基于PLC的廣告燈設(shè)計(jì)說明

1、建筑工程學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱： 可編程控制技術(shù) 系： 電氣工程系 專 業(yè)： 電氣工程與其自動(dòng)化 班 級(jí)： 電控092 學(xué) 號(hào)： 2009308238 學(xué)生： 何華平 指導(dǎo)教師： 永勝 職 稱： 教 授 2012年7月5日目 錄一 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書3二 設(shè)計(jì)意義7三 設(shè)計(jì)方案7四 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)71 主要選擇的設(shè)備：S7-200PLC72 PLC選型8 3 PLC外圍接線圖9五 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)10六 組態(tài)王設(shè)計(jì) 151 新建工程152 設(shè)置COM1通訊口163 變量設(shè)定164 畫圖175 設(shè)置動(dòng)畫連接過程186模擬調(diào)試 22七 課程設(shè)計(jì)總結(jié) 22八 參考文獻(xiàn)231、 課程任務(wù)書1 設(shè)計(jì)課題廣告招

2、牌燈自動(dòng)閃爍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2 設(shè)計(jì)目的1進(jìn)一步鞏固理論知識(shí)，培養(yǎng)所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力。2掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。3掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的施工設(shè)計(jì)、安裝與調(diào)試方法。4培養(yǎng)查閱圖書資料、工具書的能力。5培養(yǎng)工程繪圖、書寫技術(shù)報(bào)告的能力。3 控制要求設(shè)計(jì)一個(gè)自動(dòng)閃爍廣告牌，其容為“建筑工程學(xué)院”，這八個(gè)字用八個(gè)燈點(diǎn)亮并實(shí)現(xiàn)閃爍。其閃爍要求為：在打開閃爍開關(guān)后，首先是“河”亮1s，接著是“北”字亮1s，再接著是“建”字亮1s，如此至“院”后，“建筑工程學(xué)院”這八個(gè)字以0.6s的周期閃爍3次，然后重新開始，如此循環(huán)進(jìn)行。4 設(shè)計(jì)任務(wù)1簡(jiǎn)述本設(shè)計(jì)的意義。根據(jù)控制要求，制定合

3、理的設(shè)計(jì)方案。2硬件選型并進(jìn)行硬件電路（接口電路）設(shè)計(jì)。3控制程序的設(shè)計(jì)（并加以注釋）。4監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。選擇工業(yè)領(lǐng)域流行的組態(tài)軟件，然后經(jīng)過制作監(jiān)控界面、畫面屬性設(shè)置與與PLC進(jìn)行通信等步驟完成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)（必須要有設(shè)計(jì)過程）。5模擬調(diào)試 6編寫設(shè)備的電氣工作原理說明與其使用說明。5 設(shè)計(jì)時(shí)間安排（共1周）一 時(shí)間安排序號(hào)具 體 容時(shí)間(天)1簡(jiǎn)述本設(shè)計(jì)的意義。根據(jù)控制要求，制定合理的設(shè)計(jì)方案。0.52硬件選型并進(jìn)行硬件電路（接口電路）設(shè)計(jì)13控制程序的設(shè)計(jì)（并加以注釋）。14監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)。15模擬調(diào)試 16編寫設(shè)備的電氣工作原理說明與其使用說明0.56 設(shè)計(jì)參考書1教材可編程控制器應(yīng)用技術(shù)

4、 。2流行PLC實(shí)用程序與設(shè)計(jì)（西門子S7-200系列）。（可到院圖書館借閱）3其它參考書： （可到院圖書館借閱）表二 課 題 說 明課 題一班（54）二班（51）序號(hào)飲料自動(dòng)售貨機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)順序控制設(shè)計(jì)法（專用指令）1 4號(hào)1 4號(hào)1順序控制設(shè)計(jì)法（基本指令）58號(hào)58號(hào)2經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法912號(hào)912號(hào)3霓虹燈閃爍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)序設(shè)計(jì)法1316號(hào)1316號(hào)4順序控制設(shè)計(jì)法（專用指令）1720號(hào)1720號(hào)5順序控制設(shè)計(jì)法（基本指令）2124號(hào)2124號(hào)6循環(huán)指令252825287中斷指令293229328廣告招牌燈自動(dòng)閃爍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)序設(shè)計(jì)法333633369順序控制設(shè)計(jì)法（專用指令）3740

5、374010順序控制設(shè)計(jì)法（基本指令）4144414411循環(huán)指令4548454812中斷指令4954495113表三 輸入、輸出信號(hào)與學(xué)生所能夠使用的I/O端口I0.0一層上呼按鈕Q0.7一層上呼指示燈I0.1二層下呼按鈕Q1.0二層下呼指示燈I0.2二層上呼按鈕Q1.1二層上呼指示燈I0.3三層下呼按鈕Q2.0三層下呼指示燈I0.4三層上呼按鈕Q2.1三層上呼指示燈I0.5四層下呼按鈕Q2.2四層下呼指示燈I0.7四層上呼按鈕Q2.3四層上呼指示燈I1.0五層下呼按鈕Q2.4五層下呼指示燈I1.1五層上呼按鈕Q2.5五層上呼指示燈I1.2六層下呼按鈕Q2.6六層下呼指示燈圖一 電梯模型示意

