彩灯的PLC控制系统设计

彩灯的PLC控制系统设计（一）I摘要随着社会的不断发展，科技的不断进步，人们生活水平的不断提高，人们不满足于吃饱穿暖，要有更高的精神享受，无论是思想还是视觉，人们都在追求更高的美。特别是在视觉方面，人们不满足于一种光，对物体的周边装饰越来越看重。大家不难看到许多高楼大厦的周围都会有彩灯的装饰。许多节假日，例如：元旦、春节、元宵节等，路边的树、灯柱以及灯盏，都会明显的被彩灯装饰上，不仅渲染了节日的气氛，也可供路人观赏。彩灯的适用范围广，使用方便，实用于家庭、商场、橱窗、舞厅、咖啡厅、公共广场等场所的摆设、装饰、广告、环境净化与美化。本次课程设计正是基于此种情况，其目的为了实现彩灯的多种形式变换。首先确定本次课程设计的I/O分配，然后应用PLC软件选址进行编程，通过串口通讯编译下载，在实验板上进行调试，通过开关、选择按钮控制程序，使彩灯按要求运行，实现彩灯的变换控制。然后在工程组态软件中做出相应视图，将PLC与组态软件相连，最终实现彩灯是实物连线与组态视图同步。关键词：彩灯；PLC；组态彩灯的PLC控制系统设计（一）II目录1、绪论...................................................................12、系统工作原理...........................................................13、系统的硬件配置.........................................................23.1、PLC简介...........................................................23.2、编程元件地址分配...................................................23.2.1、任务一编程要求...............................................33.2.2、任务二编程要求...............................................33.3、输入输出接线图.....................................................34、彩灯控制系统的软件设计.................................................44.1、编程软件介绍.......................................................44.2、系统工作流程图.....................................................54.3、系统程序说明及梯形图...............................................65、彩灯系统的监控界面的设计..............................................125.1组态软件的概述.....................................................125.2设计组态画面.......................................................135.3定义数据词典.......................................................135.4用户界面的制作.....................................................146、程序调试..............................................................157、实验体会..............................................................15参考文献.................................................................16彩灯的PLC控制系统设计（一）11、绪论随着社会的不断发展，科学技术的不断进步，人们已经外观的装饰已经越来越看重，大家不难看到许多高楼大厦的周围都会有彩灯的装饰。许多节假日，例如：元旦、春节、元宵节等，路边的树、灯柱以及灯盏，都会明显的被彩灯装饰上，不仅渲染了节日的气氛，也可供路人观赏。本次课程设计题目彩灯的控制系统也正是在这样的背景下应运而生的。运用所学的可编程控制器的相关知识在实验电路板上实现彩灯的变换控制。2、系统工作原理彩灯控制系统的工作原理如图1所示：图1彩灯控制系统1、按下启动按钮SB1，开始喷泉2、如果选择按钮I0.1未按下，则先一个一个彩灯顺序亮，然后两个两个顺序亮，如此循环。3、如果选择按钮I0.1按下，则先一个一个彩灯顺序亮，然后两个两个顺序亮，然后四个四个顺序亮，如此循环。4、按停止按钮SB2停止。根据控制要求选用西门子S7-200PLC进行编程，用组态王来做监控画面。彩灯的PLC控制系统设计（一）23、系统的硬件配置3.1、PLC简介现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量,多品种，多规格，低成本和高质量的产品，为了满足这一需求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性，可编程序控制器（PLC，ProgrammableLogicController）也正是顺应这一要求出现的，他是以微处理器为基础的通用工业控制装置。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。西门子S7系列PLC体积小、速度快、标准化，具有网络通信能力，功能更强，可靠性更高。S7系列PLC产品可分为微型PLC（如S7-200），小规模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。