機電PLC格式及要求

河南機電高等?？茖W(xué)校課程設(shè)計報告書課程名稱： 《機電傳動與控制技術(shù)》課題名稱：霓虹燈廣告屏裝置的 PLC控制系部名稱：機電工程系專業(yè)班級：數(shù)維091姓 名：王衛(wèi)星學(xué) 號：0902181072011年12月8日設(shè)計任務(wù)書設(shè)計目的：設(shè)計一個霓虹燈廣告屏裝置的PLC控制系統(tǒng)。該廣告屏共有8根燈管，每根燈管顯示一個漢字，如下圖所示：設(shè)計要求：1、該廣告屏 8 根燈管亮滅的基本時序為：第 1 根亮→2 亮→3 亮→→第8 根亮，時間間隔為 1s ，全亮后，顯示 3s ，再反過來從 8→7→→1按1s 間隔順序熄滅，全滅后停亮 2s ；再從第8 根開始亮，順序點亮 7→6→→1，時間間隔 1s ，顯示 5s ，再從 1→2→→

8

按

1s

間隔順序熄滅，全滅后停亮

2s

，然后重復(fù)運行，周而復(fù)始。1、在基本時序外，根據(jù)自己的想象，設(shè)計該廣告屏 8 根燈管亮滅的其它形式的顯示時序。附加時序可加在基本時序后，也可穿插在基本時序中。3、論文采用A4紙，在“頁面設(shè)置/頁邊距”中設(shè)置參數(shù)為：上 3cm，下3cm，左3cm，右3cm，裝訂0cm。在“頁面設(shè)置/文檔網(wǎng)格”中設(shè)置“只指定行網(wǎng)格”和每頁“33”行。4、正文字號和字體：漢字：各章標題和目錄、摘要、謝辭、參考文獻、附錄等部分的標題用小3號黑體；各節(jié)標題用4號黑體；各條標題、各款標題用小4號黑體，正文段落文字小4號宋體；圖題和表題用5號宋體，表格內(nèi)和插圖中的文字一般用5號宋體，根據(jù)需要在保證清楚的前提下也可用更小號的字體；頁眉和頁碼用小 5號字。英文：英文字體和數(shù)字采用 TIMESNEWROMAR字體，與中文混排的英文字體應(yīng)與周圍的漢字大小一致。一、設(shè)計方案；二、硬件電路設(shè)計、I/O地址分配；三、軟件設(shè)計；四、程序調(diào)試；五、心得體會附錄1、參考文獻附錄2、程序清單基于PLC的廣告燈控制設(shè)計摘要：隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展，可編程控制器技術(shù)已經(jīng)進入一個嶄新的時代，其應(yīng)用越來越廣。廣告燈做為一種現(xiàn)代化的工具，與人們的日常生活緊密相關(guān)，隨著人們對其要求的提高，廣告燈燈光控制得到了快速發(fā)展，其邏輯控制已由可編程控制器代替原來的繼電器控制。本文采用可編程邏輯控制器（PLC）對廣告燈進行控制，通過合理的選擇和設(shè)計，提高了廣告燈的控制水平，并改善了廣告燈燈光控制的可靠性，使廣告燈控制達到了較為理想的控制結(jié)果。關(guān)鍵字：可編程控制器（PLC）、廣告燈、自動控制。113PLC3PLC44PLC4PLC7PLC8910101011PLC I/O 11PLC 13PLC 14PLC1517181920PLCProgrammableLogicControllerPLCPLCPLC國際電工委員會（IEC）在1985年的PLC標準草案第 3稿中，對PLC作出如下定義：“可編程序控制器是一種數(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儲器，用來在其每部存儲執(zhí)行邏輯運算、順許控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌湓O(shè)備，都應(yīng)按照易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！笨梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中， PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供應(yīng)用平臺，同時還為 PLC可靠運行及信息與信息轉(zhuǎn)換進行必要的公共處理，用戶程序由用戶自己設(shè)計，這樣可以滿足大多數(shù)用戶的需要。二、選題意義及 PLC型號的選擇及介紹（一）、選題意義隨著改革的不斷深入 ,社會主義市場經(jīng)濟的不斷繁榮和發(fā)展 ,大中小城市都在進行亮化工程。企業(yè)為宣傳自己企業(yè)的形象和產(chǎn)品,均采用廣告手法之一:霓虹燈廣告屏來實現(xiàn)這一目的.當我們夜晚走在大街上,馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告均可以見到,一種是采用霓虹燈管做成的各種形狀和多中彩色的燈管 ,另一種為日光等管或白熾燈管作為光源,另配大型廣告語或宣傳畫來達到宣傳的效果。這些燈的亮滅,閃爍時間及流動方向等均可以通過PLC來達到控制的要求.選擇這個題目作為畢業(yè)設(shè)計，即能通過設(shè)計熟悉學(xué)習(xí)過的 PLC知識，還能提高自己的設(shè)計能力，并且 PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。 PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的。在一定程度上提高自己以后在找工作的成功率。所以我選擇了這個題目。（二）、PLC型號的選擇隨著 PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟指標有著重要意義。PLC的選擇主要應(yīng)從 PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：1、合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個I／O點的平均價格比模塊式的便宜，且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴展靈活方便,在I／O點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。2、安裝方式的選擇PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠程 I／O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠程 I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠程 I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠程 I／O電源；多臺

