課程設(shè)計（論文）基于PLC的彩燈控制組態(tài)王報告

1、電氣工程學院課 程 設(shè) 計 說 明 書電氣控制與plc設(shè)計題目：基于plc的彩燈控制系 別： 電氣工程系 年級專業(yè)： 檢測一班 學 號： 學生姓名： 指導教師： 教師職稱： 副教授 電氣工程學院課程設(shè)計任務(wù)書課程名稱： 電氣控制與plc 基層教學單位： 儀器科學與工程系 指導教師：學號學生姓名（專業(yè)）班級檢測1班設(shè)計題目基于plc的彩燈控制設(shè)計技術(shù)參數(shù)1. 設(shè)計內(nèi)容見附頁（13）2. 使用組態(tài)王實現(xiàn)上位控制3. 公共實踐（四層電梯）4. 公共實踐（郵件分揀）（選作）5. 查閱資料（變頻器）設(shè)計要求采用plc進行設(shè)計。畫出系統(tǒng)圖，采用梯形圖編程，并給出相應的組態(tài)控制工程（附主畫面）。結(jié)合公共實踐

2、部分，完成設(shè)計說明書。參考資料“電氣控制”類圖書及論文資料“可編程控制器”類圖書及論文資料周次20周應完成內(nèi)容分析設(shè)計要求、查資料、確定方案，設(shè)計梯形圖、設(shè)計上位組態(tài)撰寫課程設(shè)計說明書，答辯指導教師簽字基層教學單位主任簽字說明：1、此表一式三份，系、學生各一份，報送院教務(wù)科一份。 2、學生那份任務(wù)書要求裝訂到課程設(shè)計報告前面。電氣工程學院 教務(wù)科摘要：本課題講述的是如何通過plc來控制彩燈，并通過組態(tài)王進行流程仿真。隨著改革的不斷深入,社會主義市場經(jīng)濟的不斷繁榮和發(fā)展,大中小城市都在進行亮化工程。企業(yè)為展現(xiàn)自己的形象和產(chǎn)品,一般都會采用霓虹燈廣告屏這種廣告手法，所以當我們夜晚走在大街上,馬路兩

3、旁各色各樣的霓虹燈廣告隨處可見。一種是采用霓虹燈管做成的各種形狀和多種彩色的燈管,另一種為日光等管或白熾燈管作為光源,另配大型廣告語或宣傳畫來達到宣傳的效果，大部分是采用霓虹燈。這就涉及到如何去控制霓虹燈的亮滅、閃爍時間及流動方向等諸多控制問題，如何去快捷、可靠、簡單的去控制，成為人們考慮的重點，在這我認為plc最適合去解決這些問題，因為plc具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。并且plc在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的方面具有比較突出的優(yōu)勢，在現(xiàn)實中人們也是多通過plc去控制霓虹燈的。關(guān)鍵詞： plc； 彩燈； 組態(tài)王； 梯形圖目錄第1章 plc的介紹

4、.5第2章 組態(tài)王介紹.6第3章 plc彩燈控制的要求.8第4章 組態(tài)王模擬plc彩燈控制.9第5章 運行結(jié)果.10第6章 結(jié)果分析.11第7章 心得體會.12第8章 參考文獻.13第一章 plc的介紹作為離散控制的首選產(chǎn)品，plc在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的plc年增長率保持為20%30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和plc市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來plc在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家plc的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球plc的銷售收入為100億美元左右，在自動化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。plc是由模仿原繼電器控制原理發(fā)

5、展起來的，二十世紀七十年代的plc只有開關(guān)量邏輯控制，首先應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入plc的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。plc的cpu內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為end指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。plc每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的plc，循環(huán)掃描周

6、期在1微秒到幾十微秒之間。plc用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1k邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型plc使用另外一個cpu來完成模擬量的運算。把計算結(jié)果送給plc的控制器。相同i/o點數(shù)的系統(tǒng)，用plc比用dcs，其成本要低一些（大約能省40%左右）。plc沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比dcs要低很多。一個plc的控制器，可以接收幾千個i/o點（最多可達8000多個i/o）。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用plc較為合適。plc由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計企業(yè)的

7、管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。近10年來，隨著plc價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設(shè)備開始采用plc進行控制，plc在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高，今后一段時期內(nèi)plc在我國仍將保持高速增長勢頭。通用plc應用于專用設(shè)備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但plc相對一般嵌入式控制器而言具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用plc或定制plc取代嵌入式控制器。第二章 組態(tài)王的介紹組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構(gòu)成的集成系統(tǒng)取代