6、圖2、 本課題的意義 可編程邏輯控制器PLC是自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)，通訊技術(shù)三者結(jié)合的高科技產(chǎn)品，他作為一種通用的工業(yè)自動(dòng)化控制裝置，在工業(yè)控制各個(gè)領(lǐng)域已經(jīng)的到廣泛應(yīng)用。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，廣告的形式也在不斷地發(fā)展提高。廣告的形式和采用的技術(shù)也越來越先進(jìn)。廣告一般有這么幾種：電視廣告中的立體畫面和聲音；廣播電臺(tái)中的聲音宣傳；街頭或商場(chǎng)的大屏幕顯示系統(tǒng)；報(bào)紙雜志上的文字宣傳；街頭巷尾的燈箱廣告。前4種形式接個(gè)較高，顯示的信息量較多，而普通的燈箱廣告畫布上印的宣傳容大多靜止不動(dòng)，傳遞的信息量有限，但價(jià)格便宜。若采用滾動(dòng)的畫布廣告，將多幅畫面組合起來裝在漏天燈箱中，畫布用電機(jī)拖動(dòng)，

7、可以上下移動(dòng)進(jìn)行循環(huán)顯示，信息量大，動(dòng)態(tài)效果好，可以對(duì)多種商品進(jìn)行介紹和宣傳在街頭構(gòu)成一道風(fēng)景線。同時(shí)也適用于大型商場(chǎng)對(duì)商品信息與銷售情況進(jìn)行介紹。畫布可以定期更換，方便不同商品的需要。三、設(shè)計(jì)方案本可設(shè)用基本指令，采用時(shí)序設(shè)計(jì)法，用中間繼電器控制系統(tǒng)的運(yùn)行和停止，采用定時(shí)器接力來控制燈的循環(huán)。四、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)1 主要選擇的設(shè)備：S7-200PLC我們選取的PLC是西門子生產(chǎn)的S7-200.下面對(duì)S7-200做出簡(jiǎn)要的說明：S7-200系列是一類可編程邏輯控制器（Micro PLC）。這一系列產(chǎn)品可以滿足多種多樣的自動(dòng)化控制需要，下圖展示一臺(tái)S7-200 Micro PLC的 CPU22*系列

8、PLC的CPU外型圖，具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以與強(qiáng)大的指令，使得S7-200可以近乎完美地滿足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問題時(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。圖二S7-200 CPU外型圖S7-200 CPU模塊包括一個(gè)中央處理器單元（CPU）、電源以與數(shù)字量I/O點(diǎn)，這些都被集成在一個(gè)緊湊、獨(dú)立的設(shè)備中。2 PLC選型 霓虹燈控制系統(tǒng)有2個(gè)輸入信號(hào)，6個(gè)輸出信號(hào)，本著夠用又不浪費(fèi)，投資盡量少的原則，采用型號(hào)CPU224(14入10出)的小型PLC。該型號(hào)具有14輸入/10輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展到168點(diǎn)

9、數(shù)字量I/O或35路模擬量I/O，6個(gè)獨(dú)立的30kHz高數(shù)計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高數(shù)脈沖輸出，PID控制器，1個(gè)RS-485通訊/編程口，集成了點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口PPI通訊協(xié)議、多點(diǎn)接口MPI通訊協(xié)議和自由口通訊協(xié)議。2.3I/O地址分配表：輸入/輸出的地址分配表如表4.2.表三 PLC程序和組態(tài)王之間的連接與電梯模型的演示關(guān)聯(lián)如下表所示輸入部分輸出部分PLC輸入口電梯模型對(duì)應(yīng)按鈕組態(tài)王監(jiān)控界面PLC輸出口組態(tài)王監(jiān)控界面電梯模型對(duì)應(yīng)指示燈I0.0一層上呼按鈕啟動(dòng)Q1.1河二層上呼指示燈I0.1二層下呼按鈕停止Q2.0北三層下呼指示燈Q2.1建三層上呼指示燈Q2.2筑四層下呼指示燈Q2.3工四層上

10、呼指示燈Q2.4程五層下呼指示燈Q2.5學(xué)五層上呼指示燈Q2.6院六層下呼指示燈3 PLC外圍接線圖圖三PLC外圍接線圖五、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)TITLE=廣告招牌燈自動(dòng)閃爍控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)PLC程序設(shè)計(jì)Network 1 / 啟保停LD I0.0O M0.0O M0.2AN M0.1AN I0.1= M0.0Network 2 / 河 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD M0.0AN T51TON T37, 10Network 3 / 北 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T37TON T38, 10Network 4 / 建 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T38TON T39, 10Network 5 / 筑 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T

11、39TON T40, 10Network 6 / 工 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T40TON T41, 10Network 7 / 程 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T41TON T42, 10Network 8 / 學(xué) 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T42TON T43, 10Network 9 / 院 字亮一秒時(shí)間設(shè)定LD T43TON T44, 10Network 10 / 8個(gè)字同時(shí)亮0.6秒時(shí)間設(shè)定LD T44TON T45, 6Network 11 / 8個(gè)字同時(shí)滅0.6秒時(shí)間設(shè)定LD T45TON T46, 6Network 12 / 8個(gè)字同時(shí)亮0.6秒時(shí)間設(shè)定LD T46TON T47, 6Ne

