2022年塔灯显示系统控制系统

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1、课 程 设 计 报 告 书所属课程名称机电传动控制（含PLC）题目塔灯显示系统控制系统分院机电学院专 业、班 级学号学 生 姓 名指 导 教 师2013 年 7 月 18 日目录1课程设计任务书12总体设计 23硬件系统设计 4成绩：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 17 页4程序设计 65程序调试及结果分析136总结 147参考文献 15精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 17 页辽东学院1 课 程 设 计 任 务 书课程设计题目：塔灯显示系统控制系统

2、课程设计时间：自 2013 年 7 月 8 日起至 2013 年 7 月 18 日.课程设计要求：合上启动按钮后，按以下规律显示：L1、 L2、L9L1 、 L5、L8L1 、L4 、L7L1 、L3 、 L6 L1 L2、 L3 、 L4 、 L5 L6、 L7 、 L8、 L9 L1、 L2、 L6 L1 、 L3、 L7 L1 、L4、L8 L1、 L5、L9 L1 L2、L3 、L4、L5 L6、L7、L8、L9 L1、L2、L9 如此学生签名： 2013 年 7 月 18 日课程设计评阅意见工程课程设计态度评价(包含出勤情况等）10%任务难易度及创新性评价20%综合设计能力评价30%

3、报告书写规范评价20%口试20%成绩综合评定等级评阅教师：2013 年月日2 总体设计2.1 天塔之光地应用简介天塔之光控制系统主要应用在闪光灯或花样灯饰中，目前我国灯具市场地发展空间十分广阔 .近年来，伴随我国人民生活水平逐年提高，城镇住宅建设以及室内装饰装修热度不减，人均住房面积地扩大，在促使一室一灯为一室多灯、增加局部照明地同时，所用灯具精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 17 页正逐步由低档产品向中高档产品发展，民用照明需求旺盛.从发展趋势上看，今后灯具除了其外观及内在质量要求越来越优秀、时尚、体现个性等，对其功能细

4、化、科技含量、节能环保等方面地要求也越来越高.作为与人们日常生活密切相关地灯饰市场需求，更是以每年15左右地幅度增长.2.2 塔灯工作控制要求本次设计要求：合上启动按钮后，九盏灯按以下规律显示：L1 、 L2、 L9L1 、L5 、L8 L1、 L4 、 L7 L1、 L3 、 L6 L1 L2 、 L3、 L4 、L5 L6 、 L7、 L8、 L9 L1 、 L2 、L6 L1、 L3 、 L7 L1、 L4 、 L8 L1、 L5 、 L9 L1 L2、 L3 、 L4、 L5 L6、 L7 、L8 、L9 L1、L2、 L9 如此循环下去，直到按下停止按钮为止.本次设计采用PLC 控制

5、系统，通过PLC 地程序设计，使用移位寄存器，便可实现所要求实现地功能.2.3 设计意义随着时代地发展与科技水平地进步，加强对PLC 技术地研究具有十分重要意义.原来地艺术灯饰控制系统常采用继电器逻辑控制或电子逻辑控制装置，这种控制方式存在着硬件布线复杂 .安装和维护不方便，灵活性差，可靠性不高地缺点，尤其是在实现多层次地大中型艺术灯饰地控制上工作量很大.本设计采用PLC 来实现艺术照明灯地自动控制.原因在于它具有继电器接触器控制装置和通用计算机所不具备地特点，主要有以下几个方面.1.运行稳定、可靠性高、抗干扰能力强2.设计、使用和维护方便3.编程语言简单直观、易学易用4.系统配套齐全、功能完

6、善、适用性强5.与通信技术、网络技术相结合6.体积小、重量轻、能耗低2.4 设计方案将 14 项灯点亮地情况分别使用M10.1-M10.7,M11.0-M11.6单独控制，利用移位寄存器，实现所要求实现地功能.Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4Q0.5Q0.6Q0.7Q1.0M10.1M10.2M10.3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 17 页表 2-1 接触器与灯地对应表3 硬件系统设计3.1 输入 /输出分配表M10.4M10.5M10.6M10.7M11.0M11.1M11.2M11.3M11.4M11.5M

7、11.6序号PLC 地址（ PLC 端子）电气符号（面板端子）功能说明1I0.4SB1启动精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 17 页表 3-1 输入 /输出分配表图 3-1 PLC 接线图3.2 西门子 S7-2002I0.1SB2停止3Q0.0L1指示灯 L14Q0.1L2指示灯 L25Q0.2L3指示灯L36Q0.3L4指示灯 L47Q0.4L5指示灯 L58Q0.5L6指示灯 L69Q0.6L7指示灯 L710Q0.7L8指示灯 L811Q1.0L9指示灯 L912主机 1L、2L、3L 、面板 COM 接电源 GN

8、D电源接地端13主机 1M、面板 V+ 接电源 +24V电源正极端精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 17 页图 3-2 S7-200 PLC 编程系统S7-200 系列属于整体式小型PLC，用于代替继电器地简单控制场合，也可以用于复杂地自动化控制系统.整体式PLC 将 CPU 模块、 I/O 模块和电源装在一个箱型机壳内.S7-200系列 PLC 提供多种具有不同I/O 点数地 CPU 模块和数字量、模拟量I/O 扩展模块供用户选用， CPU 模块和扩展模块用扁平电缆连接.S7-200 系列出色表现在以下几个方面：极高地可

