，它的CPU具有强大的功能，如内装PID，结构化编程，中断控制，间接寻址及各种功能模块，能完成复杂的操作。另外系列90-30PLC有功能很强的特殊模块可供选择，包括轴定位模块，高速计数器模块，BASIC和C语言协处理器模块及Genius通讯模块。GE Fanuc丰富的开关量I/O和模拟量I/O、简化启动和故障自诊以及容易与其他PLC、计算机集成一体的特性，使您确信，系列90-30是现在与未来PLC的明智选择。 促进与第三方的合作 促进与第三方的合作 为了及时解决用户的需求，GE Fanuc提供第三家工业设备和软件包，合作的结果进一步扩大了系列90-30的能力，通用的产品包括：热电偶、热电阻、步进电机模块、大电流继电器模块。 NATURAL LANGUAGE STATE LOGIC CONTROL为那些在系列90-30编程方面没有经验的用户提供了新的编程方式。有些厂家具有数据采集和控制软件产品，将用系列90-30与个人计算机连机。 这些软件包提供的软件和系列90-30之间的结合天衣无缝，许多操作接口使用SNP通讯协议与具有内装接口的系列90-30进行通讯。则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。
由于各类PLC的 工作原理、控制方法及编程程序语言的差别不太大，所以选择日本三菱公司生产的
∴选用FX2N—16MR型号PLC
3.3灯泡选择
普通白炽灯泡的优缺点，LED灯泡的优缺点

白炽灯
白炽灯又叫做电灯泡，它的工作原理是电流通过灯丝（钨丝，熔点达3000多摄氏度）时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000摄氏度以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红了的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高，发出的光就越亮。故称之为白炽灯。白炽灯发光时，大量的电能将转化为热能，只有极少一部分（可能不到1%，没计算过）可以转化为有用的光能。 胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。
白炽灯发出的光是全色光，但各种色光的成份比例是由发光物质（钨）以及温度决定的。比例不平衡就导致了光的颜色的偏色，所以在白炽灯下物体的颜色不够真实。 鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。
白炽灯的寿命跟灯丝的温度有关，因为温度越高，灯丝就越容易升华。日光灯两端发黑过程是：钨丝的升华直接变成钨气，这些钨气体遇到温度较低的灯管壁又凝华在灯管壁上而发黑的，稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。
当钨丝升华到比较细瘦时，通电后就很容易烧断，从而结束了灯的寿命。所以白炽灯的功率越大。
荧光灯
荧光灯又叫做日光灯，它的工作原理：日光灯管简单的说是个密闭的气体放电管。管內主要气体为氩(argon)气(另包含氖neon或氪krypton)气压约大气的0.3%。另外包含几滴水銀——形成微量的水银蒸汽。水银原子约佔所有气体原子的千分之一的比例。陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。
日光灯管是靠着灯管的汞原子，由气体放电的过程释放出紫外光(主要波長为2537埃=2537×10-10m)。所消耗的电能约60%可以转换为紫外光。其他的能量則转换为热能。沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。
日光灯由灯管內表面的荧光物质吸收紫外光后释放出可見光。不同的荧光物质 会发出不同的可見光。一般紫外光转换为可見光的效率约为40%。因此日光灯的效率约为60%×40%＝24%——大约为相同功率钨丝电灯的两倍。钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。
节能灯
节能灯又叫紧凑型荧光灯(国外简称CFL灯)具有光效高(是普通灯泡的5倍)，节能效果明显，寿命长(是普通灯泡的8倍)，体积小，使用方便等优点。它的工作原理和日光灯基本相同。懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。
节能灯除了白色(冷光)的外，现在还有***（暖光）的。一般来说在同一瓦数之下，一盏节能灯比白炽灯节能80%，平均寿命延长8倍，热辐射仅20%。非严格的情况下，一盏5瓦的节能灯光照可视为等于25瓦的白炽灯，7瓦的节能灯光照约等于40瓦的，9瓦的约等于60瓦的。謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。
LED灯
LED灯（Light Emitting Diode）又叫发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。LED的心脏是一个半导体的晶片，晶片的一端附在一个支架上，一端是负极，另一端连接电源的正极，使整个晶片被环氧树脂封装起来。半导体晶片由三部分组成，一部分是P型半导体，在它里面空穴占主导地位，另一端是N型半导体，在这边主要是电子，中间通常是1至5个周期的量子阱。当电流通过导线作用于这个晶片的时候，电子和空穴就会被推向量子阱，在量子阱内电子跟空穴复合，然后就会以光子的形式发出能量，这就是LED发光的原理。呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。
LED灯具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等诸多优点，LED灯具从室外装饰，工程照明，逐渐发展到家用照明。莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。
综合以上所述最终决定选择LED灯
3.4塔体材料的选择
3.5I/O接线图

第四章 软件设计
4.1流程图
开始
按启动按钮X0
Y0-Y11依次点亮
Y0-Y11全部熄灭
Y0-Y11全部点亮
Y11-Y0依次熄灭
判断是否需要循环
结束
麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。

4.2基本指令介绍
助记符
含义
继电器
备注
LD
常开触点与母线连接
X，Y，M，S，T，C

LDI
常闭触点与母线连接
X，Y，M，S，T，C

LDP
取脉冲上升沿
X，Y，M，S，T，C

LDF
取脉冲下降沿
X，Y，M，S，T，C

AND
常开触点串联连接
X，Y，M，S，T，C

ANI
常闭触点串联连接
X，Y，M，S，T，C

ANDP
与脉冲上升沿
X，Y，M，S，T，C

ANDF
与脉冲下降沿
X，Y，M，S，T，C

OR
常开触点并联连接
X，Y，M，S，T，C

ORI
常闭触点并联连接
X，Y，M，S，T，C

ORP
或脉冲上升沿
X，Y，M，S，T，C

ORF
或脉冲下降沿
X，Y，M，S，T，C

ANB
电路块串联连接
无

ORB
电路块并联连接
无

OUT
线圈驱动
X，Y，M，S，T，C

SET
置位

RST
复位

PLS
上升沿产生脉冲
Y，M

PLF
下降沿产生脉冲
Y，M

MC
主控
Y，M

MCR
主控复位
Y，M