目录弓I言 2、 31 PLC课程设计任务 32 PLC课程设计要求 3二、 PLC的相关知识 31 PLC的历史和发展 32 PLC的定义和特点 53 PLC的应用领域 54 PLC的工作原理 6三、 控制系统的硬件设计 71 主电路图 72 控制电路原理图 73 PLC硬件配置 84 PLC的外部接线图 8四、 控制系统的软件设计 91 I/O分配表 92梯形图程序 93控制系统的指令表 104控制系统测试 11五、 电气设备及其元件明细表 11总结 12参考文献 13引言随着科学技术的发展以及人们生活水平的提高，在现代生活中彩灯作为一 种装饰，既可增加人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添们节日气氛， 为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果随着电子技术的发展， 应用系统想着小型化、快速化、大容量、重量轻、功能全的方向发展，PLC技术 的应用引起电子产品及系统开发的巨大变革针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩 灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制 要求在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作 模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。
长明灯的特点是只要灯 投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动 态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制流水灯负载变化频率 高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形变幻 灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周 期性地花样变化，但频率不高流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制而本次设计的8路彩灯是属于变换灯的一种，8路彩灯循环工作，整个过程 可以通过PLC自动完成控制，减轻了设计人员的工作强度，提高了设计质量， 减小了出错机会关键词：PLC 循环 控制—、概述1 PLC课程设计任务设计一段彩灯控制程序，控制8盏彩灯循环工作，并实现下列控制：(1) 程序开始时，灯l(QO.O)亮；(2) 一次循环扫描且定时时间到后，灯l(QO.O)灭，灯2(Q0. 1)亮；(3) 再次循环扫描且定时时间到后，灯2(Q0.0)灭，灯3(Q0.2)亮一一， 直至灯8亮灯8灭后循环重新开始2 PLC课程设计要求(1) 每隔10秒种亮一只灯，并循环往复工作2) 画出节日彩灯控制梯形图，彩灯循环控制图，写出程序清单等3) 用A4纸打印。
二、PLC的相关知识1 PLC的历史和发展最初的工厂自动化控制主要是以继电器回路控制占据主导地位，电气控 制人员常常抱怨这种控制系统体积大、耗电多、寿命短、可靠性差以及运行 速度慢等缺点，急需要一种新的控制装置来取代，所以PLC的出现是顺应时 代、趋势的发展它的出现，在技术角度大大方便了电控设计人员，软硬件 设计简便，维护方便，在体积、可靠性、耗电量有很大程度的提高，从而带 动成本的节约，而且可以通过计算机进行数据的传输和监控，一系列的优点 使PLC很快被接受并代替继电器控制回路广泛应用于工厂自动控制中伴随时代发展，进入21世纪崭新工业控制领域，PLC仍然能够引导自动 化行业的发展，主要是由于在最初其采用计算机的设计思想和适应各种现场 应用，随着电子事业的飞速发展，PLC已经可以在各个领域去适应不同的客 户要求这就是PLC的生命力，具有一个非常灵活的大脑，和可以随时变化 和更新的身体部件目前，在全球PLC制造商中，根据美国Auto ma tion Research Corp（AR C）调查，世界PLC领导厂家的五霸分别为Siemens（西门子）公司、Allen-Br adley（A-B）公司、Schneider（施耐德）公司、Mitsubishi（三菱）公司、Omrom （欧姆龙）公司，他们的销售额约占全球总销售额的三分之二。
PLC已在主要工业国家中成为自动化系统的基本电控装置它具有控制 方便、可靠性高、容易掌握、体积小、价格适宜等特点据统计，当今世界 PLC生产厂家约150家，生产300多个品种2000年销售额约为86亿美元， 占工控机市场份额的50%，PLC将在工控机市场中占有主要地位，并保持继 续上升的势头新一代的PLC具有PID调节功能，它的应用已从开关量控制扩大到模拟 量控制领域，广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业但PLC也面临 着其它行业工控产品的挑战，各厂家正采取措施不断改进产品，主要表现为 以下几个方面：1. 微型、小型PLC功能明显增强很多有名的PLC厂家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的PL C三菱的FXOS14点（8个24VDC输入，6个继电器输出），其尺寸仅为58mm X89mm，仅大于信用卡几个毫米，而功能却有所增强，使PLC的应用领域扩 大到远离工业控制的其它行业，如快餐厅、医院手术室、旋转门和车辆等， 甚至引入家庭住宅、娱乐场所和商业部门2. 集成化发展趋势增强由于控制内容的复杂化和高难度化，使PLC向集成化方向发展，PLC 与PC集成、PLC与DCS集成、PLC与PID集成等，并强化了通讯能力和网络 化，尤其是以PC为基的控制产品增长率最快。
