彩灯广告屏的PLC控制方案设计.doc

设 计 题 目 彩灯广告屏PLC控制
所 在 系 信息与机电工程系
姓 名
学 号
任 课 老 师
专 业 年 级 电气工程及其自动化级

1月 10 日
目录
1.任务描述与控制规定阐明----------------------------------1
1.1任务描述--------------------------------------------1
1.2控制规定阐明----------------------------------------2
2.硬件选型------------------------------------------------3
2.1PLC长处-------------------------------------------3
2.2输入输出点数拟定----------------------------------4
2.3PLC选型-------------------------------------------4
2.4硬件配备--------------------------------------------4
3.地址分派及I/O连接图------------------------------------7
3.1地址分派--------------------------------------------7
3.2I/O连接图-------------------------------------------8
3.3灯光布局示意图-------------------------------------10
4.PLC软件设计-------------------------------------------11
5.调试阐明及注意事项-------------------------------------12
5.1调试阐明-------------------------------------------12
5.2注意事项-------------------------------------------12
6.附录---------------------------------------------------13
6.1附录一：设计梯形图----------------------------------13
6.2附录二：设计指令表----------------------------------18
参照文献-------------------------------------------------25

彩灯广告屏PLC控制
1.任务描述与控制规定阐明
开始
控制彩灯左移计数

控制彩灯右移计数

控制彩灯左移计数
全灭
全亮
控制彩灯右移计数
全灭
全亮
C0计数与否满8秒?
C1计数与否满10秒?
C2计数与否满8秒?
C4计数与否满8秒?
C3计数与否满2秒?
C5计数与否满20秒?
C6计数与否满8秒?
C7计数与否满2秒?
A
n
y
n
y
y
n
n
y
n
n
y
y
A
y
n
与否继续循环?
B
B
n
C
C
y
y
n
结束
1.1任务描述
图1 系统工作流程

系统启动后,灯管点亮顺序依次为;1号到2号到3号......8号时间隔为1S,8根彩灯全亮后,持续10S,然后按照8号到7号到6号......1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管所有熄灭后等待2S,再从8号灯管开始按照1号到2号......8号顺序依次点亮时间隔为1S,所有点亮后持续20S,再按照1号到2号到......8号顺序熄灭,时间为1S,灯管所有熄灭后,等待2S再重新开始上述过程循环。整个工作流程如下图1表达。

1.2控制规定阐明
(1)广告屏中间某些有8根彩灯管.从左到右排列,编号1到8号
系统启动后,灯管点亮顺序依次为;1号到2号到3号......8号时间隔为1S,8根彩灯全亮后,持续10S,然后按照8号到7号到6号......1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管所有熄灭后等待2S,再从8号灯管开始按照1号到2号......8号顺序依次点亮时间隔为1S,所有点亮后持续20S,再按照1号到2号到......8号顺序熄灭,时间为1S,灯管所有熄灭后,等待2S再重新开始上述过程循环；
(2)广告屏四周安装24只流水灯4只一组,共提成6组(1-6)系统启动后按照1-6顺 序,依次亮并循环时间隔为1S,18S后,按照6-1顺序,依次点亮并进行循环,再按照1-6顺序循环往复,直至系统停止工作；
(3)系统用启动按钮和停止按钮操作,并有单步\持续控制；
(4)各个彩灯工作电压均为220V AC。
2.硬件选型
2.1PLC长处
1）.维护性好
PLC有成熟技术和完善质量保障体系，因而PLC出故障也许性很小，其硬件某些在其寿命期内基本不需要维护。PLC是一种长线产品，备品备件均有保障，可维护性好。
2）. 宽输入电源范畴
AC220V规格在50V能正常工作更拥有500V输入电源技术(非必要技术,选配)能适应AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各种照明/动力输入电源规格 ，DC输入规格更能做到15V-60V正常工作.适应24V,36V,48V电池供电.超低电源规格 甚至能在DC8-30V电压下工作.适应12V电池供电
3）.高速率
PLC可以提供高速传播。当前，其传播速率依设备厂家不同而在1M－200Mbps之间。远远高于拨号上网和ISDN，比ADSL更快！足以支持既有网络上各种应用。
4）.PLC体积小
PLC几何尺寸都不大。体积小PLC可以装入机器设备内部，使机器构造紧凑。便于实现机电一体化。
5）.低功率消耗
针对电池移动场合直流输入规格,整机消耗仅为24V/6MA 交流工作型功率消耗低到0.1W--0.3W
2.2输入输出点数拟定
输入有SB1、SB2、SB3、SB4四个开关。输出有HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6。输入共4个点，输出共14个点。
2.3 PLC选型
依照输入输出点数可以选取西门子S7-200型PLC。
2.4硬件配备
1）重要选取设备：S7-200PLC
咱们选用PLC是西门子生产S7-200.下面对S7-200做出简要阐明：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各种各样自动化控制需要，下图展示一台S7-200 Micro PLC CPU22*系列PLCCPU外型图，具备紧凑设计、良好扩展性、低便宜格以及强大指令，使得S7-200可以近乎完美地满足小规模控制规定。此外，丰富CPU类型和电压级别使其在解决顾客工业自动化问题时，具备很强适应性。

