霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试.docx
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霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试
现代控制技术及PLC控制课程设计
姓名
学号
班级机电班
院别河北建筑工程学院
指导教师
2013年7月5日
第一章引言………………………………………………………………………3
第二章系统总体方案设计……………………………………………………4
2.1系统硬件配置及组成原理…………………………………………………4
2.2系统变量定义及分配表……………………………………………………4
2.3系统接线图设计……………………………………………………………6
2.4系统可靠性设计……………………………………………………………7
第三章控制系统设计…………………………………………………………7
3.1控制程序流程图设计……………………………………………………7
3.2控制程序时序图设计………………………………………………………7
3.3控制程序设计思路………………………………………………………7
第四章程序设计、调试及结果分析…………………………………………7
4.1梯形图语句表………………………………………………………………7
4.2调试说明……………………………………………………………………37
4.3调试要求…………………………………………………………………37
4.4确定程序…………………………………………………………………38
结束语…………………………………………………………………38
参考文献………………………………………………………………39
第一章引言
1.课程设计内容和要求
该广告屏由8根灯管和24只流水灯组成,每4只流水灯为一组,如图1所示:
图1霓虹灯广告屏示意图
2.控制要求
(1)该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为:
第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮,时间间隔为1s,全亮后,显示10s,再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭,全灭后停亮2s;再从第8根开始亮,顺序点亮7→6→……→1,时间间隔1s,显示5s,再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭,全灭后停亮2s,然后重复运行,周而复始。
(2)24只流水灯,4个一组分成6组,从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动,且点亮时每相隔1灯为亮,即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮,同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮,同时Ⅱ“⑤、⑦”灭……,如此移动一段时间(如30s)后,再反过来移动一段时间:
Ⅵ“(24)(22)”亮→Ⅴ“(20)(18)”亮,同时Ⅵ“(24)(22)”灭,……如此循环往复。
(3)系统有单步/连续控制,有起动和停止按钮。
(4)起动时,灯管和流水灯能同时起动,关闭时,可同时也可分别关闭。
(5)要求有移位指令的应用。
3.总体设计思路
通过分析本课程设计的控制要求,进而确定PLC的I/O接口的数目、选择合适的PLC型号和扩展模块、选择合适的流程并绘制流程图、根据流程图设计梯形图、编写程序并调试程序、修改不合理程序、并最终确定程序。
从而实现控制8个霓虹灯和周围的24流水灯的有规律的闪烁。
第2章系统总体方案设计
2.1系统硬件配置及组成原理(要有系统组成图)
根据要求,8个长灯管分别单独控制,24个流水灯每两个一组进行控制。
八个长灯管用到8个输出,24个流水灯每两个一组公用一个输出,所以流水灯共用到12个输出,整个控制程序一共用到20个输出。
选择PLC:
