基于PLC的彩燈廣告屏控制設(shè)計(jì)

1、所 在 系 信息與機(jī)電工程系 姓 名學(xué) 號 072235089 任 課 老 師專 業(yè) 年 級 電氣工程及其自動化2007級 2011年1月 10 日目錄6.1附錄一：設(shè)計(jì)梯形圖-136.2附錄二：設(shè)計(jì)指令表-18參考文獻(xiàn)-25彩燈廣告屏的PLC控制開始控制彩燈左移計(jì)數(shù)控制彩燈右移計(jì)數(shù)控制彩燈左移計(jì)數(shù)全滅全亮控制彩燈右移計(jì)數(shù)全滅全亮C0計(jì)數(shù)是否滿8秒?C1計(jì)數(shù)是否滿10秒?C2計(jì)數(shù)是否滿8秒?C4計(jì)數(shù)是否滿8秒?C3計(jì)數(shù)是否滿2秒?C5計(jì)數(shù)是否滿20秒?C6計(jì)數(shù)是否滿8秒?C7計(jì)數(shù)是否滿2秒?AnynyynnynnyyAyn是否繼續(xù)循環(huán)?BBnCCyyn結(jié)束圖1 系統(tǒng)工作流程系統(tǒng)啟動后,燈管點(diǎn)亮

2、的順序依次為;1號到2號到3號.8號時(shí)間隔為1S,8根彩燈全亮后,持續(xù)10S,然后按照8號到7號到6號.1號開始順序依次熄滅時(shí)間為1S,燈管全部熄滅后等待2S,再從8號燈管開始按照1號到2號.8號順序依次點(diǎn)亮?xí)r間隔為1S,全部點(diǎn)亮后持續(xù)20S,再按照1號到2號到.8號順序熄滅,時(shí)間為1S,燈管全部熄滅后,等待2S再重新開始上述過程的循環(huán)。整個(gè)工作流程如下圖1表示。(1)廣告屏中間部分有8根彩燈管.從左到右排列,編號1到8號 系統(tǒng)啟動后,燈管點(diǎn)亮的順序依次為;1號到2號到3號.8號時(shí)間隔為1S,8根彩燈全亮后,持續(xù)10S,然后按照8號到7號到6號.1號開始順序依次熄滅時(shí)間為1S,燈管全部熄滅后等

3、待2S,再從8號燈管開始按照1號到2號.8號順序依次點(diǎn)亮?xí)r間隔為1S,全部點(diǎn)亮后持續(xù)20S,再按照1號到2號到.8號順序熄滅,時(shí)間為1S,燈管全部熄滅后,等待2S再重新開始上述過程的循環(huán)；(2)廣告屏四周安裝的24只流水燈4只一組,共分成6組(1-6)系統(tǒng)啟動后按照1-6的順 序,依次亮并循環(huán)時(shí)間隔為1S,18S后,按照6-1的順序,依次點(diǎn)亮并進(jìn)行循環(huán),再按照1-6的順序循環(huán)往復(fù),直至系統(tǒng)停止工作；(3)系統(tǒng)用啟動按鈕和停止按鈕操作,并有單步連續(xù)控制；(4)各個(gè)彩燈的工作電壓均為220V AC。1）.維護(hù)性好PLC有成熟的技術(shù)和完善的質(zhì)量保障體系，因此PLC出故障的可能性很小，其硬件部分在其壽

4、命期內(nèi)基本不需要維護(hù)。PLC是一種長線產(chǎn)品，備品備件都有保障，可維護(hù)性好。2）. 寬輸入電源范圍AC220V規(guī)格在50V能正常工作更擁有500V輸入電源技術(shù)(非必須技術(shù),選配)能適應(yīng)AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各種照明/動力輸入電源規(guī)格 3）.高速率PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而在1M200Mbps之間。遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于撥號上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)上的各種應(yīng)用。4）.PLC的體積小PLC的幾何尺寸都不大。體積小的PLC可以裝入機(jī)器設(shè)備內(nèi)部，使機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊。便于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。5）.低

5、功率消耗輸入有SB1、SB2、SB3、SB4四個(gè)開關(guān)。輸出有HL1、HL2、HL3、HL4、HL5、HL6、HL7、HL8、KM1、KM2、KM3、KM4、KM5、KM6。輸入共4個(gè)點(diǎn)，輸出共14個(gè)點(diǎn)。2.3 PLC的選型根據(jù)輸入輸出的點(diǎn)數(shù)可以選擇西門子S7-200型PLC。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S7-200做出簡要的說明：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化控制需要，下圖展示一臺S7-200 Micro PLC的 CPU22*系列PLC的CPU外型圖，具有緊湊的設(shè)計(jì)

6、、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(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類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。圖2 S7-200 CPU外型圖S7-200 CPU模塊包括一個(gè)中央處理器單元（CPU）、電源以及數(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。l CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。l 輸入和輸出是系統(tǒng)的控制點(diǎn)：輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備（例如傳感器或開關(guān)）中采集信號，輸出部分則控制泵、電機(jī)、以及工業(yè)過程中的其他設(shè)備。l 電源向CPU及其所連接的任何模塊提供電力。l 通訊端口允許將S7

