PLC彩燈控制課程設(shè)計

1、基于PLC的彩燈控制目 錄課程設(shè)計任務(wù)書 1引言 2一 PLC的定義及發(fā)展 3二 系統(tǒng)分配 6 2.1 硬件分配圖 6 2.2 軟件分配圖 7三 方案設(shè)計 8 3.1順序工程圖 8 3.2程序運行步驟 9四 總結(jié) 10參考文獻(xiàn) 11一、 控制任務(wù)和要求：1）按下啟動按鈕，彩燈控制裝置開始工作，按下停止按鈕，彩燈控制裝置停止工作；2）彩燈工作方式由狀態(tài)選擇開關(guān)和手動/自動開關(guān)決定；3）當(dāng)手動/自動開關(guān)在手動位置時，彩燈只能按照狀態(tài)選擇開關(guān)設(shè)定的方式運行；當(dāng)手動/自動開關(guān)在自動位置時，彩燈按照狀態(tài)（1）（5）的順序循環(huán)運行。4）狀態(tài)選擇開關(guān)用于選擇彩燈的閃爍圖案，現(xiàn)要求實現(xiàn)以下5種閃爍狀態(tài)：（1）

2、 狀態(tài)選擇開關(guān)在位置1時，按下啟動按鈕后，要求輸出：全亮全滅全亮全滅，間隔時間5秒。20秒后，全滅。如果為手動工作方式，則只在本狀態(tài)內(nèi)循環(huán)；如果為自動工作方式，則進(jìn)入下一個工作狀態(tài)；（2） 狀態(tài)選擇開關(guān)在位置2時，按下啟動按鈕后，要求輸出：4號燈亮，延時2秒后，3號燈亮，再延時2秒后，2號燈亮，又延時2秒后，1號燈亮，18秒后，全滅。如果為手動工作方式，則只在本狀態(tài)內(nèi)循環(huán)。如果為自動工作方式，則進(jìn)入下一個工作狀態(tài)；（3） 狀態(tài)選擇開關(guān)在位置3時，按下啟動按鈕后，要求輸出：1號燈亮，延時2秒后，2號燈亮，再延時2秒后，3號燈亮，又延時2秒后，4號燈亮，18秒后，全滅。如果為手動工作方式，則只在本

3、狀態(tài)內(nèi)循環(huán)。如果為自動工作方式，則進(jìn)入下一個工作狀態(tài)；（4） 狀態(tài)選擇開關(guān)在位置4時，按下啟動按鈕后，要求輸出：1、3號燈同時亮，延時3秒后，2、4號燈同時亮，1、3號燈滅。如此交替運行15秒后，4組燈全亮，30秒后，全滅。如果為手動工作方式，則只在本狀態(tài)內(nèi)循環(huán)。如果為自動工作方式，則進(jìn)入下一個工作狀態(tài)；（5） 狀態(tài)選擇開關(guān)在位置5時，按下啟動按鈕后，要求輸出：按照1、2、3、4的順序，依次間隔2秒亮，然后一起亮。30秒后，按照1、2、3、4的順序，分別延時2秒，依次熄滅。再經(jīng)1秒延時，按照4、3、2、1的順序，依次間隔2秒亮，然后一起亮。再30秒后全滅。如果為手動工作方式，則只在本狀態(tài)內(nèi)循環(huán)

4、。如果為自動工作方式，則返回狀態(tài)1重新循環(huán)二 設(shè)計報告要求：（1）根據(jù)控制要求，進(jìn)行廣告牌彩燈閃爍PLC控制系統(tǒng)設(shè)計，I/O連線圖以及PLC硬件配置電路。（2）根據(jù)控制要求，編制廣告牌彩燈閃爍PLC控制應(yīng)用程序。（3）編寫設(shè)計說明書，內(nèi)容包括： 設(shè)計過程和有關(guān)說明； 基于PLC的廣告牌控制的I/O連線圖； PLC控制程序（梯形圖和指令表），并調(diào)試直至符合要求； 參考資料、參考書和參考手冊； 其他需要說明的問題，例如操作說明書、程序的調(diào)試過程、遇到的問題以及解決方法、對本次設(shè)計的認(rèn)識和建議等。（4）通過系部統(tǒng)一安排的畢業(yè)答辯。引言 隨著社會市場經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和發(fā)展，各種裝飾彩燈、廣告彩燈越來越多