西门子S7-200本身自带16个输出口在加上一个扩展模块EM223的8个输出口,一个有24个输出口,因此可以实现要求。
硬件的配置主要有:
电源;西门子S7-200PLC和扩展模块EM223;8个长灯管;24个流水灯;足够数量的导线。
(1)电源:
普通用电电压交流220V
(2)长灯管:
8个适合本广告屏使用的长灯管,所需电压为交流220V
(3)流水灯:
24个适合本广告屏使用的流水灯,所需电压为交流220V
(4)PLC:
西门子S7-200CPU226PLC一个,EM223DI8/DO8*DC24V/继电器扩展模块一个
(5)各类导线及开关:
若干
系统组成图
2.2系统变量定义及分配表
经估算并最终确定输入口为7个、输出口为20个。
其中
(1)输入口:
包括1个启动按钮SB1,1个总停止按钮SB2,1个长灯管单独停止按钮SB3,1个流水灯单独停止按钮SB4,1个单步控制按钮SB5,以及一个两个点位的转化开关SA。
(2)输出口:
包括控制8个长灯管的8个输出口,控制24个流水灯的12个输出口(流水灯每两个一组为一个输出口)。
I/O分配表如图表1
表1I/O分配表
编程元件
I/O端子
电路器件
作用
输入继电器
I0.0
SB1
总启动按钮
I0.1
SB2
总停止按钮
I0.2
SB3
长灯管单独关闭按钮
I0.3
SB4
流水灯单独关闭按钮
I0.4
SB5
单步控制按钮
I0.5
SA点位1
转换开关/连续控制
I0.6
SA点位2
转换开关/单步控制
输出电器
Q0.0
HL1
灯管1
Q0.1
HL2
灯管2
Q0.2
HL3
灯管3
Q0.3
HL4
灯管4
Q0.4
HL5
灯管5
Q0.5
HL6
灯管6
Q0.6
HL7
灯管7
Q0.7
HL8
灯管8
Q1.0
HL9和HL10
流水灯1和3
Q1.1
HL11和HL12
流水灯5和7
Q1.2
HL13和HL14
流水灯9和11
Q1.3
HL15和HL16
流水灯13和15
Q1.4
HL17和HL18
流水灯17和19
Q1.5
HL19和HL20
流水灯21和23
Q2.0
HL21和HL22
流水灯24和22
Q2.1
HL23和HL24
流水灯20和18
Q2.2
HL25和HL26
流水灯16和14
Q2.3
HL27和HL28
流水灯12和10
Q2.4
HL29和HL30
流水灯8和6
Q2.5
HL31和HL32
流水灯4和2
2.3系统接线图设计
根据需要选择西门子S7-200CPU226PLC和扩展模块EM223DI8/DO8*DC24V/继电器.I/O接线图如附图所示
2.4系统可靠性设计
PLC包括中央处理器、主机箱、扩展机箱及相关网络和外部设备。
工作现场的设备很多,每个设备都相互关联,其中任何一个设备出了问题都会影响系统的正常工作。
我做的课程设计中存在的可靠性的影响因素主要有:
工作时外部的电磁辐射的干扰,包括自身电源的干扰,其他设备的电磁干扰,信号线引入的干扰,接地系统的混乱的信号干扰等等。
这些都是影响系统可靠性的因素。
干扰的形成需要同时具备三个要素:
干扰源、耦合通道、对干扰敏感的受扰体。
因此提高系统可靠性的方法就是抑制干扰源、破坏耦合通道、提高敏感元件的抗干扰能力。
具体方法有:
用隔离性能较好的隔离变压器;在信号输入输出中采用数字传感器、进行电气隔离;完善接地系统:
地线系统合理布置、接地线加粗减小接地阻抗。
第三章控制系统设计
3.1控制程序流程图设计
见下:
连续控制流程图和单步控制流程图
3.2控制程序时序图设计
3.3控制程序设计思路
(1)单步/连续控制的实现
为实现单步和连续控制,使用了单步的常开开关来常开单步控制软件部分,只有当单步常开开关闭合时,才能使后面的单步控制程序运行。
同样使用了连续的常开开关来常开连续控制软件部分,只有当连续常开开关闭合时,才能使后面的连续控制程序运行。
(2)连续控制的设计
设计连续控制时,使用了顺序控制程序和移位指令,并用定时器来实现定时
和跳转。
在连续控制时,同时启动长灯管和流水灯。
在长灯管程序前加上自锁程序,当单独直接关闭长灯管时,长灯管熄灭并初始化长灯管程序。
同样在流水灯程序前加上其自锁程序,当单独关闭流水灯时,流水灯熄灭并初始化流水灯程序。
(3)单步程序的设计
设计单步程序时用到了计数器、移位指令和比较指令。