7、-200CPU同編程器或一些設(shè)備連接起來。l 狀態(tài)信號燈顯示了CPU的工作模式（運(yùn)行或停止），本機(jī)的I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來的系統(tǒng)錯(cuò)誤。l 通過擴(kuò)展模塊可以增加CPU的I/O點(diǎn)數(shù)（CPU221不可以擴(kuò)展）。l 通過擴(kuò)展模塊可以提供其通訊功能。l 一些CPU具有內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘，其他CPU需要實(shí)時(shí)時(shí)鐘卡。l EEPROM卡可以存儲CPU程序，也可以將一個(gè)CPU中的程序傳送到另一個(gè)CPU中。l 通過可選的插入式電池盒可延長RAM中的數(shù)據(jù)存儲時(shí)間。下圖展示了一個(gè)基本的S7-200 Micro PLC。它包括一個(gè)S7-200 CPU 模塊，一臺個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC），STEP 7-Micro/WIN32

8、(3.1版)編程軟件，以及一條通訊電纜。圖3 S7-200 Micro PLC系統(tǒng)的組成2）PLC模塊的選擇：采用CPU226的主機(jī)由于實(shí)際控制中，總共有4個(gè)輸入點(diǎn)和14個(gè)輸出點(diǎn)，而CPU226有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)，所以它完全可以滿足條件。下面簡單介紹一下CPU226的主機(jī)：CPU226:本機(jī)集成24輸入/16輸出，I/O共計(jì)40點(diǎn)，與CPU224相比，程序儲存容量增大了一倍，數(shù)據(jù)儲存容量增加到10KB，它有兩個(gè)通信口，通信能力大大增強(qiáng)，它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。I/O地址分配如下表編程元件I/O端子電路器件作用輸入繼電器SB1啟動按鈕SB2停止按鈕SB3步進(jìn)按鈕

9、SB4單步/連續(xù)選擇開關(guān)輸出繼電器HL1彩燈1HL2彩燈2HL3彩燈3HL4彩燈4HL5彩燈5HL6彩燈6HL7彩燈7HL8彩燈8KM1流水燈IKM2流水燈IIKM3流水燈IIIKM4流水燈IVKM5流水燈VQ2.7 KM6流水燈VI3.2 I/O連接圖I/O連接圖如下圖所示圖4 外圍接線圖1KM1KM2KM3KM4KM5KM6HL11HL12HL13HL14HL21HL22HL23HL24HL31HL32HL33HL34HL41HL42HL43HL44HL52HL51HL53HL54HL63HL64HL62HL61200V AV圖5 外圍接線圖2圖6 燈管布局示意圖4.PLC軟件設(shè)計(jì)（分工）

10、1）硬件調(diào)試：接通電源，檢查S7-200 PLC可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。 2）軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進(jìn)行語法的檢查，正確后設(shè)置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器ROM中，進(jìn)行下一步的調(diào)試。 3）運(yùn)行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，打開S7-200 PLC可編程控制器的“RUN”開關(guān)進(jìn)行調(diào)試；觀察運(yùn)行的情況，看是否是隨時(shí)按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運(yùn)行，或者等待100個(gè)脈沖后，系統(tǒng)是否停止運(yùn)行。 根據(jù)以上的調(diào)試情況，本彩燈循環(huán)點(diǎn)亮的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要求。1）調(diào)試的時(shí)候要全面徹底地把調(diào)試時(shí)要的地方改掉。2

11、）其余程序指令按軟件轉(zhuǎn)換來的指令，防止梯形圖編寫程序指令出現(xiàn)錯(cuò)誤。3）在輸入指令的時(shí)候要仔細(xì)，防止不必要的輸入失誤。6.2附錄一：設(shè)計(jì)梯形圖6.2附錄二：設(shè)計(jì)指令表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注釋BEGINNetwork 1 / 啟動/停止/ 網(wǎng)絡(luò)注釋Network 2 / 秒緩沖Network 3 / 彩燈左移,8sO C7CTD C0, 8Network 4 / 全亮10s，共18sO C7CTD C1, 8Network 5 / 彩燈右移，8s，共26sO C7CTD C2, 8Network 6 / 間隔2s，累計(jì)28sO C7CTD C3, 2

12、8Network 7 / 彩燈右移，8s，共36sO C7CTD C4, 36Network 8 / 全亮20s，共56sO C7CTD C5, 56Network 9 / 彩燈左移，8s，64sO C7CTD C6, 64Network 10 / 全滅2s，累計(jì)66sO C7CTD C7, 66Network 11 / 流水燈，18sO C9CTD C8, 18Network 12 / 流水燈，36sO C9CTD C9, 36Network 13 / 彩燈左移初值Network 14 EUNetwork 15 / 彩燈左移，8s后全亮AN C0SHRB M0.2, Q0.0, 8Netwo

13、rk 16 / 彩燈右移初值Network 17 / 彩燈在18-26s右移，8s后全滅A C1AN C2SHRB M0.4, Q0.0, 8Network 18 / 彩燈在56-64s右移，8s后全滅A C5AN C6SHRB M0.4, Q0.0, 8Network 19 / 彩燈右移初值Network 20 / 彩燈在28-36s右移，8次后全亮A C3AN C4SHRB M0.5, Q0.0, 8Network 21 Network 22 / 流水燈左移AN C8SHRB M0.6, Q1.0, 6Network 23 / 流水燈右移AN C8SHRB M0.6, Q1.0, 6END_ORGANIZATION_BLOCKSUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0TITLE=子程序注釋BEGINNetwork