PLC与PC集成，即将计算机、 PLC及操作人员的人?机接口结合在一起，使PLC能利用计算机丰富的软件资 源，而计算机能和PLC的模块交互存取数据以PC机为基的控制容易编程 和维护用户的利益，开放的体系结构提供灵活性，最终降低成本和提高生产 率3. 向开放性转变PLC曾存在严重的缺点，主要是PLC的软、硬件体系结构是封闭而不是 开放的，绝大多数的PLC是专用总线、专用通信网络及协议，编程虽多为梯 形图，但各公司的组态、寻址、语文结构不一致，使各种PLC互不兼容国 际电工协会(IEC)在1992年颁布了 IEC1131-3《可编程序控制器的编程软件 标准》，为各PLC厂家编程的标准化铺平了道路现在开发以PC为基、在W INDOWS平台下，符合IEC1131-3国际标准的新一代开放体系结构的PLC正在 规划中2 PLC的定义和特点PLC的定义有许多种国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是：可编程 控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计它 采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、 计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各 种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工 业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计工业可编程序控制 器(PLC)则在工控领域中占有主要的地位PLC具有通用性强、使用方便、适 应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点3 PLC的应用领域自60年代末第一台PLC问世以来，已很快被应用到机械制造、冶金、矿 业、轻工等各个领域，大大推进了机电一体化进程，被人们称为现代工业控 制三大支柱之一为什么PLC会有如此的生命力？首先由于历史的原因，经 过长时间的发展和完善PLC的编程概念和控制思想已为广大的自动化行业 人员所熟悉，这是一个目前任何其他工业控制器都无法与之相提并论的巨大 知识资源；其次，PLC系统硬件技术成熟，性能价格比较高，运行稳定可靠, 开发过程也简单方便，运行维护成本很低而且PLC是从取代工厂内继电器线路、进行顺序控制发展开来的工业控制产品从诞生之日起，PLC在工业 环境适应性(包括现场安装环境以及电磁干扰的防护性)、连续生产以及人 机接口等方面都有充分的考虑，具有稳定可靠、简单易用、操作维护方便等 优点，这是它能持久占有市场的根本原因所有这些特点造就了PLC的旺盛 生命力。
例如其可靠性也就是说和一般家庭、办公室相比，在恶劣的工业 环境中，能够24小时连续运行365天，且10年不停止的除了可编程序控制 器 PLC以外别无他物4 PLC的工作原理PLC是一种存储程序的控制器用户根据某一对象的具体控制要求， 编程号控制程序后，用编程器将程序键入到PLC的用户程序存储器中寄存 PLC的控制功能就是通过运行用户程序来实现的PLC扫描工作方式主要分三个阶段：输入采样、程序执行、输出刷新1) 输入采样PLC在开始执行程序之前，首先扫描输入端子，按顺序将所 有输入信号读入到寄存输入状态的输入映像寄存器中，这个过程称为输 入采样PLC在运行程序时，所需的输入信号不是现时取输入端子上的 信息，而是取输入映像寄存器中的信息在本工作周期内这个采样结果 的内容不会改变，只有到下一个扫描周期输入采样阶段才被刷新2) 程序执行PLC完成采样工作后，按顺序从0000号地址开始的程序进 行扫描执行，并分别从输入映像寄存器、输出映像寄存器以及辅助继电 器中获取所需的数据进行运算处理再将程序执行的结果写入寄存执行 结果的输出映像寄存器中保存但这个结果在全部程序未被执行完毕之 前不会送到输出端子上。
3) 输出刷新 在执行到END的命令时，即指行完用户所有程序后，PLC将 输出映像寄存器中的内容送到输出锁存器中进行输出，驱动用户设备三、控制系统的硬件设计1主电路图控制电路原理图73 PLC硬件配置三凌 PLC FX1S-30MRFX1S-30MR系列PLC把优良的特点都融合进一个很小的控制器中FX1S适用于最小的封装，提供多达30个I/O,并且能通过串行通信传输 数据可以同时输出2点lOOKHz脉冲，配备有7条特殊的定位指令，包 括零返回、绝对位置读出、绝对或相对地址表达方式以及特殊脉冲输出控 制内置式24V直流电源工作电压交流220V4 PLC的外部接线图流电四、控制系统的软件设计1 I/O分配表输入I/O接口输出I/O接口SB1启动按钮X000Y000L1SB2停止按钮X001Y001L2Y002L3Y003L4Y004L5Y005L6Y006L7Y007L82梯形图程序XOOO K001 T50T ——MY000T1T57T MT50 X001 T51T ——Y001T MT51 X001 T521— ——舛{Y000K100