天塔之光 課程設(shè)計(jì)

1、工程技術(shù)學(xué)院PLC編程技術(shù)課程設(shè)計(jì)題 目：天塔之光控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí)： 2012級(jí)機(jī)制機(jī)電 學(xué)生姓名: 左玖川 學(xué) 號(hào)： 201217102030 指導(dǎo)老師： 王巍 成 績(jī)： 任務(wù)下達(dá)日期2015年5月19日設(shè)計(jì)完成日期2015年5月26日 目錄概 述11.2天塔之光控制系統(tǒng)概述（2）1系統(tǒng)硬件選型及設(shè)計(jì)22.1 硬件選型22.2 外圍接線設(shè)計(jì)4系統(tǒng)程序及調(diào)試43.1硬件調(diào)試53.2聯(lián)機(jī)調(diào)試63.3程序設(shè)計(jì)T型圖6結(jié)論7參考文獻(xiàn)8天塔之光控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計(jì)摘要：本設(shè)計(jì)是應(yīng)用s7-200plc天塔之光設(shè)計(jì)的硬件電路，并利用T型圖控制程序設(shè)計(jì)，通過控制s7-200plc的定時(shí)繼電器的

2、功能來(lái)實(shí)現(xiàn)各彩燈按一定的規(guī)律點(diǎn)亮和熄滅。這種控制電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、應(yīng)用性強(qiáng)；軟件程序適用范圍廣、，對(duì)于各彩燈按一定時(shí)間規(guī)律點(diǎn)亮和熄滅，只需要控制定時(shí)繼電器的接通即可。關(guān)鍵字：plc、T型圖、彩燈概 述1.1S7-200PLC簡(jiǎn)介適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性、極豐富的指、集易于掌、便捷的操、豐富的內(nèi)置集成功、實(shí)時(shí)特、強(qiáng)勁的通訊能、豐富的擴(kuò)展模塊等，S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮

3、其強(qiáng)大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。如：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制，運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。1.2天塔之光控制系統(tǒng)概述（2）天塔之光的控制系統(tǒng)由s7-200系列plc控制完成，有L1-L9九盞燈，要求通過程序設(shè)計(jì)完成每個(gè)燈的依次點(diǎn)亮，并且點(diǎn)亮?xí)r間有一定要求。其具體要求如下：當(dāng)按下控制開關(guān)時(shí)，L1、L2、L6立即點(diǎn)亮，1s后L5、L9點(diǎn)亮，L1燈滅;2s后，L1、L4、L8亮;3s后，L3、L7點(diǎn)亮，持續(xù)4s后，繼續(xù)重

4、新開始。并且，實(shí)現(xiàn)循環(huán)。天塔之光彩燈分布及控制要求如下圖： 圖1.2.1 圖1.2.2系統(tǒng)硬件選型及設(shè)計(jì)2.1 硬件選型S7-200系列屬于整體式小型PLc，用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)S7-200系PLC提供多種具有不同I/O點(diǎn)數(shù)的CPU模塊和數(shù)量、模擬量I/O擴(kuò)展模塊供用戶選用，CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接。 S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：極高的可靠性；極豐的指令集；易于掌握；便捷的操作；豐富的內(nèi)置集成功能；實(shí)時(shí)性；強(qiáng)勁的通訊能力；豐富的擴(kuò)展模塊 我們此次設(shè)計(jì)PLC的選擇主要從I/

5、O端口數(shù)來(lái)選擇，系統(tǒng)需要2個(gè)輸入端口，10個(gè)輸出端口，所以選擇西門子S7-200系列的CPU224.其輸入端口14個(gè)，輸出端口10個(gè)，共24個(gè)，還帶有功能最大可擴(kuò)展為168點(diǎn)數(shù)字量或者35點(diǎn)模擬量的輸入和輸出；存儲(chǔ)容量也進(jìn)一步增加，有置時(shí)鐘，還增加了一些數(shù)學(xué)指令和高速計(jì)數(shù)器的數(shù)量，具有較強(qiáng)的控制能完全符合我們?cè)O(shè)計(jì)系統(tǒng)的需要。I/O分配如下表：序號(hào)PLC地址（PLC端子）電氣符號(hào)（面板端子）功能說明1I0.0SB1啟動(dòng)2Q0.0L1指示燈L13Q0.1L2指示燈L24Q0.2L3指示燈L35Q0.3L4指示燈L46Q0.4L5指示燈L57Q0.5L6指示燈L68Q0.6L7指示燈L79Q0.7L

6、8指示燈L810Q1.0L9指示燈L911主機(jī)1L、2L、3L、面板COM 接電源GND電源地端12主機(jī)1M、面板V+接電源+24V電源正端2.2 外圍接線設(shè)計(jì)外圍接線如下圖：系統(tǒng)程序及調(diào)試本程序要通過過度繼電器對(duì)各個(gè)彩燈進(jìn)行按一定的規(guī)律點(diǎn)亮，計(jì)時(shí)器控制過度繼電器的通斷。過度繼電器分別是M0.0、M0.1、M0.2、M0.3.其控制彩燈關(guān)系如下表： 燈過度I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I0.7I1.0M0.0M0.1M0.2M0.33.1硬件調(diào)試硬件組裝前首先要仔細(xì)核對(duì)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理的正確性，包括參數(shù)選用的正確性和原理的正確性，這取決于學(xué)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)積累。對(duì)沒有把握的電

