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1、霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试机电工程学院课 程 设 计 说 明 书设计题目:霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试学生姓名： 000 学 号： 0 专业班级： 03 指导教师： 0 2012 年 12 月 20 日霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试内容摘要为展现商家的形象和“品位”,在夜晚展现出一个美好的夜景，一般都会采用“个性”霓虹灯广告屏来装饰商场。这就涉及到如何去控制商家所需的霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题。如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点。PLC 是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,霓虹灯和流水灯的亮灭、闪
2、烁时间及流动方向等，均可以通过 PLC 来达到控制的要求。本课程设计根据课题上的几点要求，进行 I/O 口估算，并选择 PLC 型号、绘制流程图和设计梯形图。以及编写程序清单、调试程序、修改程序并最终确定程序，最终实现课程要求。在编写程序的时候用到了传送指令和位移指令，使程序变得更加简洁。同时在单步控制的时候用到了计数器和比较指令，使程序简洁明了。基本实现对霓虹灯的正确、简洁、稳定的控制。关键词：广告屏；PLC 控制；单步/连续控制；位移指令霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试目 录第 1 章 引言 .11.1 课程设计内容和要求 .11.2 总体设计思路 .2第 2 章 霓虹灯 P
3、LC 控制的系统总体方案设计 .22.1 设计原理及方案选择 .22.2 所需元器件介绍 .22.3 控制流程图设计 .22.4 I/O 分配 .32.5 I/O 接线图 .3第 3 章 软件设计 .33.1 单步/连续控制的实现 .33.2 连续控制的设计 .33.3 单步程序的设计 .8第 4 章 调试说明 .84.1 调试说明 .84.2 调试要求 .84.3 确定程序 .8结论 .9谢辞与设计总结 .10附录 1 梯形图 .11附录 2 语句表 .28霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试1第 1 章 引言1.1 课程设计内容和要求1. 霓虹灯广告屏装置 PLC 控制梯形图的设
4、计与调试该广告屏由 8 根灯管和 24 只流水灯组成，每 4 只流水灯为一组，如图 1所示：图 1 霓虹灯广告屏示意图2. 控制要求（1）该广告屏中间 8 根灯管亮灭的时序为：第 1 根亮2 亮3 亮第 8 根亮，时间间隔为 1s，全亮后，显示 10s，再反过来从871 按 1s 间隔顺序熄灭，全灭后停亮 2s；再从第 8 根开始亮，顺序点亮 761，时间间隔 1s，显示 5s，再从 128 按 1s 间隔顺序熄灭，全灭后停亮 2s，然后重复运行，周而复始。（2）24 只流水灯，4 个一组分成 6 组，从按 1s 时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔 1 灯为亮，即从“、”亮“、”亮，同时“、
5、”灭“ 、 ”亮，同时“、”灭，如此移动一段时间（如 30s）后，再反过来移动一段时间：“ (24)(22) ”亮 “ (20)(18) ”亮，同时“ (24)(22) ”灭，如此循环往复。（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试2（4）起动时，灯管和流水灯能同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。（5）要求有移位指令的应用。1.2 总体设计思路通过分析本课程设计的控制要求，进而确定 PLC 的 I/O 接口的数目、选择合适的 PLC 型号和扩展模块、选择合适的流程并绘制流程图、根据流程图设计梯形图、编写程序并调试程序、修改不合理程序、并最终确