8、傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。它具有適應性強、開放性好、易于擴展、經(jīng)濟、開發(fā)周期短等優(yōu)點。通?？梢园堰@樣的系統(tǒng)劃分為控制層、監(jiān)控層、管理層三個層次結(jié)構(gòu)。其中監(jiān)控層對下連接控制層，對上連接管理層，它不但實現(xiàn)對現(xiàn)場的實時監(jiān)測與控制，且在自動控制系統(tǒng)中完成上傳下達、組態(tài)開發(fā)的重要作用。尤其考慮三方面問題：畫面、數(shù)據(jù)、動畫。通過對監(jiān)控系統(tǒng)要求及實現(xiàn)功能的分析，采用組態(tài)王對監(jiān)控系統(tǒng)進行設(shè)計。組態(tài)軟件也為試驗者提供了可視化監(jiān)控畫面，有利于試驗者實時現(xiàn)場監(jiān)控。而且，它能充分利用windows的圖形編輯功能，方便地構(gòu)成監(jiān)控畫面，并以動畫方式顯示控制設(shè)備的狀態(tài)，具有報警窗口、實時趨勢曲線等，可便利的生成各種報表。它還具有豐

9、富的設(shè)備驅(qū)動程序和靈活的組態(tài)方式、數(shù)據(jù)鏈接功能。1.使用組態(tài)王實現(xiàn)控制系統(tǒng)實驗仿真的基本方法：(1)圖形界面的設(shè)計(2)構(gòu)造數(shù)據(jù)庫(3)建立動畫連接(4)運行和調(diào)試2.使用組態(tài)王軟件開發(fā)具有以下幾個特點:(1)實驗全部用軟件來實現(xiàn),只需利用現(xiàn)有的計算機就可完成自動控制系統(tǒng)課程的實驗,從而大大減少購置儀器的經(jīng)費。(2)該系統(tǒng)是中文界面,具有人機界面友好、結(jié)果可視化的優(yōu)點。對用戶而言,操作簡單易學且編程簡單,參數(shù)輸入與修改靈活,具有多次或重復仿真運行的控制能力,可以實時地顯示參數(shù)變化前后系統(tǒng)的特性曲線,能很直觀地顯示控制系統(tǒng)的實時趨勢曲線,這些很強的交互能力使其在自動控制系統(tǒng)的實驗中可以發(fā)揮理想的

10、效果。3.在采用組態(tài)王開發(fā)系統(tǒng)編制應用程序過程中要考慮以下三個方面:(1)圖形,是用抽象的圖形畫面來模擬實際的工業(yè)現(xiàn)場和相應的工控設(shè)備。(2)數(shù)據(jù),就是創(chuàng)建一個具體的數(shù)據(jù)庫,并用此數(shù)據(jù)庫中的變量描述工控對象的各種屬性,比如水位、流量等。(3)連接,就是畫面上的圖素以怎樣的動畫來模擬現(xiàn)場設(shè)備的運行,以及怎樣讓操作者輸入控制設(shè)備的指令。 第三章plc彩燈控制的要求任務(wù)要求： 有紅，綠，黃紅，綠，黃順序布置的12只彩燈，要求按下列內(nèi)容設(shè)計控制方式： 1）每0.5s移動一個燈位； 2）每次亮1s； 3）有一個方式控制開關(guān)，選擇點亮方法 （1）每次只點亮一只燈泡 （2）每次點亮連續(xù)三只燈泡第4章 組態(tài)王

11、模擬plc彩燈控制畫面設(shè)計變量設(shè)置程序編輯 第五章 運行結(jié)果第六章 結(jié)果分析我們的課題是基于plc的交通燈控制，我們利用組態(tài)王進行了模擬仿真，通過仿真做出了步進梯形圖的控制運行效果，結(jié)果還是令人滿意的達到了要求。雖然做的沒有那么好，但是現(xiàn)象正確，編程也有自己的邏輯，所以課程設(shè)計符合要求。第七章 心得體會本次plc課程設(shè)計我們采用了分組的形式學習倆個軟件，所以我們小組倆個人我學習組態(tài)王，另一個成員學習仿真，學會后又互相再教給彼此另一個達到互相學習進步的效果。這次課程設(shè)計中我們需要學習沒用過的軟件，所以需要自己查閱資料，所以我們需要去機房和圖書館查閱，這讓我們覺得自己學要學習的東西還有很多，同時發(fā)現(xiàn)自己的不足之處。在組態(tài)王的軟件學習和運用的過程中用到了簡單的c語言的知識，幫助了我們對知識的回顧與利用，讓我深刻體會了學以致用。課設(shè)中我們互相學習，共同進步，讓我體會到了團隊的重要性。我們一個題目用倆種方法做然后在互相交流，這樣的情況下我們用了最短的時間學會了倆種軟件，無論是時間還是知識方面對我們都有好處。通過這次課程設(shè)計，我學會了運用組態(tài)王做簡單的程序運行，而且也學會了仿真步進梯形圖，雖然我們的plc控制交通燈的題目很簡單，但是我們通過自己的努力做出來心里感覺很滿足。也體會到了學習是沒有止境的，我們懂得的東西還是太少，學要不斷地學習給自己充電。第八章 參考文獻1、plc電氣控制技術(shù)（