当转换开关放到单步时,每按一次单步按钮,计数器加1。
同时使用比较指令,把计数器的当前值和设定值进行比较。
通过计数器当前值的大小来顺序控制灯管和流水灯的亮灭。
第四章程序设计、调试及结果分析
4.1程序设计
见梯形图
连续控制流程图:
单步控制流程图
梯形图:
语句表:
ORGANIZATION_BLOCK主程序:
OB1
TITLE=
BEGIN
Network1
//连续控制时,总开启与总关闭
LDI0.0
OM0.2
AI0.5
ANI0.1
=M0.2
Network2
//连续控制时,开启灯管和流水灯点亮
LDM0.2
EU
=M0.3
Network3
//连续控制时,单独关闭灯管或者流水灯
LDM0.2
LPS
LDM0.3
OM0.0
ALD
ANI0.2
=M0.0
LPP
LDM0.3
OM0.1
ALD
ANI0.3
=M0.1
Network4
//连续控制时,停止灯管运行的同时,复位控制灯管的输出和顺序控制
LDM0.2
AI0.2
RQ0.0,8
RS0.1,8
Network5
//连续控制时,停止流水灯运行的同时,复位控制流水灯的输出和顺序控制
LDM0.2
AI0.3
RQ1.0,8
RQ2.0,8
RS2.0,8
Network6
//全停时复位全部输出和S0.0
LDI0.1
RQ0.0,24
SS0.0,1
Network7
//连续控制时,接通时置位S0.0
LDSM0.1
SS0.0,1
Network8
LSCRS0.0
Network9
//分别跳转到S0.1和S2.0
LDM0.2
LPS
AM0.0
SCRTS0.1
LPP
AM0.1
SCRTS2.0
Network10
SCRE
Network11
//连续控制时,灯管控制程序S0.1到S1.0
LSCRS0.1
Network12
//连续控制时,灯管从1到8顺序点亮,用时8s
LDM0.0
LPS
TONT37,80
EU
MOVW0,VW0
LPP
ANSM0.5
EU
+I1,VW0
MOVBVB1,QB0
SLBVB1,1
Network13
//8s后跳转到S0.2
LDT37
SCRTS0.2
Network14
SCRE
Network15
LSCRS0.2
Network16
//全亮并保持10s
LDM0.0
TONT38,100
Network17
//10s后跳转到S0.3
LDT38
SCRTS0.3
Network18
SCRE
Network19
LSCRS0.3
Network20
//连续控制时,灯管从8到1顺序熄灭,用时8s
LDM0.0
TONT39,80
ASM0.5
EU
SRBQB0,1
Network21
//8s后跳转到S0.4
LDT39
SCRTS0.4
Network22
SCRE
Network23
LSCRS0.4
Network24
//全熄灭后保持2s
LDM0.0
TONT40,20
Network25
//2s后跳转到S0.5
LDT40
SCRTS0.5
Network26
SCRE
Network27
LSCRS0.5
Network28
//连续控制时,灯管从8到1顺序点亮,用时8s
LDM0.0
LPS
TONT41,80
EU
MOVW0,VW0
LPP
ASM0.5
EU
+I1,VW0
RRBVB1,1
MOVBVB1,QB0
Network29
//8s后跳转到S0.6
LDT41
SCRTS0.6
Network30
SCRE
Network31
LSCRS0.6
Network32
//全亮后保持5s
LDM0.0
TONT42,50
Network33
//5s后跳转到S0.7
LDT42
SCRTS0.7
Network34
SCRE
Network35
LSCRS0.7
Network36
//连续控制时,灯管从1到8依次熄灭,用时8s
LDM0.0
TONT43,80
ASM0.5
EU
SLBQB0,1
Network37
//8s后跳转到S1.0
LDT43
SCRTS1.0
Network38
SCRE
Network39
LSCRS1.0
Network40
//全熄灭后保持2s
LDM0.0
TONT44,20
Network41
//2s后跳转到S0.1
LDT44