6、定程序。从而实现控制 8 个霓虹灯和周围的 24 流水灯的有规律的闪烁。第 2 章 霓虹灯 PLC 控制的系统总体方案设计2.1 设计原理及方案选择根据要求，8 个长灯管分别单独控制，24 个流水灯每两个一组进行控制。八个长灯管用到 8 个输出，24 个流水灯每两个一组公用一个输出，所以流水灯共用到 12 个输出，整个控制程序一共用到 20 个输出。选择 PLC：西门子 S7-200 本身自带 16 个输出口在加上一个扩展模块 EM223 的 8 个输出口，一个有 24 个输出口，因此可以实现要求。硬件的配置主要有：电源；西门子 S7-200PLC 和扩展模块 EM223；8 个长灯管；24
7、个流水灯；足够数量的导线。2.2 所需元器件介绍(1)电源:普通用电电压交流 220V(2)长灯管:8 个适合本广告屏使用的长灯管,所需电压为交流 220V(3)流水灯:24 个适合本广告屏使用的流水灯,所需电压为交流 220V(4)PLC:西门子 S7-200 CPU226 PLC 一个,EM223 DI8/DO8*DC24V/继电器扩展模块一个(5)各类导线及开关:若干2.3 控制流程图设计根据要求,此广告屏控制装置需要连续控制和单步控制。使用转化开关，当转换开关放到连续控制时，广告屏便以连续控制的方式运行；当装好开关放到单步控制时，广告屏便以单步控制的方式运行。2.3.1 连续控制连续控
8、制时采用顺序控制的方式来实现。当按下启动按钮时，长灯管和流霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试3水灯一起启动。当按下总关闭按钮时，长灯管和流水灯一起熄灭。在启动按钮按下后，广告屏正在工作时，单独按下长灯管关闭按钮或者流水灯关闭按钮，实现单独熄灭长灯管和流水灯。连续控制流程图如图 2 所示2.3.2 单步控制采用计数器，用计数器的值与比较指令比较进行单步控制操作。如图 3 所示2.4 I/O 分配经估算并最终确定输入口为 7 个、输出口为 20 个。其中（1）输入口：包括 1 个启动按钮 SB1，1 个总停止按钮 SB2，1 个长灯管单独停止按钮 SB3，1 个流水灯单独停止按钮 SB
9、4，1 个单步控制按钮 SB5，以及一个两个点位的转化开关 SA。(2)输出口：包括控制 8 个长灯管的 8 个输出口，控制 24 个流水灯的 12 个输出口（流水灯每两个一组为一个输出口）。I/O 分配表如图表 12.5 I/O 接线图根据需要选择西门子 S7-200 CPU226 PLC 和扩展模块 EM223 DI8/DO8*DC24V/继电器.I/O 接线图如图 4 所示第 3 章 软件设计3.1 单步/连续控制的实现为实现单步和连续控制，使用了单步的常开开关来常开单步控制软件部分，只有当单步常开开关闭合时，才能使后面的单步控制程序运行。同样使用了连续的常开开关来常开连续控制软件部分，
10、只有当连续常开开关闭合时，才能使后面的连续控制程序运行。3.2 连续控制的设计设计连续控制时，使用了顺序控制程序和移位指令，并用定时器来实现定时和跳转。在连续控制时，同时启动长灯管和流水灯。在长灯管程序前加上自锁程序，当单独直接关闭长灯管时，长灯管熄灭并初始化长灯管程序。同样在流霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试4水灯程序前加上其自锁程序，当单独关闭流水灯时，流水灯熄灭并初始化流水灯程序。霓虹灯广告屏装置 PLC 控制程序的设计与调试5S 0 . 0S 0 . 1 S 2 . 0S 0 . 2S 0 . 3 S 2 . 2S 2 . 1S 0 . 4 S 2 . 3S 0 . 5 S 2 . 4S 2 . 5S 0 . 6S 0 . 7S 1 . 08 个灯管顺序点亮8 个灯管全亮 1 0 s8 个灯管逆序熄灭8 个灯管全熄 2 s8 个灯管逆序点亮8 个灯管全亮 5 s8 个灯管顺序熄灭8 个灯管全熄 2 s6 个流水灯顺序亮灭6 个流水灯顺序亮灭6 个流水灯顺序亮灭6 个流水灯顺序亮灭6 个流水灯顺序亮灭6 个流水灯顺序
