霓虹燈廣告屏裝置PLC-控制程序的設計與調試

1、霓虹燈廣告屏裝置PLC控制程序的設計與調試課程設計說明書 設計題目:霓虹燈廣告屏裝置PLC 控制程序的設計與調試 學生姓名： 施雷 學 號： 14104031 專業(yè)班級： 14機制3班 指導教師： 劉璐 2017年5月1日內容摘要 為展現商家的形象和“品位”,在夜晚展現出一個美好的夜景，一般都會采用“個性”霓虹燈廣告屏來裝飾商場。這就涉及到如何去控制商家所需的霓虹燈的亮滅、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。PLC是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機,霓虹燈和流水燈的亮滅、閃爍時間及流動方向等，均可以通過PLC來達到控制的要求。本課程設計

2、根據課題上的5點要求，進行I/O口估算，并選擇PLC型號、繪制流程圖和設計梯形圖。以及編寫程序清單、調試程序、修改程序并最終確定程序，最終實現課程要求。在編寫程序的時候用到了傳送指令和位移指令，使程序變得更加簡潔。同時在單步控制的時候用到了計數器和比較指令，使程序簡潔明了。基本實現對霓虹燈的正確、簡潔、穩(wěn)定的控制。關鍵詞：廣告屏；PLC控制；單步/連續(xù)控制；位移指目 錄第1章 引言11.1 課程設計內容和要求11.2 總體設計思路2第2章 霓虹燈PLC控制的系統(tǒng)總體方案設計22.1 設計原理及方案選擇22.2所需元器件介紹22.3控制流程圖設計22.4 I/O分配32.5 I/O接線圖3第3章

3、 軟件設計33.1 單步/連續(xù)控制的實現33.2 連續(xù)控制的設計33.3單步程序的設計8第4章 調試說明84.1調試說明84.2調試要求84.3確定程序8結論9謝辭與設計總結10附錄1 梯形圖11附錄2 語句表28第1章 引言1.1 課程設計內容和要求1. 霓虹燈廣告屏裝置PLC 控制梯形圖的設計與調試該廣告屏由8 根燈管和24 只流水燈組成，每4 只流水燈為一組，如圖1所示：圖 1 霓虹燈廣告屏示意圖2. 控制要求（1）該廣告屏中間8 根燈管亮滅的時序為：第1 根亮2 亮3 亮第8 根亮，時間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從871 按1s 間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8 根

4、開始亮，順序點亮761，時間間隔1s，顯示5s，再從128 按1s 間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復運行，周而復始。（2）24只流水燈，4個一組分成6組，從按1s 時間間隔依次向前移動，且點亮時每相隔1 燈為亮，即從“、”亮“、”亮，同時“、”滅“ 、 ”亮，同時“、”滅，如此移動一段時間（如30s）后，再反過來移動一段時間：“ (24)(22) ”亮 “ (20)(18) ”亮，同時“ (24)(22) ”滅，如此循環(huán)往復。（3）系統(tǒng)有單步/連續(xù)控制，有起動和停止按鈕。（4）起動時，燈管和流水燈能同時起動，關閉時，可同時也可分別關閉。（5）要求有移位指令的應用。1.2 總體設計思路通過

5、分析本課程設計的控制要求，進而確定PLC的I/O接口的數目、選擇合適的PLC型號和擴展模塊、選擇合適的流程并繪制流程圖、根據流程圖設計梯形圖、編寫程序并調試程序、修改不合理程序、并最終確定程序。從而實現控制8個霓虹燈和周圍的24流水燈的有規(guī)律的閃爍。第2章 霓虹燈PLC控制的系統(tǒng)總體方案設計2.1 設計原理及方案選擇根據要求，8個長燈管分別單獨控制，24個流水燈每兩個一組進行控制。八個長燈管用到8個輸出，24個流水燈每兩個一組公用一個輸出，所以流水燈共用到12個輸出，整個控制程序一共用到20個輸出。選擇PLC：西門子S7-200本身自帶16個輸出口在加上一個擴展模塊EM223的8個輸出口，一個

