節(jié)日彩燈課程報告

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1、緒論

1.1節(jié)日彩燈的現(xiàn)狀

由于生活水平不斷提高，人民向往較佳的生活質(zhì)素，對燈具燈飾也不斷提出了新要求，近年來燈飾市場有以下狀況：功能細分，人們要求燈具能符合不同場合，不同照光功能的需求日高，因此適用于各種使用要求的燈具逐應運而生，如學生燈、書寫燈、應急燈、日光燈、霞光燈、晚餐燈以及不同高度的落地燈等新品疊出；高技術(shù)化，由于電子技術(shù)被廣泛用于燈具的制造，適應不同的電壓，使可調(diào)理亮度的第三代照光燈具多起來。無頻閃燈、3種波長色譜可調(diào)燈，放射遠紅外光燈等具備保護視力功能的燈具也開始推出市場；多功能化，符合當前的消費時尚、集多種功能于一體的燈如床頭兼作光敏電話自控燈、帶八音盒臺燈等，是近年另一需求特點；節(jié)能環(huán)保，新推出的高科技無頻閃書寫燈，光線平穩(wěn)并可節(jié)能源50%，這種燈具很受消費者的歡迎。環(huán)保是燈具生產(chǎn)技術(shù)的嶄新主題，顯示人們對居室生態(tài)環(huán)境的重視，這亦是未來家居照明的主要發(fā)展方向。

1.2節(jié)日彩燈的發(fā)展趨勢

1)向高效節(jié)能方向發(fā)展首先是采用節(jié)能光源，然后是依照節(jié)能光的尺寸、形狀，精心設(shè)計燈具的光學系統(tǒng)，真正提高燈光的有效利用率。如在射燈中，選用光色好的高強度氣體放電燈，可造成一個光線彌散、均勻溫柔的照明環(huán)境，且燈具的保護角小、效率高，能較好地顯示建筑物結(jié)構(gòu)。

2)向集成可調(diào)化方向發(fā)展技術(shù)的迅速發(fā)展各種集成化裝置和電子算機控制系統(tǒng)對燈具和照明系統(tǒng)的應用取得了顯著的進步，如應用電子鎮(zhèn)流器對燈具及照明系統(tǒng)進行調(diào)光、遙控、控制光色。

3)向多功能小型化發(fā)展隨著緊湊型光源的發(fā)展鎮(zhèn)流器等燈用電器配件的超小、超薄、各種新技術(shù)、新工藝的不斷采用，現(xiàn)代燈具正在向小型、實用和多功能方向發(fā)展。

4)向裝配系列化轉(zhuǎn)現(xiàn)代燈具的選型追求簡單明快淘汰了過去一味追求表面華美的造型及過分裝飾的風格。既強調(diào)特性，又強調(diào)與背景環(huán)境的協(xié)調(diào)，還

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重視表現(xiàn)燈具材料的質(zhì)感。為了保證照明條件和視覺的舒適感，燈具大都配有各種系列成套的配件選擇，以使用戶根據(jù)需要自我調(diào)整。

1.3節(jié)日彩燈的主要內(nèi)容

彩燈控制是以彩燈為主，種類繁多，也是一種傳統(tǒng)的燈具方式，隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在大量場合可以看到彩燈閃爍。彩燈由于其豐富的燈光閃爍，低廉的造價以及控制簡單等特點而得到了廣泛的應用，但目前市場上各式樣的彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)繁雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能依照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場合、不同時間段的需要來調(diào)理亮燈時間、模式、閃爍頻率等動態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、電路繁雜、功率損耗大等缺點。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對現(xiàn)有的彩燈控制器進行改進。本文提出了一種基于PLC的彩燈控制方案，實現(xiàn)對彩燈的控制。本方案以PLC作為主控核心，與組態(tài)王通訊鏈接，實現(xiàn)人機控制，顯示不同的花招。

2、節(jié)日彩燈工作原理

本系統(tǒng)主要通過PLC實現(xiàn)彩燈的閃爍控制，控制要求：有8組彩燈．要求做成跳閃的形式。即：按下起動按鈕：⑴第一組亮；⑵經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第三、四組亮；⑶經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，其次組亮．⑷經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第四、五組亮；⑸經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第三組亮．⑹經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，第五、六組亮；⑺經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第四組亮；⑻經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第六、七組亮；⑼經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第五組亮；⑽經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，第七、八組亮；⑾經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第六組亮。⑿經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，第一、八組亮．⒀0經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第七組亮．⒁0經(jīng)過亮0.5S，熄火0.5S后,第一、二組亮；⒂0第八組亮；⒃經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，其次、三組亮??如此循環(huán)。直到按下中止按鈕。并制作一個組態(tài)畫面，使組態(tài)王與PLC通訊連接，實現(xiàn)控制。

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3、節(jié)日彩燈的硬件配置

3.1S7-200編程軟件介紹

西門子S7-200系列PLC是德國西門子公司（Siemens）出品的,小型PLC。

1994年S7-200PLC進入中國，立刻受到了用戶的廣泛歡迎；隨著1998年S7-200PLC升級為其次代產(chǎn)品，2023年S7-200PLC升級為第三代產(chǎn)品，S7-200PLC已經(jīng)成為小型PLC中的佼佼者。應用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動監(jiān)測，自動化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種紡織機械、中央空調(diào)、印刷機械、包裝機械、工程機械、小型機床、樓宇自控、民用設(shè)施、環(huán)境保護設(shè)備等等。適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡皆能實現(xiàn)繁雜控制功能，具有較高的性能/價格比。