5、地出現(xiàn)在城市中。在大型晚會的現(xiàn)場，彩燈更是成為不可缺少的一道景觀。小型的彩燈多為采用霓虹燈管做成各種各樣和多種色彩的燈管，或是以日光燈、白熾燈作為光源，另配大型廣告語、宣傳畫來達(dá)到效果。這些燈的控制設(shè)備多為數(shù)字電路。而在現(xiàn)代生活中，大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會的燈光布景，由于其變化多、功率大，數(shù)字電路則不能勝任。針對PLC日益得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀，本文介紹PLC在不同變化類型的彩燈控制中的應(yīng)用，燈的亮滅、閃爍時間及流動方向的控制均通過PLC來達(dá)到控制要求。在彩燈的應(yīng)用中，裝飾燈、廣告燈、布景燈的變化多種多樣，但就其工作模式，可分為三種主要類型：長明燈、流水燈及變幻燈。長明燈的特點是只要燈投入工作

6、，負(fù)載即長期接通，一般在彩燈中用以照明或襯托底色，沒有頻繁的動態(tài)切換過程，因此可用開關(guān)直接控制，不需經(jīng)過PLC控制。流水燈負(fù)載變化頻率高，變換速度快，使人有眼花繚亂之感，分為多燈流動、單燈流動等情形。變幻燈則包括字形變化、色彩變化、位置變化等，其主要特點是在整個工作過程中周期性地花樣變化，但頻率不高。流水燈及變幻燈均適宜采用PLC控制。 關(guān)鍵詞：PLC 循環(huán) 控制一 PLC的定義及發(fā)展1.1 PLC的定義 Programmable Logic Controller 簡稱為PLC，即可編程控制器，是指以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。1.2 PLC的的發(fā)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順

7、序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProgrammableController（PC）。個人計算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為ProgrammableLogicController（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。PLC的定義

8、有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為3040%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制

9、領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng).1.3 PLC的特點 1 ) 高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)（1）所有的I/O接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離。（2）各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為1020ms.（3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。（4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。（5）對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。（6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（7）大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高2) 豐富的I/O接口模塊PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，

10、如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。3) 配套齊全、功能完善、適用性強(qiáng)PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信

11、能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 4) 系統(tǒng)的設(shè)計、工作量小、維護(hù)方便、容易改造PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。5) 體積小、重量輕、能耗低以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm ，重量小于150g 耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想設(shè)備。二 系統(tǒng)分配 2.1 硬件分配圖2.2軟件分配圖對應(yīng)接口端口注釋I0.000啟動開關(guān)Q0.000L8Q

12、0.101L1Q0.202L2Q0.303L3Q0.404L4Q0.505L5Q0.606L6Q0.707L7T37-T52定時器CO-C1 計數(shù)器M0.0-M2.2位存儲器三 方案設(shè)計 3.1順序功能圖3.2程序運行步驟經(jīng)過檢測通信以后，通過啟動開關(guān)I0.0，使電路獲得脈沖，M0.1得電，驅(qū)動Q0.1/Q0.5獲得脈沖，T37獲得脈沖開始計時，延遲0.5s以后常開開關(guān)變成常閉開關(guān)，這時T38獲得脈沖，常閉開關(guān)變成常開開關(guān)T37失電，以此類推至C0處，計數(shù)器累計5次循環(huán)以后，進(jìn)入逆向循環(huán)，循環(huán)1，循環(huán)2 同理，可至計數(shù)器C1處，可得C0和C1共用M2.3，同處一個循環(huán)。第四章 總結(jié)選定題目后，

13、感覺困難很大。在老師的幫助下，查看了一些資料后，頭腦里開始有了設(shè)計思路和方向。在設(shè)計中走了一些彎路，幸虧在老師的啟發(fā)指點下，及時改正，發(fā)現(xiàn)一個個問題；另外通過鉆研課本，請教老師和同學(xué)，及時解決每一個問題，最終完成了本次設(shè)計。本課程設(shè)計是在我的老師吳何畏的悉心指導(dǎo)下完成的。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵著我。從課題的選擇到項目的最終完成，X老師都始終給予我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹(jǐn)向吳老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 另外，我還要感謝在一起愉快的度過3年的同學(xué)們，正是由于你們的幫助和支持，我才能克服一個一個的困難和疑惑，直至本文的順利完成。總之，從開始進(jìn)入課題到設(shè)計的順利完成，師長、同學(xué)、朋友給了我太多的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意!參考文獻(xiàn)1. 黃惟公，曾盛綽.機(jī)械工程測試技術(shù)與信號分析M.重慶：重慶大學(xué)出版社.