12、twork 13 / 8個(gè)字同時(shí)滅0.6秒時(shí)間設(shè)定LD T47TON T48, 6Network 14 / 8個(gè)字同時(shí)亮0.6秒時(shí)間設(shè)定LD T48TON T49, 6Network 15 / 8個(gè)字同時(shí)滅0.6秒時(shí)間設(shè)定LD T49TON T50, 6Network 16 / 返回第一個(gè)定時(shí)器循環(huán)上述過程LD T50TON T51, 10Network 17 / 河 字亮滅控制LD M0.0AN T37= Q1.1Network 18 / 北 字亮滅控制LD T37AN T38= Q2.0Network 19 / 建 字亮滅控制LD T38AN T39= Q2.1Network 20 / 筑

13、 字亮滅控制LD T39AN T40= Q2.2Network 21 / 工 字亮滅控制LD T40AN T41= Q2.3Network 22 / 程 字亮滅控制LD T41AN T42= Q2.4Network 23 / 學(xué) 字亮滅控制LD T42AN T43= Q2.5Network 24 / 院 字亮滅控制LD T43AN T44= Q2.6Network 25 / 8個(gè)燈同時(shí)亮LD T44AN T45S Q1.1, 1S Q2.0, 7Network 26 / 8個(gè)燈同時(shí)滅LD T45AN T46R Q1.1, 1R Q2.0, 7Network 27 / 8個(gè)燈同時(shí)亮LD T46A

14、N T47S Q1.1, 1S Q2.0, 7Network 28 / 8個(gè)燈同時(shí)滅LD T47AN T48R Q1.1, 1R Q2.0, 7Network 29 / 8個(gè)燈同時(shí)亮LD T48AN T49S Q1.1, 1S Q2.0, 7Network 30 / 8個(gè)燈同時(shí)滅LD T49AN T50R Q1.1, 1R Q2.0, 7六、組態(tài)王設(shè)計(jì)選擇工業(yè)領(lǐng)域流行的組態(tài)軟件，然后經(jīng)過制作監(jiān)控界面、畫面屬性設(shè)置與與PLC進(jìn)行通信等步驟完成監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1 新建工程進(jìn)入組態(tài)環(huán)境在工程瀏覽器中選擇菜單“工程/新建”，出現(xiàn)“新建工程”對(duì)話框。在對(duì)話框中輸入工程名稱：“霓虹燈設(shè)計(jì)”在工程描述中輸入

15、：工程路徑自動(dòng)指定為當(dāng)前目錄下以工程名稱命名的子目錄。如果你需要更改工程路徑，請(qǐng)單擊“瀏覽”按鈕。 單擊“確定”。組態(tài)王將在工程路徑下生成初始數(shù)據(jù)文件。至此，新項(xiàng)目已經(jīng)可以開始建立了。建立畫面如圖四圖四 新建工程2 設(shè)置COM1通訊口打開建立新的工程，點(diǎn)擊設(shè)備目錄下的COM1在COM1中新建一個(gè)西門子200系列的PLC設(shè)備驅(qū)動(dòng)如圖圖五 設(shè)置通訊口3 變量設(shè)定點(diǎn)擊數(shù)字詞典，打開新建建立如下變量：?jiǎn)?dòng)、停止、河、北、建、筑、工、程、學(xué)、院，其對(duì)應(yīng)寄存器分別為：M0.2、M0.1、Q1.1、Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6。 圖六 變量設(shè)置4 畫圖點(diǎn)擊畫面，打開新

16、，建立如下畫面 圖七 新建畫面5 設(shè)置動(dòng)畫連接過程依次設(shè)置動(dòng)畫連接，將啟動(dòng)、停止、河、北、建、筑、工、程、學(xué)、院與上述變量依次對(duì)應(yīng)。圖組八 動(dòng)畫連接點(diǎn)擊全部存，切換到VIEW狀態(tài)，點(diǎn)擊畫面，選擇打開，進(jìn)入組態(tài)監(jiān)控狀態(tài)。其部分監(jiān)控畫面如下：圖組九 動(dòng)態(tài)演示6模擬調(diào)試 下載編好的PLC程序后，運(yùn)行該程序，從組態(tài)王中打開相應(yīng)的工程，看電梯模型，組態(tài)王監(jiān)視畫面的啟動(dòng)停止按鈕是否正常，電梯模型的指示燈閃爍，組態(tài)王監(jiān)視畫面文字的閃爍是否一致并且是否符合控制要求。七、課設(shè)總結(jié)與心得通過本次課程設(shè)計(jì)，我們進(jìn)一步鞏固了課本理論知識(shí)，熟練掌握了西門子PLC編程軟件的編程方法和修改調(diào)試技巧。培養(yǎng)了所學(xué)理論知識(shí)在實(shí)際中的應(yīng)用能力。再次學(xué)習(xí)和掌握一般電氣設(shè)備電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)