图2 S7-200 CPU外型图
S7-200 CPU模块涉及一种中央解决器单元（CPU）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一种紧凑、独立设备中。
l CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。
l 输入和输出是系统控制点：输入某些从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号，输出某些则控制泵、电机、以及工业过程中其她设备。
l 电源向CPU及其所连接任何模块提供电力。
l 通讯端口容许将S7-200CPU同编程器或某些设备连接起来。
l 状态信号灯显示了CPU工作模式（运营或停止），本机I/O当前状态，以及检查出来系统错误。
l 通过扩展模块可以增长CPUI/O点数（CPU221不可以扩展）。
l 通过扩展模块可以提供其通讯功能。
l 某些CPU具备内置实时时钟，其她CPU 需要实时时钟卡。
l EEPROM卡可以存储CPU程序，也可以将一种CPU中程序传送到另一种CPU中。
l 通过可选插入式电池盒可延长RAM中数据存储时间。
下图展示了一种基本S7-200 Micro PLC。它涉及一种S7-200 CPU 模块，一台个人计算机（PC），STEP 7-Micro/WIN32(3.1版)编程软件，以及一条通讯电缆。

图3 S7-200 Micro PLC系统构成
2）PLC模块选取：采用CPU226主机
由于实际控制中，总共有4个输入点和14个输出点，而CPU226有24个输入点和16个输出点，因此它完全可以满足条件。
下面简朴简介一下CPU226 主机：
CPU226:本机集成24输入/16输出，I/O共计40点，与CPU224相比，程序储存容量增大了一倍，数据储存容量增长到10KB，它有两个通信口，通信能力大大增强，它可用于点数较多、规定较高小型或中型控制系统。

3.地址分派及I/O连接图
3.1地址分派
I/O地址分派如下表
编程元件
I/O端子
电路器件
作用
输入继电器
I0.0
SB1
启动按钮
I0.1
SB2
停止按钮
I0.2
SB3
步进按钮
I0.3
SB4
单步/持续选取开关
输出继电器
Q0.0
HL1
彩灯1
Q0.1
HL2
彩灯2
Q0.2
HL3
彩灯3
Q0.3
HL4
彩灯4
Q0.4
HL5
彩灯5
Q0.5
HL6
彩灯6
Q2.0
HL7
彩灯7
Q2.1
HL8
彩灯8
Q2.2
KM1
流水灯I
Q2.3
KM2
流水灯II
Q2.4
KM3
流水灯III
Q2.5
KM4
流水灯IV
Q2.6
KM5
流水灯V
Q2.7
KM6
流水灯VI
3.2 I/O连接图
I/O连接图如下图所示

图4 外围接线图1
KM1
KM2
KM3
KM4
KM5
KM6
HL11
HL12
HL13
HL14
HL21
HL22
HL23
HL24
HL31
HL32
HL33
HL34
HL41
HL42
HL43
HL44
HL52
HL51
HL53
HL54
HL63
HL64
HL62
HL61
200V AV

