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1、2017届课程设计plc课程设计论文设计题目： 用plc控制彩灯状态 学生姓名： 秦梅艳、赵芳琴、黄婷 学 号：5011213328、5011213303、5011213325 所属学院： 信息工程学院 专 业： 计算机科学与技术 班 级： 17-3班 指导教师： 张鹏程 教师职称： 讲师 摘要随着社会经济的发展，城市美化问题越来越引起人们的关注。由于流水灯所具有的特有流动感而广泛应用于广告控制及人们生活中，给人们一种美感，为人们生活带来乐趣。在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。实现流水灯闪烁系统的控制方法很多，可以用标准逻辑器件、可
2、编程序控制器PLC、单片机等方案来实现。其中用标准逻辑器件来实现电路在很大程度上要受到逻辑器件如门电路等的影响，调试工作极为不易，而单片机编程复杂不容易掌握。因此，最终我们选择了用可编程的控制器PLC来实现系统功能的设计。可编程序控制器在工业自动化中的地位极为重要，广泛的应用于各个行业。随着科技的发展，可编程控制器的功能日益完善，加上小型化、价格低、可靠性高，在现代工业中的应用更加突出。城市交通灯控制采用的可编程制器具有可靠性高、维护方便，用法简单、通用性强等特点。关键词：PLC 彩灯 程序 控制 PLC的硬件结构 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机从结构上分
3、，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。其结构如图2-1所示。 中央处理单元(CPU)是PLC 的控制中枢，它按照PLC 系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据、检查电源、存储器I/O以及警戒定时器的状态；并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令
4、解释后，按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O 映象区或数据寄存器内，等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止运行。如图2-1 PLC的结构图： 图2-1 PLC的结构图 2.2 PLC的工作原理它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电接触控制技术相结合的产物，它克服了继电接
5、触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序的编制工作， 就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。 PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入/输出接口、电源、编程器扩展器接口和外部设备接口等几个主要部分组成。PLC是
6、采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。 PLC的扫描一个周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段.PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。 PLC在
7、程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，执行的结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。PLC选型西门子s7-200 SIMATICS7-200系列可编程控制器是德国西门子公司生产的高性能价格比的微型可编程控制器。由于它具有结构小巧，运行速度快，价格低廉及多功能多用途等特点，因此在工业企业中得到了广泛的应用。 S7-200系列PLC系统由基本单元、I/O扩展单元、功能单元和外部设备等
8、组成。其结构如图所示： S7-200PLC结构图 S7-200技术指标1、西门子PLC的基本指令 位逻辑指令主要包括：位逻辑运算指令、位操作指令和位测试指令，逻辑操作结果(RLO)用以赋值、置位、复位布尔操作数，也控制定时器和计数器的运行。 置位复位：置位复位指令是之将线圈设计成置位线圈和复位线圈的两大部分，将存储器的置为位，复位功能分离开来。 上升沿和下降沿触发：边沿触发器是指用边沿触发信号产生一个机器周期的扫描脉冲，正跳变触发指输入脉冲上升沿使触点闭合一个扫描周期。副跳变触发是指输入脉冲的下降沿使触点闭合一个扫描周期。 定时器指令：S7-200的定时器为增量型定时器，用于实现时间控制。 2
9、、西门子PLC的特点s7-200具有结构小巧，运行速度高，价格低廉及多功能多用途等特点，因此在工业中小型企业中得到了广泛的应用。彩灯设计PLC可编程序控制器是以微处理器为基础,综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展而来的一种新型工业控制装置。它具有结构简单、编程方便、可靠性高等优点,已广泛用于工业过程和位置的自动控制中。本设计是用PLC来实现对按钮SB1，SB2，按钮动作控制。按下SB1，每个灯隔1s亮一个，灭一个，如此正反循环，再次按下SB1停止。按下SB2，每个灯隔2s亮一个，灭一个，如此正反循环，再次按下SB2停止按下SB2停止。系統调试运行是用组态软件进行仿真的，最终经过多次调试
10、实现了我们所需的全部设计要求。 PLC输入输出电路图：程序及梯形图设计：Network 1 / 网络标题/ 网络注释A I 0.0 JNB _001 CALL 1S_001: NOP 0Network 2/ 网络标题/ 网络注释A I 0.1 JNB _002 CALL 2S_002: NOP 0Network 3/ 网络标题/ 网络注释A( A( A M 30.0 JNB _003 L 1 T MW 10 SET SAVE CLR _003: A BR ) JNB _004 L 1 T MW 100 SET SAVE CLR _004: A BR ) JNB _005 L 128 T MW
11、102_005: NOP 0Network 1/ 网络标题/ 网络注释L MW 0 L 1 +I T MW 0 L MW 0 L 10 =I JCN A_1 L 0 T MW 0 S M 20.0Network 2/ 网络标题/ 网络注释A_1: NOP 0 L MW 2 L 1 +I T MW 2 L MW 2 L 20 =I JCN A_2 L 0 T MW 2 S M 20.1Network 3/ 网络标题/ 网络注释L MW 100 L 16Network 4/ 网络标题/ 网络注释A_2: NOP 0Network 1/ 网络标题/ 网络注释 A( A M 20.0 JNB _001 L MW 10 L MW 100 SLW T MW 100 SET SAVE CLR _001: A BR ) JNB _002 L MW 100 T QW 4_002: NOP 0Network 2/ 网络标题/ 网络注释 AN M 255.0 R M 20.0Network 1/ 网络标题/ 网络注释A( A M 20.1 JNB _001 L MW 10 L MW 102 SRW T MW 102 SET SAVE CLR _001: A BR ) JNB _002 L MW 102 T Q