PLC

聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型

PLC，但必須要附加通訊模塊。3、相應(yīng)的功能要求一般小型(低檔)PLC具有邏輯運算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶／D和D／A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強

A型低檔PLC。對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn) PID運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。4、響應(yīng)速度要求PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器，不同檔次 PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速I／O處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。5、系統(tǒng)可靠性的要求對于一般系統(tǒng) PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。6、機型盡量統(tǒng)一一個企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題：①機型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。②機型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。③機型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計算機后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。（三）、PLC的功能1、為了大量實際應(yīng)用而開發(fā)的的特殊功能開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要——模擬 I/O，高速計數(shù)器。定位控制達到 16軸，脈沖串輸出或為 J和K型熱電偶或Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。對于每個 FX2n主單元可配置總計達 8個特殊功能模塊。連接到世界上最流行的開放式網(wǎng)絡(luò)CC-Link,ProfibusDP和DeveiceNet或者采用傳感器層次的網(wǎng)絡(luò)解決你的通信需要。2、其他功能內(nèi)置式24V直流電源 24V、400mA可用于外圍設(shè)備，如傳感器或其他元件?？焖贁嚅_端子塊因為采用了優(yōu)良的可維護性快速斷開端子塊，即使接著電纜也可以更換單元。時鐘功能和小時表功能在所有的FX2nPLC中都有實時時鐘標準，時間設(shè)置和比較指令易于操作，小時表功能對過程跟蹤和機器維護提供了又價值的信息。持續(xù)掃描功能 為應(yīng)用所需求的持續(xù)掃描時間定義操作周期。輸入濾波器調(diào)節(jié)功能可以用輸入濾波器平整輸入信號（在基本單元中0X000-0X017）。注解記錄功能 元件注解可以記錄在程序寄存器中。在線程序編輯 在線改變程序不會損失工作時間或停止操作。RUN/STOP開關(guān) 面板上運行/停止開關(guān)易于操作。遠程維護 遠處的編程軟件可以調(diào)制解調(diào)器通信來監(jiān)測、下載和卸載程序數(shù)據(jù)。密碼保護 使用一個八位數(shù)字密碼來保護您的程序。（四）、PLC的特點可靠性高，抗干擾能力強為了限制故障的發(fā)生或者在發(fā)生故障時，能很快查出故障發(fā)生點，并將故障限制在局部，各PC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給出出錯信息，停止運行等待修復(fù)外，還使PC具有了很強的抗干擾能力。通用性強，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。功能強，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺生產(chǎn)機械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個生產(chǎn)過程。編程簡單，容易掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。 PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言 然后執(zhí)行PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時間要長一些，但對于大多數(shù)機電控制設(shè)備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計及施工的工作量由于PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。同時，PLC的用戶程序可以在實驗室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。體積小、重量輕、功耗低、維護方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于 PLC的強抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。三、系統(tǒng)所需硬件及注意事項1、系統(tǒng)所需硬件在本篇論文中我制作的廣告燈主要用到的硬件有 LED玻璃管、PLC、電極頭、導(dǎo)線。 LED玻璃燈管的作用是當接通電源時，燈管發(fā)出的不同顏色形成不同的圖案，起到照明作用。PLC的作用是存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造周期大為縮短，同時維護起來極為容易。電極頭的作用是焊接作用。導(dǎo)線起著連接電路的作用。2、注意事項①廣告霓虹燈屬于高壓用電產(chǎn)品，通常電壓在 15000V，電流較低，一般在0.03至0.8A左右。②廣告霓虹燈為冷陰極燈，使用過程中，不會產(chǎn)生過高的熱量。③廣告霓虹燈燈管常用的規(guī)格有直徑 6、8、9、12、15毫M。④廣告霓虹燈有些品牌在特殊的情況下會產(chǎn)生明火，甚至使用滅火器也難以撲滅，此時，只需要斷開電源即可。⑤廣告霓虹燈變壓器有電子，電感變壓器，電子變壓器通常為2M、6M、8M、12M之分。電感為12M負載。第二章 總體設(shè)計一、控制要求本控制系統(tǒng)只要是用于控制廣告燈按順序閃爍。能讓你在不用人控制的情況下，進行燈的自動閃爍，達到宣傳的目的。二、主要內(nèi)容用PLC控制一個自動閃爍的廣告牌，其內(nèi)容為“湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎您”，這13個字用13個燈點亮并實現(xiàn)閃爍。其閃爍要求為：在打開閃爍開關(guān)后，首先“湖”字亮1S，接著“南”字亮1S，以此類推，至“您”字亮1S后，“湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎您”這13個字以0.6S的周期閃爍3次，然后又是“湖”字亮1S如此循環(huán)進行。如表1，所示：燈號步序1234567891011 12 13HL1 亮HL2 亮HL3 亮HL4 亮HL5 亮HL6 亮HL7 亮HL8 亮HL9 亮HL10 亮HL11 亮HL12亮HL13亮表1“湖南信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎您”閃爍表三、硬件設(shè)計（一）、