图5 外围接线图2
3.3灯管布局示意图

图6 灯管布局示意图

4.PLC软件设计（分工）

5.调试阐明
5.1调试阐明
1）硬件调试：接通电源，检查S7-200 PLC可编程控制器与否可以正常工作，接头与否接触良好，然后把其与电脑通信口连接。
2）软件调试：按规定输入梯形图，转换成指令表，并进行语法检查，对的后设立对的通信口，将指令读入到指定可编程控制器ROM中，进行下一步调试。
3）运营调试：在硬件调试和软件调试对的基本上，打开S7-200 PLC可编程控制器“RUN”开关进行调试；观测运营状况，看与否是随时按下停止按钮可以停止系统运营，或者等待100个脉冲后，系统与否停止运营。
依照以上调试状况，本彩灯循环点亮PLC控制系统设计符合规定。

5.2注意事项
1）调试时候要全面彻底地把调试时要地方改掉。
2）别的程序指令按软件转换来指令，防止梯形图编写程序指令浮现错误。
3）在输入指令时候要仔细，防止不必要输入失误。

6.附录
6.2附录一：设计梯形图

6.2附录二：设计指令表
ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1
TITLE=程序注释
BEGIN
Network 1 // 启动/停止
// 网络注释
LD I0.0
O M0.0
AN I0.1
= M0.0
Network 2 // 秒缓冲
LD M0.0
A SM0.5
= M0.1
Network 3 // 彩灯左移,8s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C0，8
Network 4 // 全亮10s，共18s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C1，8
Network 5 // 彩灯右移，8s，共26s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C2，8
Network 6 // 间隔2s，合计28s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C3，28
Network 7 // 彩灯右移，8s，共36s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C4，36
Network 8 // 全亮20s，共56s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C5，56
Network 9 // 彩灯左移，8s，64s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C6，64
Network 10 // 全灭2s，合计66s
LD M0.1
LD I0.1
O C7
CTD C7，66
Network 11 // 流水灯，18s
LD M0.1
LD I0.1
O C9
CTD C8，18
Network 12 // 流水灯，36s
LD M0.1
LD I0.1
O C9
CTD C9，36
Network 13 // 彩灯左移初值
LD M0.0
AN Q0.7
= M0.2
Network 14
LD M0.0
A SM0.5
EU
= M0.3
Network 15 // 彩灯左移，8s后全亮
LD M0.3
AN C0
SHRB M0.2，Q0.0，8
Network 16 // 彩灯右移初值
LDN Q0.0
AN Q0.1
AN Q0.2
AN Q0.3
AN Q0.4
AN Q0.5
AN Q0.6
AN Q0.7
= M0.4
Network 17 // 彩灯在18-26s右移，8s后全灭
LD M0.3
A C1
AN C2
SHRB M0.4，Q0.0，8
Network 18 // 彩灯在56-64s右移，8s后全灭
LD M0.3
A C5
AN C6
SHRB M0.4，Q0.0，8
Network 19 // 彩灯右移初值
LD M0.0
AN Q0.0
= M0.5
Network 20 // 彩灯在28-36s右移，8次后全亮
LD M0.3
A C3
AN C4
SHRB M0.5，Q0.0，8
Network 21
LDN Q1.0
AN Q1.1
AN Q1.2
AN Q1.3
AN Q1.4
AN Q1.5
= M0.6
Network 22 // 流水灯左移
LD M0.0
A M0.3
AN C8
SHRB M0.6，Q1.0，6
Network 23 // 流水灯右移
LD M0.0
A M0.3
AN C8
SHRB M0.6，Q1.0，6
END_ORGANIZATION_BLOCK
SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0
TITLE=子程序注释
BEGIN
Network 1 // 网络标题
// 网络注释
END_SUBROUTINE_BLOCK
INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0
TITLE=中断程序注释
BEGIN
Network 1 // 网络标题
// 网络注释
END_INTERRUPT_BLOCK

参照文献
[1]王也仿主编；可编程控制器应用技术；北京；机械工业出版社；.9
[2]夏辛明 黄鸿 高岩编著；可编程控制器技术及应用；北京；北京理工大学出版社；10月
[3]王庭有等编著；可编程控制器原理及应用；北京；国防工业出版社；.1
[4]张万忠 孙晋 编著；可编程控制器入门与应用实例；北京；中华人民共和国电力出版社；