本次设计采用S7-200。S7-200PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。S7-200系列PLC适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性价比。S7-200系列的出色表现在以下几个方面：极高的可靠性、极丰富的指令集、易于掌握、便捷的操作、丰富的内置集成功能、实时特性、强劲的通讯能力、丰富的扩展模块。3.2、编程元件地址分配根据课设要求确定其I/O分配为表1所示：表1I/O分配输入信号PLC面板信号原件及作用I0.0I0.1I0.2SB1I0.1SB2启动按钮选择按钮停止按钮输出信号PLC面板信号原件及作用Q0.0Q0.1Q0.2Q0.0Q0.1Q0.2彩灯1彩灯2彩灯3彩灯的PLC控制系统设计（一）3Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7彩灯4彩灯5彩灯6彩灯7彩灯83.2.1、任务一编程要求根据系统的控制任务一：按下启动按钮SB1后，开始喷泉，如果选择按钮I0.1未按下，则先一个一个彩灯顺序亮，然后两个两个顺序亮，如此循环。即：1-2-3-4-5-6-7-8-1、2-3、4-5、6-7、8-1-2-3……3.2.2、任务二编程要求根据系统的控制任务二：如果选择按钮I0.1按下，则先一个一个彩灯顺序亮，然后两个两个顺序亮，然后四个四个顺序亮，如此循环。即：1-2-3-4-5-6-7-8-1、2-3、4-5、6-7、8-1、2、3、4-5、6、7、8-1-2-3……3.3、输入输出接线图输入输出接线图如图2所示彩灯的PLC控制系统设计（一）4图2输入输出接线图4、彩灯控制系统的软件设计4.1、编程软件介绍STEP7-Micro/WIN4.0是西门子公司专为SIMATICS7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于Windows的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。STEP7-Micro/WIN32编程软件的基本功能是协助用户完成应用软件的开发，其主要实现以下功能：1）在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时，计算机与PLC断开连接，此时能完成大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。2）在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC直接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。3）在编辑程序的过程中进行语法检查，可以避免一些语法错误和数据类型方面的错误。经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画彩灯的PLC控制系统设计（一）5上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。4）对用户程序进行文档管理，加密处理等。5）设置PLC的工作方式、参数和运行监控等。4.2、系统工作流程图工作流程图如图3所示：图3系统运行流程图彩灯的PLC控制系统设计（一）64.3、系统程序说明及梯形图采用调用子程序的方法来进行选择。给定输入信号后，启动按钮I0.0常开触点接通，由低电位变为高电位，中间继电器M0.0变为高电位并自保持，系统进入子程序1，当给定输入信号后，定时器T37开始定时，因为设定值为24S，给系统一2S的脉冲，当定时器在0S和16S时，彩灯1亮，即Q0.0导通；当定时器在2S和16S时，彩灯2亮，即Q0.1导通；当定时器在4S和18S时，彩灯3亮，即Q0.2导通；当定时器在6S和18S时，彩灯4亮，即Q0.3导通；当定时器在8S和20S时，彩灯5亮，即Q0.4导通；当定时器在10S和20S时，彩灯6亮，即Q0.5导通；当定时器在12S和22S时，彩灯7亮，即Q0.6导通；当定时器在14S和22S时，彩灯8亮，即Q0.7导通；当定时器在24S时完成定时，T37断开，中间继电器M0.0变为高电位并自保持，定时器T37重新定时，以完成循环。当按下选择键I0.1时，中间继电器M0.1变为高电位并自保持，系统进入子程序2，同时Q0.0-Q0.7以及定时器T37全部复位。当给定输入信号后，定时器T38开始定时，因为设定值为28S，给系统一2S的脉冲，当定时器在0S、16S和24S时，彩灯1亮，即Q0.0导通；当定时器在2S、16S和24S时，彩灯2亮，即Q0.1导通；当定时器在4S、18S和24S时，彩灯3亮，即Q0.2导通；当定时器在6S、18S和24S时，彩灯4亮，即Q0.3导通；当定时器在8S、20S和26S时，彩灯5亮，即Q0.4导通；当定时器在10S、20S和26S时，彩灯6亮，即Q0.5导通；当定时器在12S、22S和26S时，彩灯7亮，即Q0.6导通；当定时器在14S、22S和26S时，彩灯8亮，即Q0.7导通；当定时器在28S时完成定时，T38断开，中间继电器M0.1变为高电位并自保持，定时器T38重新定时，以完成循环。当按下停止按钮时，系统停止。实现题目要求中对配料车的控制系统的要求。主程序彩灯的PLC控制系统设计（一）7彩灯的PLC控制系统设计（一）8子程序1彩灯的PLC控制系统设计（一）9子程序2彩灯的PLC控制系统设计（一）10彩灯的PLC控制系统设计（一）11彩灯的PLC控制系统设计（一）125、彩灯系统的监控界面的设计5.1组态软件的概述组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正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