3.2S7-200通訊參數(shù)設(shè)置

S7-200系列PLC可以通過西門子STEP7-Micro/WIN為S7-200PLC配置波特率和PLC地址。當為S7-200修改參數(shù)后，需要將改動參數(shù)的系統(tǒng)塊下載至S7-200。每臺S7-200CPU的默認波特率為9.6kbps(即:9600bps)，默認PLC地址為2。當PLC設(shè)置地址時，一次只能連接并設(shè)置一個PLC。

3.3節(jié)日彩燈的I/O分派

依照試驗要求，本試驗需要兩個輸入點和八個輸出點，兩個輸入點分別為I0.0

和I0.1，八個輸出點分別為Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7。其I/O分派表如下圖所示；

表1輸入地址分派表

輸入地址I0.0定義開始按鈕輸入地址I0.1定義中止按鈕3

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表2輸出地址分派表

輸出地址Q0.0Q0.2Q0.4Q0.6定義第一組彩燈第三組彩燈第五組彩燈第七組彩燈輸出地址Q0.1Q0.3Q0.5Q0.7定義其次組彩燈第四組彩燈第六組彩燈第八組彩燈4、節(jié)日彩燈軟件設(shè)計

4.1編程軟件介紹

Step編程軟件用于西門子系列工控產(chǎn)品包括SIMATICS7、M7、C7和基于PC的WinAC的編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置，是SIMATIC工業(yè)軟件的重要組成部分。

Step7Basic——針對于西門子最新的S7-1200系列的編程軟件，其中可以包含S7-1200專用的觸摸屏進行組態(tài)，同時也可以對1200專用的伺服進行設(shè)定。

Step7——S7-300/400的編程軟件，編程方式僅局限于LAD，STL，F(xiàn)BD。Step7Micro——西門子S7-200的編程軟件。

S7-200，S7-300，S7-1200只能使用其對應的編程軟件進行編程。STEP7具有以下功能：硬件配置和參數(shù)設(shè)置、通訊組態(tài)、編程、測試、啟動和維護、文件建檔、運行和診斷功能等。STEP7的所有功能均有大量的在線幫助，用鼠標開啟或選中某一對象，按F1可以得到該對象的相關(guān)幫助。在STEP7中，用項目來管理一個自動化系統(tǒng)的硬件和軟件。STEP7用SIMATIC管理器對項目進行集中管理，它可以便利地瀏覽SIMATICS7、M7、C7和WinAC的數(shù)據(jù)。實現(xiàn)STEP7各種功能所需的SIMATIC軟件工具都集成在STEP7中。

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4.2程序的設(shè)計

本系統(tǒng)主要通過PLC實現(xiàn)彩燈的閃爍控制，控制要求：有8組彩燈．要求做成跳閃的形式。按下起動按鈕：⑴第一組亮；⑵經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第三、四組亮；⑶經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，其次組亮．⑷經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第四、五組亮；⑸經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第三組亮．⑹經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，第五、六組亮；⑺經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第四組亮；⑻經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第六、七組亮；⑼經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第五組亮；⑽經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，第七、八組亮；⑾經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第六組亮。⑿經(jīng)過亮0.5S,熄滅0.5S后，第一、八組亮．⒀0經(jīng)過亮0.5S，熄滅0.5S后，第七組亮．⒁0經(jīng)過亮0.5S，熄火0.5S后,第一、二組亮；⒂0第八組亮；如此循環(huán)。直到按下中止按鈕。外部接線圖如圖4.2.1所示：

圖4.2.1PLC外部接線圖

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4.3順序功能圖

4.4程序分析

當M0.1、M2.6、M3.2接通時，Q0.0導通，第一組燈亮。

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當M0.5、M3.2、M3.6接通時，Q0.1導通，其次組燈亮。

當M0.3、M1.1、M3.6接通時，Q0.2導通，第三組燈亮。

當M0.3、M0.7、M1.4接通時，Q0.3導通，第四組燈亮。

當M0.7、M1.3、M2.0接通時，Q0.4導通，第五組燈亮。

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當M1.3、M1.6、M2.4接通時，Q0.5導通，第六組燈亮。

當M1.6、M2.2、M3.0接通時，Q0.6導通，第七組燈亮。

當M2.2、M2.6、M3.4接通時，Q0.7導通，第八組燈亮。

當I0.1導通時，系統(tǒng)中止。

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4.5系統(tǒng)的調(diào)試

(1)程序的輸入和編輯。將節(jié)日彩燈的控制程序輸入PLC中，通過編輯和檢查，確保程序無誤。

(2)調(diào)試和模擬。對PLC進行單機調(diào)試，模擬節(jié)日彩燈的閃爍過程，直到符合標準為止。在單機運行正常后，方可聯(lián)機運行。

(3)聯(lián)機調(diào)試和運行。聯(lián)機運行首先確保通信設(shè)備正確可靠，自動進行調(diào)試，直到符合項目要求為止。

5、節(jié)日彩燈監(jiān)控界面的設(shè)計

5.1組態(tài)軟件的概述

組態(tài)軟件，又稱組態(tài)監(jiān)控軟件系統(tǒng)軟件。譯自英文SCADA，即SupervisoryControlandDataAcquisition（數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制）。它是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件。它們處在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的應用領(lǐng)域很廣，可以應用于電力系統(tǒng)、給水系統(tǒng)、石油、化工等領(lǐng)域的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制以及過程控制等諸多領(lǐng)域。在電力系統(tǒng)以及電氣化鐵道上又稱遠動系統(tǒng)。

組態(tài)軟件在國內(nèi)是一個約定俗成的概念，并沒有明確的定義，它可以理解為“組態(tài)式監(jiān)控軟件〞。“組態(tài)（Configure）〞的含義是“配置〞、“設(shè)定〞、“設(shè)置〞等意思，是指用戶通過類似“搭積木〞的簡單方式來完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫計算機程序，也就是所謂的“組態(tài)〞。它