基于PLC的彩灯控制组态王报告

电气工程学院课程设计说明书电气控制与PLC设计题目：基于PLC的彩灯控制系别：电气工程系年级专业：检测一班学号：131203021004学生姓名：黄华健指导教师：金梅教师职称：副教授2电气工程学院《课程设计》任务书课程名称：电气控制与PLC基层教学单位：仪器科学与工程系指导教师：学号131203021004学生姓名黄华健（专业）班级检测1班设计题目基于PLC的彩灯控制设计技术参数1.设计内容见附页（13）2.使用组态王实现上位控制3.公共实践（四层电梯）4.公共实践（邮件分拣）（选作）5.查阅资料（变频器）设计要求采用PLC进行设计。画出系统图，采用梯形图编程，并给出相应的组态控制工程（附主画面）。结合公共实践部分，完成设计说明书。参考资料“电气控制”类图书及论文资料“可编程控制器”类图书及论文资料周次20周应完成内容分析设计要求、查资料、确定方案，设计梯形图、设计上位组态撰写课程设计说明书，答辩指导教师签字基层教学单位主任签字说明：1、此表一式三份，系、学生各一份，报送院教务科一份。2、学生那份任务书要求装订到课程设计报告前面。电气工程学院教务科3摘要：本课题讲述的是如何通过PLC来控制彩灯，并通过组态王进行流程仿真。随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,大中小城市都在进行亮化工程。企业为展现自己的形象和产品,一般都会采用霓虹灯广告屏这种广告手法，所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见。一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多种彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果，大部分是采用霓虹灯。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点，在这我认为PLC最适合去解决这些问题，因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过PLC去控制霓虹灯的。关键词：PLC；彩灯；组态王；梯形图4目录第一章PLC的介绍..........................5第二章组态王介绍..........................6第三章PLC彩灯控制的要求..................8第四章组态王模拟PLC彩灯控制..............9第五章运行结果...........................10第六章结果分析...........................11第七章心得体会...........................12第八章参考文献...........................135第一章PLC的介绍作为离散控制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。PLC是由模仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。6相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内PLC在我国仍将保持高速增长势头。通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。第二章组态王的介绍组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对7现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。1.使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：(1)图形界面的设计(2)构造数据库(3)建立动画连接(4)运行和调试2.使用组态王软件开发具有以下几个特点:(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。(2)该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。3.在采用组态王开发系统编制应用程序过程中要考虑以下三个8方面:(1)图形,是用抽象的图形画面来模拟实际的工业现场和相应的工控设备。(2)数据,就是创建一个具体的数据库,并用此数据库中的变量描述工控对象的各种属性,比如水位、流量等。(3)连接,就是画面上的图素以怎样的动画来模拟现场设备的运行,以及怎样让操作者输入控制设备的指令。第三章PLC彩灯控制的要求任务要求：有红，绿，黄……红，绿，黄顺序布置的12只彩灯，要求按下列内容设计控制方式：1）每0.5s移动一个灯位；2）每次亮1s；3）有一个方式控制开关，选择点亮方法（1）每次只点亮一只灯泡（2）每次点亮连续三只灯泡9第四章组态王模拟PLC彩灯控制画面设计变量设置10程序编辑第五章运行结果11第六章结果分析我们的课题是基于PLC的交通灯控制，我们利用组态王进行了模拟仿真，通过仿真做出了步进梯形图的控制运行效果，结果还是令人满意的达到了要求。虽然做的没有那么好，但是现象正确，编程也有自己的逻辑，所以课程设计符合要求。12第七章心得体会本次PLC课程设计我们采用了分组的形式学习俩个软件，所以我们小组俩个人我学习组态王，另一个成员学习仿真，学会后又互相再教给彼此另一个达到互相学习进步的效果。这次课程设计中我们需要学习没用过的软件，所以需要自己查阅资料，所以我们需要去机房和图书馆查阅，这让我们觉得自己学要学习的东西还有很多，同时发现自己的不足之处。在组态王的软件学习和运用的过程中用到了简单的C语言的知识，帮助了我们对知识的回顾与利用，让我深刻体会了学以致用。课设中我们互相学习，共同进步，让我体会到了团队的重要性。我们一个题目用俩种方法做然后在互相交流，这样的情况下我们用了最短的时间学会了俩种软件，无论是时间还是知识方面对我们都有好处。通过这次课程设计，我学会了运用组态王做简单的程序运行，而且也学会了仿真步进梯形图，虽然我们的PLC控制交通灯的题目很简单，但是我们通过自己的努力做出来心里感觉很满足。也体会到了学习是没有止境的，我们懂得的东西还是太少，学要不断地学习给自己充电。13第八章参考文献1、PLC电气控制技术（第2版）漆汉宏机械工业出版社2、基于PLC控制的彩灯设计及组态仿真徐月兰何德开①苏州工业职业技术学院电子工程系215104江苏苏州；②苏州市人力资源社会保障培训指导中心3、彩灯的PLC控制设计闫丽华（苏州工业职业技术学院电子系，江苏苏州215104）4、基于PLC控制的舞台艺术灯设计张明金（徐州工业职业技术学院电气工程系，江苏徐州221140）