0 / 24 设 计 题 目所在系姓名学号任 课 老 师专 业 年 级20 年月 日目录1. 任务描述与控制要求说明 -1 1.1 任务描述 -1 1.2 控制要求说明 -2 2. 硬件选型 -3 2.1PLC的优点 -3 2.2 输入输出点数的确定 -4 2.3PLC的选型 -4 2.4 硬件配置 -4 3. 地址分配及 I/O 连接图 -7 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 24 页1 / 24 3.1 地址分配 -7 3.2I/O 连接图 -8 3.3 灯光布局示意图 -10 4.PLC软件设计 -11 5. 调试说明及注意事项 -12 5.1 调试说明 -12 5.2 注意事项 -12 6. 附录-13 6.1 附录一：设计梯形图 -13 6.2 附录二：设计指令表 -18 参考文献 -25 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 24 页0 / 24 彩灯广告屏的 PLC控制1. 任务描述与控制要求说明1.1 任务描述图 1 系统工作流程系统启动后 , 灯管点亮的顺序依次为。1 号到 2 号到 3 号.8号时间隔开始控制彩灯左移计数控制彩灯右移计数控制彩灯左移计数全灭全亮控制彩灯右移计数全灭全亮C0计数是否满8秒? C1 计 数 是否满10秒? C2 计 数 是否满 8 秒? C4 计 数 是否满 8 秒? C3 计数是否满 2 秒? C5 计 数 是否满 20 秒? C6 计数是否满8秒? C7 计数是否满2秒? A n y n y y n n y n n y y A y n 是 否 继 续循环 ? B B n C C y y n 结束精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 24 页1 / 24 为 1S,8 根彩灯全亮后 , 持续 10S,然后按照 8 号到 7 号到 6 号.1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管全部熄灭后等待2S,再从 8 号灯管开始按照1 号到 2号.8号顺序依次点亮时间隔为1S,全部点亮后持续20S,再按照 1 号到 2号到.8号顺序熄灭 , 时间为 1S,灯管全部熄灭后 , 等待 2S 再重新开始上述过程的循环。整个工作流程如下图1 表示。1.2 控制要求说明(1广告屏中间部分有8 根彩灯管 . 从左到右排列 , 编号 1 到 8 号系统启动后 , 灯管点亮的顺序依次为。1 号到 2 号到 3 号.8号时间隔为 1S,8 根彩灯全亮后 , 持续 10S,然后按照 8 号到 7 号到 6 号.1号开始顺序依次熄灭时间为1S,灯管全部熄灭后等待2S,再从 8 号灯管开始按照1 号到 2号.8号顺序依次点亮时间隔为1S,全部点亮后持续20S,再按照 1 号到 2号到.8号顺序熄灭 , 时间为 1S,灯管全部熄灭后 , 等待 2S 再重新开始上述过程的循环；(2广告屏四周安装的24 只流水灯 4 只一组 , 共分成 6 组(1-6 系统启动后按照 1-6 的顺 序, 依次亮并循环时间隔为1S,18S 后, 按照 6-1 的顺序 , 依次点亮并进行循环 , 再按照 1-6 的顺序循环往复 , 直至系统停止工作；(3系统用启动按钮和停止按钮操作, 并有单步连续控制；(4各个彩灯的工作电压均为220V AC 。2. 硬件选型2.1PLC 的优点1）. 维护性好PLC 有成熟的技术和完善的质量保障体系，因此PLC 出故障的可能性很小，其硬件部分在其寿命期内基本不需要维护。PLC 是一种长线产品，备品备件都有保障，可维护性好。2）. 宽输入电源范围AC220V规格在 50V 能正常工作更拥有500V 输入电源技术 (非必须技术 , 选配能适应 AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各种照明 / 动力输入电源规格，DC输入规格更能做到15V-60V 正常工作 . 适应 24V,36V,48V 电精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 24 页2 / 24 池供电 . 超低电源规格甚至能在 DC8-30V电压下工作 . 适应 12V电池供电3）. 高速率PLC 能够提供高速的传输。目前，其传输速率依设备厂家的不同而在1M 200Mbps之间。远远高于拨号上网和ISDN ，比 ADSL更快！足以支持现有网络上的各种应用。4）.PLC的体积小PLC 的几何尺寸都不大。体积小的PLC 可以装入机器设备内部，使机器结构紧凑。便于实现机电一体化。5）. 低功率消耗针对电池移动场所的直流输入规格, 整机消耗仅为24V/6MA 交流工作型的功率消耗低到 0.1W-0.3W 2.2 输入输出点数的确定输入有SB1 、SB2 、SB3 、SB4 四个开关。输出有HL1、HL2、HL3、HL4 、HL5 、HL6 、HL7 、HL8 、KM1 、KM2 、KM3 、KM4 、KM5 、KM6 。输入共4 个点，输出共 14 个点。2.3 PLC 的选型根据输入输出的点数可以选择西门子S7-200 型 PLC 。2.4 硬件配置1）主要选择的设备： S7-200PLC我们选取的 PLC是西门子生产的S7-200. 下面对 S7-200 做出简要的说明：S7-200 系列是一类可编程逻辑控制器Micro PLC）。这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要，下图展示一台S7-200 Micro PLC的 CPU22*系列PLC 的 CPU外型图，具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得 S7-200 可以近乎完美地满足小规模的控制要求。