6、有24個輸出口，因此可以實現要求。硬件的配置主要有：電源；西門子S7-200PLC和擴展模塊EM223；8個長燈管；24個流水燈；足夠數量的導線。2.2所需元器件介紹(1)電源:普通用電電壓交流220V(2)長燈管:8個適合本廣告屏使用的長燈管,所需電壓為交流220V(3)流水燈:24個適合本廣告屏使用的流水燈,所需電壓為交流220V(4)PLC:西門子S7-200 CPU226 PLC一個,EM223 DI8/DO8*DC24V/繼電器擴展模塊一個(5)各類導線及開關:若干2.3控制流程圖設計根據要求,此廣告屏控制裝置需要連續(xù)控制和單步控制。使用轉化開關，當轉換開關放到連續(xù)控制時，廣告屏便以

7、連續(xù)控制的方式運行；當裝好開關放到單步控制時，廣告屏便以單步控制的方式運行。2.3.1連續(xù)控制連續(xù)控制時采用順序控制的方式來實現。當按下啟動按鈕時，長燈管和流水燈一起啟動。當按下總關閉按鈕時，長燈管和流水燈一起熄滅。在啟動按鈕按下后，廣告屏正在工作時，單獨按下長燈管關閉按鈕或者流水燈關閉按鈕，實現單獨熄滅長燈管和流水燈。連續(xù)控制流程圖如圖2所示2.3.2單步控制采用計數器，用計數器的值與比較指令比較進行單步控制操作。如圖3所示2.4 I/O分配經估算并最終確定輸入口為7個、輸出口為20個。其中（1）輸入口：包括1個啟動按鈕SB1，1個總停止按鈕SB2，1個長燈管單獨停止按鈕SB3，1個流水燈單

8、獨停止按鈕SB4，1個單步控制按鈕SB5，以及一個兩個點位的轉化開關SA。(2)輸出口：包括控制8個長燈管的8個輸出口，控制24個流水燈的12個輸出口（流水燈每兩個一組為一個輸出口）。I/O分配表如圖表12.5 I/O接線圖根據需要選擇西門子S7-200 CPU226 PLC和擴展模塊EM223 DI8/DO8*DC24V/繼電器.I/O接線圖如圖4所示第3章 軟件設計3.1 單步/連續(xù)控制的實現為實現單步和連續(xù)控制，使用了單步的常開開關來常開單步控制軟件部分，只有當單步常開開關閉合時，才能使后面的單步控制程序運行。同樣使用了連續(xù)的常開開關來常開連續(xù)控制軟件部分，只有當連續(xù)常開開關閉合時，才能

9、使后面的連續(xù)控制程序運行。3.2 連續(xù)控制的設計設計連續(xù)控制時，使用了順序控制程序和移位指令，并用定時器來實現定時和跳轉。在連續(xù)控制時，同時啟動長燈管和流水燈。在長燈管程序前加上自鎖程序，當單獨直接關閉長燈管時，長燈管熄滅并初始化長燈管程序。同樣在流水燈程序前加上其自鎖程序，當單獨關閉流水燈時，流水燈熄滅并初始化流水燈程序。圖2 連續(xù)控制流程圖圖3 單步控制流程圖表1 I/O分配表編程元件I/O端子電路器件作用輸入繼電器I0.0SB1總啟動按鈕I0.1SB2總停止按鈕I0.2SB3長燈管單獨關閉按鈕I0.3SB4流水燈單獨關閉按鈕I0.4SB5單步控制按鈕I0.5SA點位1轉換開關/連續(xù)控制I

