PLC彩灯控制_课程设计[1]

基于PLC的彩灯控制1目录课程设计任务书……………………………………………1引言…………………………………………………………2一PLC的定义及发展…………………………………………3二系统分配……………………………………………………62.1硬件分配图………………………………………………62.2软件分配图………………………………………………7三方案设计…………………………………………………83.1顺序工程图……………………………………………83.2程序运行步骤……………………………………………9四总结…………………………………………………10参考文献……………………………………………………112基于PLC的彩灯控制一、控制要求：系统启动后，L1、L5同时亮0.5s，然后熄灭0.5s；之后L2、L8同时亮0.5s,然后熄灭0.5s；接着L3、L7同时亮0.5s，然后熄灭0.5s；最后L4、L6同时亮0.5s，然后熄灭0.5s，按照此方式循环5次后再逆向闪烁5次，并循环。二、设计任务1.设计出硬件系统的结构图、接线图；2.系统有启动、停止功能；3.运用功能指令进行PLC控制程序设计；4.程序结构与控制功能自行创新设计；5.进行系统调试，实现上述功能。3引言随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。关键词：PLC循环控制4一PLC的定义及发展1.1PLC的定义ProgrammableLogicController简称为PLC，即可编程控制器，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。1.2PLC的的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电气控制装置的要求，第二年，美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称ProgrammableController（PC）。个人计算机（简称PC）发展起来后，为了方便，也为了反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController（PLC），现在，仍常常将PLC简称PC。PLC的定义有许多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.1.3PLC的特点1)高可靠性、抗干扰能力强（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.5（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选。（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大。（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高2)丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块;为了组成工业局部网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。3)配套齐全、功能完善、适用性强PLC发展到今天，已经形成了各种规模的系列化产品，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。4)系统的设计、工作量小、维护方便、容易改造PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。5)体积小、重量轻、能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想设备。6二系统分配2.1硬件分配图2.2软件分配图7对应接口端口注释I0.000启动开关Q0.000L8Q0.101L1Q0.202L2Q0.303L3Q0.404L4Q0.505L5Q0.606L6Q0.707L7T37-T52定时器CO-C1计数器M0.0-M2.2位存储器8三方案设计3.1顺序功能图93.2程序运行步骤经过检测通信以后，通过启动开关I0.0，使电路获得脉冲，M0.1得电，驱动Q0.1/Q0.5获得脉冲，T37获得脉冲开始计时，延迟0.5s以后常开开关变成常闭开关，这时T38获得脉冲，常闭开关变成常开开关T37失电，以此类推至C0处，计数器累计5次循环以后，进入逆向循环，循环1，循环2同理，可至计数器C1处，可得C0和C1共用M2.3，同处一个循环。10第四章总结选定题目后，感觉困难很大。在老师的帮助下，查看了一些资料后，头脑里开始有了设计思路和方向。在设计中走了一些弯路，幸亏在老师的启发指点下，及时改正，发现一个个问题；另外通过钻研课本，请教老师和同学，及时解决每一个问题，最终完成了本次设计。本课程设计是在我的老师吴何畏的悉心指导下完成的。他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，X老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向吴老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。另外，我还要感谢在一起愉快的度过3年的同学们，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。总之，从开始进入课题到设计的顺利完成，师长、同学、朋友给了我太多的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!11参考文献[1].黄惟公，曾盛绰.机械工程测试技术与信号分析[M].重庆：重庆大学出版社.2002.[2].周明德，微机计算机系统原理及应用（第四版）[M].北京：清华大学出版社，2002.[3].邓星钟.机电传动控制（第三版）[M].武汉：华中科技大学出版社.2001.[4].贺哲荣，石帅军.流行PLC实用程序及设计（三菱FX2系列）[M].西安：西安电子科技大学出版社：2006[5].西门子（中国）有限公司.S7-200可编程器系统手册.2005.[6].廖常初.S7-200PLC基础教程[M].北京：机械工业出版社，2006.