52基于PLC的霓虹灯控制系统设计

目录第一章．课程设计任务书..........................................................................1课程设计任务........................................................................................................2课程设计目的.......................................................................................................................3课程设计要求.......................................................................................................................4课程设计内容.......................................................................................................................5课程设计报告要求……………………………………………………………………….6课程设计进度安排………………………………………………………………………..7课程设计考核办法……………………………………………………………………….第二章．PLC的简介..............................................................................................................2.1PLC基本概念............................................................................................................2.2PLC的基本结构........................................................................................................2.3PLC编程语言............................................................................................................2.4PLC的工作原理........................................................................................................第三章．总体设计方案.......................................................................................................4.1控制要求....................................................................................................................4.2设计思路....................................................................................................................4.3PLC外部接线图........................................................................................................4.4I/O分配表................................................................................................................4.5PLC梯形图......................................................................................................................第四章．个人小结..................................................................................................................第五章．参考文献..................................................................................................................第一章．课程设计任务书题目：霓虹灯控制系统的设计一、课程设计任务本课题要求设计一个霓虹灯控制系统，具体指标是：使用实验台上的输出接口单元模块（如下图1所示），自行设计3种醒目有趣的霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换。显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按动启动按钮，就开始按照设计的方式显示，按动停止按钮则全部熄灭。二、课程设计目的通过本次课程设计使学生掌握：1）Step7－Micro/Win32编程软件的使用方法和梯形图、SFC图编程语言的运用；2）实际程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。三、课程设计要求1、采用状态转移图SFC图或经验设计法设计PLC控制程序。2、设计的三种显示方式为：（请自行设计）方式一：方式二：方式三：图1输出接口单元模块四、课程设计内容1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块；2、霓虹灯控制系统设计；3、硬件接线图、程序清单。五、课程设计报告要求报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献。报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案；（3）I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；（4）程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；（5）调试、运行及其结果；3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排周次工作日工作内容第一周1布置课程设计任务，熟悉实验台，查找相关资料2根据设计任务，完成总体设计方案（硬件选型、分配IO点等）3完成硬件接线，编写程序并调试4编写程序并调试5答辩，完成课程设计报告本课题共需一周时间七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、20%、60%。第二章．PLC的简介2.1PLC基本概念早期的可编程控制器乘坐可编程逻辑控制器（programmableLogiccontrollerPLC）,主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PLC。但是为了避免与个人计算机（personalcomputer）的简称混淆，所以讲可编程控制器简称PLC，PLC自1969年美国数据设备公司(DEC)研制出现，现行美国，日本，德国的可编程程序控制器质量优良，功能强大。2.2PLC的结构组成PLC结构多种多样。但其组成的—般原理基本相向，都是以微处理器为核心的结构，其功能的实现不仅基于硬件的作用，更要靠软件的支持．实际上可编程控制器就是一种新型的工业控制计算机。可编程控制器主要由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、输入输出单元(I/O)、电源和编程器等几部分组成，其结构框图如图2-1所示（一）、中央处理单元((CPU)可编程控制器中常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机和双极型位片式微处理器三种类型。通用微处理器〔如8080、8086、80286、80385等〕、单片机〔如8031、8096等〕、位片式微处理器(如AM2900、AM2901、AM2093等)。可编程控制器的档次越高．CPU的位数也越多、运算进度也越快，功能指今越强。FX2系列可编程控制器使用的微处理器是l6位的8096单片机。（二）、存储器可编程控制器配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。系统存储器存放系统管理程序，用户存储器存放用户编制的控制程序。小型可编程控制器的存储器容量—般在8K字节以下。常用的存储器有CMOSRAM和EPROM、EEPROM。CMOSRAM是—种可进行读写操作的随机存储器存放用户程序．生成用户数据区，存放在RAM中的用户程序可方便地修改。CMOSRAM存储器是—种高密度、低功耗、价格便宜的半导体存储器，可用锂电池作备用电源。掉电时，可以有效地保持存储的信息。锂电他的寿命一般为(5—30)年，若经常带负载可维持(2—5)年。EPROM、EEPROM都是只读存储器。往往用这些类型存储器固化系统管理程序和用户程序，EEPROM存储器又可写成E2PROM，它是一种电可擦除可编程的只读存储器．既可按字节进行擦除。又有可整片擦除的功能。（三）、输入输出单元(I/O单元)实际生产过程中的信号电平是多种多样的，外部执行机构所需的电平也是干差万别的，而可编程控制器的CPU所处理的信号只能是标准电平。正是通过输入输出单元实现了这些信号电平的转换。I/O单元实际上是PLC与被控对象间传递输入输出信号的接口部件。I/O单元有良好的电隔离和滤波作用。接到PLC上输入接口的输人器件是各种开关、按钮、传感器等。PLC的各种输出控制器件往往是电磁阀、接触器、继电器，而继电器有交流型和直流型，高电压型和低电压型、电压型和电流型之分。(1)、输入接口电路各种PLC的输入电路大都相同，通常有三种类型：一种是直流(12-24)v输入。另一种是交流(100-120)v、(200-240)V输入，第三种是交直流〔12一24〕V输入。外界输入器件可以是无源触点或者有源传感器的集电极开路的晶体管，这些外部输入器件是通道PLC输人端子与PLC相连的。PLC输人电路中有光耦合器隔离。并设有RC滤波器，用以消除输入触点的抖动和外部噪声干扰。当输入开关闭合时，一次电路中流过电流，输入指示灯亮．光耦合器被激励．三极管从截止状态变为饱和导通状态，这是一个数据输入过程。(2)、输出接口电路PLC的输出有三种形式：继电器输出、晶体管输出、晶闸管输比。通常，PLC的制造厂商为用户提供多种用途的I/O单元。从数据类型上看有开关量和模拟量；从电压等级上看有直流和交流；从速度上看有低速和高速，从点数上看有多种类型；从距离上看可分为本地I/O和远程I/O。远程I/O单元通过电缆与CPU单元连接、可放在距CPU单元数百米远的地力。（四）、电源单元PLC的供电电源是一般市电、也有用直流24v供电的。PLC对电源稳定度要求不高，一般允许电源电压额定值在+10%--15%的范围内波动。PLC内有一个稳压电源用于对PLC的CPU单元和I/O单元供电．小型PLC电源往往和CPU单元合为—体，中大型PLC都有专门电源单元，有些PLC电源部分还有以24vDC输出，用于对外部传感器供电，但电流往往是毫安级。（五）、编程器编程器是PLC的最重要外围设备，利用编程器将用户程序送入PLC的存储器，还可以用编程器检查程序、修改程序；利用编程器还可以监视PLC的工作状态。编程器—般分简易型编程器和智能型编程器，小型PL