10、0.6SA點位2轉換開關/單步控制輸出電器Q0.0HL1燈管1Q0.1HL2燈管2Q0.2HL3燈管3Q0.3HL4燈管4Q0.4HL5燈管5Q0.5HL6燈管6Q0.6HL7燈管7Q0.7HL8燈管8Q1.0HL9和HL10流水燈1和3Q1.1HL11和 HL12流水燈5和7Q1.2HL13和 HL14流水燈9和11Q1.3HL15和 HL16流水燈13和15Q1.4HL17和 HL18流水燈17和19Q1.5HL19和 HL20流水燈21和23Q2.0HL21和 HL22流水燈24和22Q2.1HL23和 HL24流水燈20和18Q2.2HL25和 HL26流水燈16和14Q2.3HL27

11、和 HL28流水燈12和10Q2.4HL29和 HL30流水燈8和6Q2.5HL31和 HL32流水燈4和2圖4 I/O接線圖3.3單步程序的設計設計單步程序時用到了計數器、移位指令和比較指令。當轉換開關放到單步時，每按一次單步按鈕，計數器加1。同時使用比較指令，把計數器的當前值和設定值進行比較。通過計數器當前值的大小來順序控制燈管和流水燈的亮滅。第4章 調試說明4.1調試說明（1）硬件調試：接通電源前，檢查S7-200 PLC可編程控制器接頭是否接觸良好，其與電腦的通信口連接是否正常。 （2）軟件調試：輸入編寫好梯形圖，并進行語法的檢查（編譯），正確后設置正確的通信口，將編寫好的梯形圖下載到

12、S7-200可編程控制器ROM中，進行的調試。 （3）運行調試：在硬件調試和軟件調試正確的基礎上，打開S7-200 PLC可編程控制器的“RUN”開關進行調試；觀察運行的情況，看運行情況是否按照控制要求進行工作。 4.2調試要求（1）連續(xù)控制時：按下啟動按鈕，長燈管和流水燈同時運行。按下總關閉按鈕，長燈管和流水燈同時熄滅。（2）連續(xù)控制時：按下啟動按鈕，長燈管和流水燈同時運行。此時，按下長燈管單獨關閉按鈕，長燈管熄滅。或者按下流水燈單獨關閉按鈕，流水燈熄滅。并且，在單獨停止長燈管或者流水燈其中任何一個時，再次按下啟動按鈕是無任何反應。只有當按下總停止按鈕之后，再按下啟動按鈕才能同時啟動長燈管和

13、流水燈。（3）單步控制時：按下啟動按鈕之后，每按下一次單步運行按鈕，長燈管或者流水燈狀態(tài)變化一次。單步運行為長燈管先按要求單步運行，之后是流水燈按要求順序運行。4.3確定程序根據以上的調試情況，調試出滿足本廣告屏裝置控制要求的PLC程序，并確定程序。結論本設計能滿足一般的霓虹燈廣告屏的基本控制，可充分發(fā)揮PLC可編程控制器的性能。經過調試運行，其性能穩(wěn)定可靠，性價比高。而且編程簡單易懂，方便以后變換不同的程序進行不同的控制。在編程此梯形圖時大量采用了功能指令，簡化了程序，減少了工作量。采用了移位指令、傳送指令、比較指令和計數器指令。精簡程序的同時，為CPU在每個掃描周期減輕負擔。除此之外，編程

14、中出現一些問題。如怎樣才能更巧妙的使用傳送指令和移位指令的配合，在一個掃描周期里，程序時如何在這些程序中按什么樣的順序執(zhí)行的。同樣也由于沒有實體PLC，而模擬器不能全部模擬器全部指令，并且模擬器使用的電腦CPU和PLC上的CPU掃描周期有很大的不同。所以不確定在模擬器上能成功運行的程序，在實體PLC上也同樣能按照要求運行。設計總結經過這次的課程設計，使得我對PLC的掌握進一步的增強，加深了對PLC它們的理解，并對PLC產生了濃厚的興趣，但是我也深深的知道自己的不足之處，比如說對應用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序復雜程度。多在學習過程中不能想通的問題，在PLC調試過程中，終于得以解決?？梢钥?/p>