此外，丰富的CPU类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 24 页3 / 24 图 2 S7-200 CPU 外型图S7-200 CPU 模块包括一个中央处理器单元CPU ）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。输入和输出是系统的控制点：输入部分从现场设备例如传感器或开关）中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业过程中的其他设备。电源向 CPU 及其所连接的任何模块提供电力。通讯端口允许将 S7-200CPU 同编程器或一些设备连接起来。状态信号灯显示了CPU的工作模式 运行或停止），本机的I/O的当前状态，以及检查出来的系统错误。通过扩展模块可以增加CPU 的 I/O 点数CPU221 不可以扩展）。通过扩展模块可以提供其通讯功能。一些 CPU 具有内置实时时钟，其他CPU 需要实时时钟卡。EEPROM卡可以存储 CPU程序，也可以将一个CPU中的程序传送到另一个 CPU中。通过可选的插入式电池盒可延长RAM 中的数据存储时间。下图展示了一个基本的S7-200 Micro PLC 。它包括一个S7-200 CPU 模块，一台个人计算机 编程软件，以及一条通讯电缆。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 24 页4 / 24 图 3 S7-200 Micro PLC系统的组成2）PLC 模块的选择：采用CPU226的主机由于实际控制中，总共有4 个输入点和 14个输出点，而 CPU226 有 24 个输入点和 16 个输出点，所以它完全可以满足条件。下面简单介绍一下CPU226 的主机：CPU226: 本机集成 24 输入/16 输出， I/O 共计 40 点，与 CPU224 相比，程序储存容量增大了一倍，数据储存容量增加到10KB ，它有两个通信口，通信能力大大增强，它可用于点数较多、要求较高的小型或中型控制系统。3. 地址分配及 I/O 连接图3.1 地址分配I/O 地址分配如下表编程元件I/O 端子电路器件作用输入继电器I0.0 SB1 启动按钮I0.1 SB2 停止按钮精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 24 页5 / 24 I0.2 SB3 步进按钮I0.3 SB4 单步/ 连续选择开关输出继电器Q0.0 HL1 彩灯 1 Q0.1 HL2 彩灯 2 Q0.2 HL3 彩灯 3 Q0.3 HL4 彩灯 4 Q0.4 HL5 彩灯 5 Q0.5 HL6 彩灯 6 Q2.0 HL7 彩灯 7 Q2.1 HL8 彩灯 8 Q2.2 KM1 流水灯 I Q2.3 KM2 流水灯 II Q2.4 KM3 流水灯 III Q2.5 KM4 流水灯 IV Q2.6 KM5 流水灯 V Q2.7 KM6 流水灯 VI 3.2 I/O连接图I/O 连接图如下图所示精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 24 页6 / 24 图 4 外围接线图 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 24 页7 / 24 图 5 外围接线图 2 KM1 KM2 KM3 KM4 KM5 KM6 HL11 HL12 HL13 HL14 HL21HL22 HL23 HL24 HL31 HL32 HL33 HL34 HL41 HL42 HL43HL44 HL52HL51HL53HL54HL63 HL64 HL62 HL61 200V AV 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 24 页8 / 24 3.3 灯管布局示意图图 6 灯管布局示意图4.PLC软件设计 分工）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 24 页9 / 24 5. 调试说明5.1 调试说明1）硬件调试：接通电源，检查S7-200 PLC 可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 24 页10 / 24 2）软件调试：按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，进行下一步的调试。3）运行调试：在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开S7-200 PLC 可编程控制器的“ RUN ”开关进行调试；观察运行的情况，看是否是随时按下停止按钮可以停止系统运行，或者等待100 个脉冲后，系统是否停止运行。根据以上的调试情况，本彩灯循环点亮的PLC控制系统设计符合要求。5.2 注意事项1）调试的时候要全面彻底地把调试时要的地方改掉。2）其余程序指令按软件转换来的指令，防止梯形图编写程序指令出现错误。3）在输入指令的时候要仔细，防止不必要的输入失误。6. 