SCRTS0.1
Network42
SCRE
Network43
//连续控制时,流水灯控制程序S2.0到S2.5
LSCRS2.0
Network44
//连续控制时,流水灯①③到⑤⑦等第一次循环控制
LDM0.1
LPS
TONT50,60
EU
MOVB128,QB1
LPP
ANSM0.5
EU
RLBQB1,1
Network45
//跳转到S2.1并复位QB1
LDT50
SCRTS2.1
RQ1.0,8
Network46
SCRE
Network47
LSCRS2.1
Network48
//连续控制时,流水灯①③到⑤⑦等第二次循环控制
LDM0.1
LPS
TONT51,60
EU
MOVB128,QB1
LPP
ANSM0.5
EU
RLBQB1,1
Network49
//跳转到S2.2并复位QB1
LDT51
SCRTS2.2
RQ1.0,8
Network50
SCRE
Network51
LSCRS2.2
Network52
//连续控制时,流水灯①③到⑤⑦等第三次循环控制
LDM0.1
LPS
TONT52,60
EU
MOVB128,QB1
LPP
ANSM0.5
EU
RLBQB1,1
Network53
//跳转到S2.3并复位QB1
LDT52
SCRTS2.3
RQ1.0,8
Network54
SCRE
Network55
LSCRS2.3
Network56
//连续控制时,流水灯(24)(22)到(20)(18)等第一次循环控制
LDM0.1
LPS
TONT53,60
EU
MOVB128,QB2
LPP
ASM0.5
EU
RLBQB2,1
Network57
//跳转到S2.4并复位QB2
LDT53
SCRTS2.4
RQ2.0,8
Network58
SCRE
Network59
LSCRS2.4
Network60
//连续控制时,流水灯(24)(22)到(20)(18)等第二次循环控制
LDM0.1
LPS
TONT54,60
EU
MOVB128,QB2
LPP
ASM0.5
EU
RLBQB2,1
Network61
//跳转到S2.5并复位QB2
LDT54
SCRTS2.5
RQ2.0,7
Network62
SCRE
Network63
LSCRS2.5
Network64
//连续控制时,流水灯(24)(22)到(20)(18)等第三次循环控制
LDM0.1
LPS
TONT55,60
EU
MOVB128,QB2
LPP
ASM0.5
EU
RLBQB2,1
Network65
//跳转到S2.0并复位QB2
LDT55
SCRTS2.0
RQ2.0,8
Network66
SCRE
Network67//单步控制程序
//单步控制时,启动和关闭
LDI0.0
OM1.0
AI0.6
ANI0.1
=M1.0
Network68
//关闭或者单步到终点时复位QB0、QB1和QB2
LDM1.0
LPS
LDI0.1
OC1
ALD
EU
RQ0.0,24
LPP
AI0.6
ED
RQ0.0,24
RC1,1
Network69
//C1计数器用于单步控制
LDM1.0
AI0.4
EU
LDM1.0
LDI0.1
OC1
ALD
EU
CTUC1,69
Network70
//单步控制时,灯管1到8顺序点亮
LDM1.0
LPS
AW=C1,1
EU
MOVW0,VW0
LPP
AI0.4
AW>=C1,1
AW<=C1,8
EU
+IVW0,VW0
+I1,VW0
MOVBVB1,QB0
Network71
//单步控制时,灯管8到1顺序熄灭
LDM1.0
AI0.4
AW<=C1,16
AW>=C1,9
EU
SRBQB0,1
Network72
//单步控制时,灯管8到1顺序点亮
LDM1.0
LPS
AW=C1,17
EU
MOVW0,VW0
LPP
AI0.4
AW<=C1,24
AW>=C1,17
EU
+I1,VW0
RRBVB1,1
MOVBVB1,QB0
Network73
//单步控制时,灯管1到8顺序熄灭
LDM1.0
AI0.4
AW>=C1,25
AW<=C1,32
EU
SLBQB0,1
Network74
//单步控制时,流水灯
(1)(3)到(5)(7)等三次顺序点亮前准备动作