15、出它對理論教學起到了必要的補充和額拓寬作用，對培養(yǎng)既具有扎實理論功底又具有相當實踐能力的人才必不可少。在這次的課程中，我發(fā)現PLC在工業(yè)控制中的作用很大，它能使人的控制轉變成電腦的控制，大大地降低了產品的成本，很大地提高生產效率。 在此過程中我還發(fā)現到修改完善程序的重要性。當時編完一個程后感覺是正確的。就是這樣還要仔細檢查自己的程序?？紤]到各種可能發(fā)生的情況。附錄1 梯形圖 28附錄2 語句表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork 1 / 連續(xù)控制時，總開啟與總關閉LD I0.0O M0.2A I0.5AN I0.1= M0.2Network

16、2 / 連續(xù)控制時，開啟燈管和流水燈點亮LD M0.2EU= M0.3Network 3 / 連續(xù)控制時，單獨關閉燈管或者流水燈LD M0.2LPSLD M0.3O M0.0ALDAN I0.2= M0.0LPPLD M0.3O M0.1ALDAN I0.3= M0.1Network 4 / 連續(xù)控制時，停止燈管運行的同時，復位控制燈管的輸出和順序控制LD M0.2A I0.2R Q0.0, 8R S0.1, 8Network 5 / 連續(xù)控制時，停止流水燈運行的同時，復位控制流水燈的輸出和順序控制LD M0.2A I0.3R Q1.0, 8R Q2.0, 8R S2.0, 8Network

17、6 / 全停時復位全部輸出和S0.0LD I0.1R Q0.0, 24S S0.0, 1Network 7 / 連續(xù)控制時，接通時置位S0.0LD SM0.1S S0.0, 1Network 8 LSCR S0.0Network 9 / 分別跳轉到S0.1和S2.0LD M0.2LPSA M0.0SCRT S0.1LPPA M0.1SCRT S2.0Network 10 SCRENetwork 11 / 連續(xù)控制時，燈管控制程序S0.1到S1.0LSCR S0.1Network 12 / 連續(xù)控制時，燈管從1到8順序點亮，用時8sLD M0.0LPSTON T37, 80EUMOVW 0, V

18、W0LPPAN SM0.5EU+I 1, VW0MOVB VB1, QB0SLB VB1, 1Network 13 / 8s后跳轉到S0.2LD T37SCRT S0.2Network 14 SCRENetwork 15 LSCR S0.2Network 16 / 全亮并保持10sLD M0.0TON T38, 100Network 17 / 10s后跳轉到S0.3LD T38SCRT S0.3Network 18 SCRENetwork 19 LSCR S0.3Network 20 / 連續(xù)控制時，燈管從8到1順序熄滅，用時8sLD M0.0TON T39, 80A SM0.5EUSRB Q

19、B0, 1Network 21 / 8s后跳轉到S0.4LD T39SCRT S0.4Network 22 SCRENetwork 23 LSCR S0.4Network 24 / 全熄滅后保持2sLD M0.0TON T40, 20Network 25 / 2s后跳轉到S0.5LD T40SCRT S0.5Network 26 SCRENetwork 27 LSCR S0.5Network 28 / 連續(xù)控制時，燈管從8到1順序點亮，用時8sLD M0.0LPSTON T41, 80EUMOVW 0, VW0LPPA SM0.5EU+I 1, VW0RRB VB1, 1MOVB VB1, Q

20、B0Network 29 / 8s后跳轉到S0.6LD T41SCRT S0.6Network 30 SCRENetwork 31 LSCR S0.6Network 32 / 全亮后保持5sLD M0.0TON T42, 50Network 33 / 5s后跳轉到S0.7LD T42SCRT S0.7Network 34 SCRENetwork 35 LSCR S0.7Network 36 / 連續(xù)控制時，燈管從1到8依次熄滅，用時8sLD M0.0TON T43, 80A SM0.5EUSLB QB0, 1Network 37 / 8s后跳轉到S1.0LD T43SCRT S1.0Netwo