附录6.2 附录一：设计梯形图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 24 页11 / 24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 24 页12 / 24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 24 页13 / 24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 24 页14 / 24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 24 页15 / 24 6.2 附录二：设计指令表ORGANIZATION_BLOCK 主程序 :OB1 TITLE=程序注释BEGIN Network 1 / 启动/ 停止/ 网络注释LD I0.0 O M0.0 AN I0.1 = M0.0 Network 2 / 秒缓冲LD M0.0 A SM0.5 = M0.1 Network 3 / 彩灯左移 ,8s 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 18 页，共 24 页16 / 24 LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C0, 8 Network 4 / 全亮 10s，共 18s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C1, 8 Network 5 / 彩灯右移， 8s，共 26s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C2, 8 Network 6 / 间隔 2s，累计 28s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C3, 28 Network 7 / 彩灯右移， 8s，共 36s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C4, 36 Network 8 / 全亮 20s，共 56s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C5, 56 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 19 页，共 24 页17 / 24 Network 9 / 彩灯左移， 8s，64s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C6, 64 Network 10 / 全灭 2s，累计 66s LD M0.1 LD I0.1 O C7 CTD C7, 66 Network 11 / 流水灯， 18s LD M0.1 LD I0.1 O C9 CTD C8, 18 Network 12 / 流水灯， 36s LD M0.1 LD I0.1 O C9 CTD C9, 36 Network 13 / 彩灯左移初值LD M0.0 AN Q0.7 = M0.2 Network 14 LD M0.0 A SM0.5 EU = M0.3 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 20 页，共 24 页18 / 24 Network 15 / 彩灯左移， 8s 后全亮LD M0.3 AN C0 SHRB M0.2, Q0.0, 8 Network 16 / 彩灯右移初值LDN Q0.0 AN Q0.1 AN Q0.2 AN Q0.3 AN Q0.4 AN Q0.5 AN Q0.6 AN Q0.7 = M0.4 Network 17 / 彩灯在 18-26s 右移， 8s 后全灭LD M0.3 A C1 AN C2 SHRB M0.4, Q0.0, 8 Network 18 / 彩灯在 56-64s 右移， 8s 后全灭LD M0.3 A C5 AN C6 SHRB M0.4, Q0.0, 8 Network 19 / 彩灯右移初值LD M0.0 AN Q0.0 = M0.5 Network 20 / 彩灯在 28-36s 右移， 8 次后全亮精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 21 页，共 24 页19 / 24 LD M0.3 A C3 AN C4 SHRB M0.5, Q0.0, 8 Network 21 LDN Q1.0 AN Q1.1 AN Q1.2 AN Q1.3 AN Q1.4 AN Q1.5 = M0.6 Network 22 / 流水灯左移LD M0.0 A M0.3 AN C8 SHRB M0.6, Q1.0, 6 Network 23 / 流水灯右移LD M0.0 A M0.3 AN C8 SHRB M0.6, Q1.0, 6 END_ORGANIZATION_BLOCK SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0 TITLE=子程序注释BEGIN Network 1 / 网络标题/ 网络注释END_SUBROUTINE_BLOCK 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 22 页，共 24 页20 / 24 INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0 TITLE=中断程序注释BEGIN Network 1 / 网络标题/ 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK 参考文献1 王也仿主编；可编程控制器应用技术；北京；机械工业出版社；2001.9 2 夏辛明 黄鸿 高岩编著；可编程控制器技术及应用；北京；北京理工大学出版社； 2005年 10月3 王庭有等编著；可编程控制器原理及应用；北京；国防工业出版社；2005.1 4 张万忠孙晋 编著；可编程控制器入门与应用实例；北京；中国电力出版社；2005 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 23 页，共 24 页21 / 24 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 24 页，共 24 页