7、路可以過實(shí)驗(yàn)板上直接焊接實(shí)際電路來(lái)進(jìn)行調(diào)試和驗(yàn)證。在系統(tǒng)通過理論分析后，可進(jìn)行印刷電路設(shè)計(jì)和加工。第一步：斷電調(diào)試 為安全起見，首先必須進(jìn)行斷電調(diào)試。斷電調(diào)試的內(nèi)容至少包含短路檢測(cè)和原理的正確性確認(rèn)。 3.1.1短路檢測(cè) 系統(tǒng)電路焊接完成后，必須進(jìn)行短路檢測(cè)。檢測(cè)的方法很簡(jiǎn)單，選用合適的萬(wàn)用表歐姆擋（例如，20K擋或200K），用紅黑表筆接電路板的+5V電源的+、-極，如果存在充放電現(xiàn)象（即電阻指示從大到小再到大或從小到大）。最后電阻穩(wěn)定的一個(gè)適當(dāng)?shù)奈恢茫ㄒ话銥閹浊W姆），基可排除系統(tǒng)短路現(xiàn)象。如果無(wú)充放電現(xiàn)象或電阻值穩(wěn)定在很小的位置，則說明系統(tǒng)中可能存在短路故障不能通電試驗(yàn)，必須對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行徹

8、底檢查，直至解決。3.1.2原理正確性確認(rèn)關(guān)于這個(gè)問題，不同的電路有不同的工作原理，因此，必須針對(duì)具體電路進(jìn)行具體分析。第二步：通電調(diào)試 （1）復(fù)位是否正常 （2）關(guān)鍵點(diǎn)電壓參數(shù)是否正常3.2聯(lián)機(jī)調(diào)試首先進(jìn)入機(jī)房看所選擇的機(jī)型型號(hào)是否與自己本次畢業(yè)設(shè)計(jì)所選擇的機(jī)型匹配，待完全匹配后，檢查計(jì)算機(jī)與硬件調(diào)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電纜是否接好，待檢查完畢后，將自己所做的實(shí)物的輸入端和輸出端與硬件調(diào)試系統(tǒng)端子一一對(duì)應(yīng)插好，連接好正負(fù)極接線，使實(shí)物與硬件調(diào)試系統(tǒng)串聯(lián)，然后打開計(jì)算機(jī)啟動(dòng)S7-200軟件調(diào)試系統(tǒng)，點(diǎn)擊“瀏覽”如圖5.8所示找到自己所做的程序點(diǎn)擊打開，然后啟動(dòng)硬件調(diào)試系統(tǒng)，緊接著點(diǎn)擊軟件調(diào)試系統(tǒng)的“下載

9、”指令，待硬件調(diào)試系統(tǒng)的綠燈閃爍完畢后，閉合開關(guān)(I0.0)，然后觀察實(shí)物是否按照自己設(shè)計(jì)好的規(guī)律點(diǎn)亮和熄滅，如果實(shí)物按照自己的設(shè)計(jì)點(diǎn)亮和熄滅的則本次計(jì)軟硬件系統(tǒng)均成功，如果沒有按照自己的設(shè)計(jì)點(diǎn)亮和熄滅的則失敗，再重新調(diào)試程序和檢查所做實(shí)物是否有焊接錯(cuò)誤，直至成功。3.3程序設(shè)計(jì)T型圖 結(jié)論本次設(shè)計(jì)旨在利用S7-200控制天塔之光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，熟悉掌握好定時(shí)器的作用，按照選題利用定時(shí)器的特點(diǎn)進(jìn)行編程，使各燈按一定的規(guī)律點(diǎn)亮和熄滅，熟悉掌握好S7-200軟件調(diào)試系統(tǒng)，當(dāng)程序編好后，利用這一系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，如果調(diào)試沒有成功再校驗(yàn)程序有沒有輸入錯(cuò)誤或者檢查程序是否編輯錯(cuò)誤，就這樣周而復(fù)始直至程序調(diào)試成功

10、。制作實(shí)物時(shí)要了解發(fā)光二極管的單向?qū)щ娦裕瑓^(qū)分發(fā)光二極管的正負(fù)極和熟悉掌握焊接技術(shù)，不發(fā)生錯(cuò)接和漏接的情況基礎(chǔ)知識(shí)進(jìn)行實(shí)物調(diào)試，了解硬件調(diào)試系統(tǒng)那部分是輸入端子哪部分是輸出端子，按照編程將實(shí)物與硬件調(diào)試系統(tǒng)一一對(duì)應(yīng)端子接好，直至實(shí)物調(diào)試成功。將PLC應(yīng)用在天塔之光中，通過對(duì)硬件、軟件以及接口連接的選型、設(shè)計(jì)和制定控制系統(tǒng)程序?qū)μ焖膺M(jìn)行控制，使天塔之光進(jìn)行不同的變換，表現(xiàn)出流水型、發(fā)射型以及閃爍型的效果。完成設(shè)計(jì)要求，使PLC控制的天塔之光控制系統(tǒng)能更好的運(yùn)用于燈飾的發(fā)展 最終證明將PLC應(yīng)用于中、小功率設(shè)備中，具有控制簡(jiǎn)單、穩(wěn)定、成本低等特點(diǎn)，是一種切實(shí)可行的控制方案。如果在系統(tǒng)中加上保護(hù)電路及防干擾措施，還可提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。相信在未來(lái)的發(fā)展中通過PLC控制的燈塔之光會(huì)更廣泛的應(yīng)用在燈飾行業(yè)中，使燈飾行業(yè)再飛躍一個(gè)臺(tái)階參考文獻(xiàn)1胡學(xué)林. 可編程控制器原