21、rk 38 SCRENetwork 39 LSCR S1.0Network 40 / 全熄滅后保持2sLD M0.0TON T44, 20Network 41 / 2s后跳轉到S0.1LD T44SCRT S0.1Network 42 SCRENetwork 43 / 連續(xù)控制時，流水燈控制程序S2.0到S2.5LSCR S2.0Network 44 / 連續(xù)控制時，流水燈到等第一次循環(huán)控制LD M0.1LPSTON T50, 60EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5EURLB QB1, 1Network 45 / 跳轉到S2.1并復位QB1LD T50SCRT S2.1R Q

22、1.0, 8Network 46 SCRENetwork 47 LSCR S2.1Network 48 / 連續(xù)控制時，流水燈到等第二次循環(huán)控制LD M0.1LPSTON T51, 60EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5EURLB QB1, 1Network 49 / 跳轉到S2.2并復位QB1LD T51SCRT S2.2R Q1.0, 8Network 50 SCRENetwork 51 LSCR S2.2Network 52 / 連續(xù)控制時，流水燈到等第三次循環(huán)控制LD M0.1LPSTON T52, 60EUMOVB 128, QB1LPPAN SM0.5EURLB

23、QB1, 1Network 53 / 跳轉到S2.3并復位QB1LD T52SCRT S2.3R Q1.0, 8Network 54 SCRENetwork 55 LSCR S2.3Network 56 / 連續(xù)控制時，流水燈(24)(22)到(20)(18)等第一次循環(huán)控制LD M0.1LPSTON T53, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0.5EURLB QB2, 1Network 57 / 跳轉到S2.4并復位QB2LD T53SCRT S2.4R Q2.0, 8Network 58 SCRENetwork 59 LSCR S2.4Network 60 / 連續(xù)控制時，

24、流水燈(24)(22)到(20)(18)等第二次循環(huán)控制LD M0.1LPSTON T54, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0.5EURLB QB2, 1Network 61 / 跳轉到S2.5并復位QB2LD T54SCRT S2.5R Q2.0, 7Network 62 SCRENetwork 63 LSCR S2.5Network 64 / 連續(xù)控制時，流水燈(24)(22)到(20)(18)等第三次循環(huán)控制LD M0.1LPSTON T55, 60EUMOVB 128, QB2LPPA SM0.5EURLB QB2, 1Network 65 / 跳轉到S2.0并復位Q

25、B2LD T55SCRT S2.0R Q2.0, 8Network 66 SCRENetwork 67 / 單步控制程序/ 單步控制時，啟動和關閉LD I0.0O M1.0A I0.6AN I0.1= M1.0Network 68 / 關閉或者單步到終點時復位QB0、QB1和QB2LD M1.0LPSLD I0.1O C1ALDEUR Q0.0, 24LPPA I0.6EDR Q0.0, 24R C1, 1Network 69 / C1計數器用于單步控制LD M1.0A I0.4EULD M1.0LD I0.1O C1ALDEUCTU C1, 69Network 70 / 單步控制時，燈管1到

26、8順序點亮LD M1.0LPSAW= C1, 1EUMOVW 0, VW0LPPA I0.4AW>= C1, 1AW<= C1, 8EU+I VW0, VW0+I 1, VW0MOVB VB1, QB0Network 71 / 單步控制時，燈管8到1順序熄滅LD M1.0A I0.4AW<= C1, 16AW>= C1, 9EUSRB QB0, 1Network 72 / 單步控制時，燈管8到1順序點亮LD M1.0LPSAW= C1, 17EUMOVW 0, VW0LPPA I0.4AW<= C1, 24AW>= C1, 17EU+I 1, VW0RRB VB1, 1MOVB VB1, QB0Network 73 / 單步控制時，燈管1到8順序熄滅LD M1.0A I0.4AW>= C1, 25AW<= C1, 32EUSLB QB0, 1Network 74 / 單步控制時