PLC

的型號及

I/O

分配口由于在本篇論文所設(shè)計的廣告燈中共有13個端口輸出，并且采用交流電，所以我選擇用三菱FX2N-48MR-001。FX2N-48MR-001的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入繼電器有24點，輸出繼電器有24點。電源電壓為AC100-240V，頻率為50/60Hz?！昂闲畔⒙殬I(yè)技術(shù)學(xué)院歡迎您”字牌閃爍PLC控制輸入輸出點分配表見表2輸入信號輸出信號名稱代號輸入點編號名稱代號輸入點編號啟動按鈕SB1X0“湖”字彩燈HL1Y0停止按鈕SB2X1“南”字彩燈HL2Y1“信”字彩燈HL3Y2“息”字彩燈HL4Y3“職”字彩燈HL5Y4“業(yè)”字彩燈HL6Y5“技”字彩燈HL7Y6“術(shù)”字彩燈HL8Y7“學(xué)”字彩燈HL9Y10“院”字彩燈HL10Y11“歡”字彩燈HL11Y12“迎”字彩燈HL12Y13“您”字彩燈HL13Y14表2字牌閃爍PLC輸入輸出點分配表（二）、PLC的控制接線圖廣告自動閃爍燈三菱 FX2N系列PLC控制接線圖 如圖1所示。圖1PLC控制接線圖四、PLC控制梯形圖廣告自動閃爍燈三菱FX2N系列PLC控制梯形圖如圖2所示。圖2PLC控制梯形圖五、PLC控制指令表廣告自動閃爍燈三菱 FX2N系列PLC控制指令表0 LD X0001 OR M02 ANI X0013 OUT M04 LD MO5 ANI T16 OUT T0 K59LDT110PLSM112LDM013ANIM314ANIM415ANIM516ANIM617ANIM718ANIM819ANIM920ANIM1021ANIM1122ANIM1223ANIM1324ANIM1425ANIM1526OUTM227LDM128ANIM1529SFTLM2M3K13K138LDM239ORT240OUTY00041LDM342ORT243OUTY00144LDM445ORT246OUTY00247LDM548ORT249OUTY00350LDM651ORT252OUTY00453LDM754ORT255OUTY00556LDM857ORT258OUTY00659LDM960ORT261OUTY00762LDM1063ORT264OUTY01065LDM1166ORT267OUTY01168LDM1269ORT270OUTY01271LDM1372ORT273OUTY01374LDM1475ORT276OUTY01477LDM1578ANIT379OUTT2K382LDT283OUTT3K386LDT387OUTC0K390LDC091ZRSTM3M1596END六、調(diào)試與完善將各個輸入輸出端子和實際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。廣告燈的程序是由三菱 PLC編程軟件 GX-DEVELOPER7編制完成，正常工作時程序存放在存儲卡中，若要修改程序，先將 PLC設(shè)定在STOP狀態(tài)下，運行三菱 PLC編程軟件GX-DEVELOPER7編程軟件，打開廣告燈的程序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進行調(diào)試。廣告燈的程序也可以采用步進指令進行編寫。整個程序的設(shè)計充分體現(xiàn)了定時器在可編程控制器中的重要作用。總結(jié)與體會經(jīng)過這次的課