LDM1.0
LDW=C1,33
OW=C1,39
OW=C1,45
ALD
EU
MOVB128,QB1
Network75
//单步控制时,流水灯
(1)(3)到(5)(7)等三次顺序点亮
LDM1.0
AI0.4
LDW>=C1,33
AW<=C1,38
LDW>=C1,39
AW<=C1,44
OLD
LDW>=C1,45
AW<=C1,50
OLD
ALD
EU
RLBQB1,1
Network76
//单步控制时,流水灯(24)22)到(20)(18)等三次逆序点亮前,复位QB1
LDM1.0
AW=C1,51
RQ1.0,8
Network77
//单步控制时,流水灯(24)22)到(20)(18)等三次逆序点亮前准备动作
LDM1.0
LDW=C1,51
OW=C1,57
OW=C1,63
ALD
EU
MOVB128,QB2
Network78
//单步控制时,流水灯(24)22)到(20)(18)等三次逆序点亮
LDM1.0
AI0.4
LDW>=C1,51
AW<=C1,56
LDW>=C1,57
AW<=C1,62
OLD
LDW>=C1,63
AW<=C1,68
OLD
ALD
EU
RLBQB2,1
Network79
//单步控制时,全部步数读完后复位QB2
LDM1.0
AC1
RQ2.0,8
END_ORGANIZATION_BLOCK
SUBROUTINE_BLOCKSBR_0:
SBR0
TITLE=子程序注释
BEGIN
4.2调试说明
(1)硬件调试:
接通电源前,检查S7-200PLC可编程控制器接头是否接触良好,其与电脑的通信口连接是否正常。
(2)软件调试:
输入编写好梯形图,并进行语法的检查(编译),正确后设置正确的通信口,将编写好的梯形图下载到S7-200可编程控制器ROM中,进行的调试。
(3)运行调试:
在硬件调试和软件调试正确的基础上,打开S7-200PLC可编程控制器的“RUN”开关进行调试;观察运行的情况,看运行情况是否按照控制要求进行工作。
4.3调试要求
(1)连续控制时:
按下启动按钮,长灯管和流水灯同时运行。
按下总关闭按钮,长灯管和流水灯同时熄灭。
(2)连续控制时:
按下启动按钮,长灯管和流水灯同时运行。
此时,按下长灯管单独关闭按钮,长灯管熄灭。
或者按下流水灯单独关闭按钮,流水灯熄灭。
并且,在单独停止长灯管或者流水灯其中任何一个时,再次按下启动按钮是无任何反应。
只有当按下总停止按钮之后,再按下启动按钮才能同时启动长灯管和流水灯。
(3)单步控制时:
按下启动按钮之后,每按下一次单步运行按钮,长灯管或者流水灯状态变化一次。
单步运行为长灯管先按要求单步运行,之后是流水灯按要求顺序运行。
4.4确定程序
根据以上的调试情况,调试出满足本广告屏装置控制要求的PLC程序,并确定程序。
结束语
本设计能满足一般的霓虹灯广告屏的基本控制,可充分发挥PLC可编程控制器的性能。
经过调试运行,其性能稳定可靠,性价比高。
而且编程简单易懂,方便以后变换不同的程序进行不同的控制。
在编程此梯形图时大量采用了功能指令,简化了程序,减少了工作量。
采用了移位指令、传送指令、比较指令和计数器指令。
精简程序的同时,为CPU在每个扫描周期减轻负担。
除此之外,编程中出现一些问题。
如怎样才能更巧妙的使用传送指令和移位指令的配合,在一个扫描周期里,程序时如何在这些程序中按什么样的顺序执行的。
同样也由于没有实体PLC,而模拟器不能全部模拟器全部指令,并且模拟器使用的电脑CPU和PLC上的CPU扫描周期有很大的不同。
所以不确定在模拟器上能成功运行的程序,在实体PLC上也同样能按照要求运行。
参考文献
[1]王宗才.机电传动控制.北京电子工业出版社,2011.
[2]邓星钟.机电传动控制.华中科技大学出版社
[3]程先平.机电传动与控制.华中科技大学出版社
[4]张万忠.电器与PLC控制技术.化学工业出版社.
[5]陈宏钧.可编程控制器课程设计指导书【M】天津:
天津大学出版社,2001
[6]胡学林.电气控制及PLC.北京:
冶金工业出版社,1997.
[7]陈在平、赵相宾.可编程序控制器技术及应用系统设计.北京:
机械工业出版社,20
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