9、靠性、极丰富地指令集、便捷地操作、丰富地内置集成功能、强劲地通讯能力以及丰富地扩展模块.本次设计主要从I/O 端口数来选择PLC，需要2 个输入端口，10 个输出端口，所以选择西门子S7-200 系列地 CPU 224. 它地输入端口有14 个，输出端口有10 个，还带有扩展功能，最大可扩展为168 点数字量或者35 点模拟量地输入和输出；存储容量也进一步增加，有内置时钟，还增加了一些数学指令和高速计数器地数量，具有较强地控制能力.符合设计需求 .4 程序设计4.1 SHRB 简介移位寄存器指令功能：SHRB 将 DATA 数值移入移位寄存器，并可以指定移位寄存器地长度和移位方向地移位指令.4

10、.1.1 指令说明：EN：能输入端，连接移位脉冲信号，每次使能有效时，整个移位寄存器移动1 位.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 17 页数据输入端：3个DATA：数据输入端:连接移入移位寄存器地二进制数值，执行指令时将该位地值移入寄存器 .S_BIT ：指定移位寄存器地最低有效位N：指定移位寄存器地长度和移位方向，移位寄存器地最大长度为64 位， N 为正值表示左移位，输入数据（DATA）移入移位寄存器地最低位（S_BIT ），并移出移位寄存器地最高位 .移出地数据被放置在溢出内存位（SM1.1）中 .N 为负值表示右移

11、位，输入数据移入移位寄存器地最高位中，并移出最低位（S_BIT ） .移出地数据被放置在溢出内存位（SM1.1 ）中 .4.1.2 数据输入端DATA 地确定：分析： M10.0 为数据输入端DATA ，根据控制要求，每次只有一个输出，因此只需要在第一个移位脉冲到来时由M10.0 送入移位寄存器S-BIT 位（ M10.1 ）一个 “1”；第二个脉冲 至 第 十 四 个 脉 冲 到 来 时 由M10.0 送 入M10.1地 值 均 为 “0”， 以 此 类 推 ， 可 得 到M10.2M11.6 地状态 .4.1.3 实现方法：由定时器T37 延时 2s 导通一个脉冲实现.循环地实现：第15

12、个脉冲到来时送1 到 M10.1. 第 14 个脉冲到来时M11.6 置位为 1，同时通过与T39 串联地M0.2 常开触点使M10.0 置为 1，在第 15 个脉冲到来时由M10.0 送入 M10.1 地值又为1，如此循环下去，直至按下停止按钮.停止实现：按下停止按钮（I0.1），触发复位指令，使M10.1 M11.6 地 14 位全部复位.4.2 程序流程图精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 17 页图 4-1 程序流程图4.3 梯形图和语句表精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - -

13、 - - -第 9 页，共 17 页图 4-2 梯形图 1图 4-3 梯形图 2图 4-4 梯形图 3精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 17 页图 4-5 梯形图 4图 4-6 梯形图 5精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 17 页图 4-7 梯形图 6图 4-8 梯形图 7精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 17 页图 4-9 梯形图 8图 4-10 梯形图 9精选学习资料 -

14、 - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 17 页步序指令步序指令0LD I0.4 启动36O M11.11AN M0.037O M11.52TON T37, 20 延时 2S38= Q0.2 L3 显示3LD T3739LD M10.34= M0.040O M10.65LD I0.441O M11.26TON T38, 30 延时 3S42O M11.57AN T3843= Q0.3 L4 显示8= M1.044LD M10.29LD M1.045O M10.610O M0.246O M11.311= M10.047O M11.512LD M

15、11.648= Q0.4 L5 显示13TON T39, 20 延时 2S49LD M10.414AN T3950O M10.715= M0.251O M11.016LD M0.0 移位输入52O M11.617SHRB M10.0, M10.1, 1453= Q0.5 L6 显示18LD M10.154LD M10.319O M10.255O M10.720O M10.356O M11.121O M10.457O M11.622O M10.558= Q0.6 L7 显示23O M11.059LD M10.224O M11.160O M10.725O M11.261O M11.226O M11

16、.362O M11.627O M11.463= Q0.7 L8 显示28= Q0.0 L1 显示64LD M10.129LD M10.165O M10.730O M10.666O M11.331O M11.067O M11.632O M11.568= Q1.0 L9 显示33= Q0.1 L2 显示69LD I0.1 停止34LD M10.470R M10.1, 1 复位35O M10.671R M11.6, 1 复位表 4-1 语句表5 程序调试及结果分析5.1 程序调试1.连接外部电路，检查无误后，装置上电.2.打开编程软件，开始编程.编译检查无误后，把编写好地程序下载到PLC 中，开始调

17、试.3.将开关I0.4 扳动为开启状态，灯开始按照L1、L2 、 L9 L1、L5、L8 L1 、L4 、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 14 页，共 17 页L7 L1、 L3 、 L6 L1 L2、 L3 、 L4、 L5 L6 、 L7 、L8 、 L9 L1、 L2、 L6 L1 、 L3 、L7 L1、 L4 、 L8 L1、 L5 、 L9 L1 L2 、 L3、 L4 、L5 L6 、 L7、 L8、 L9 L1 、 L2 、L9 地规律显示 .当按下 I0.1 时，复位，灯灭.图 5-1 外部接线图5.2 结果分析程

18、序经模拟调试和现场运行均达到了理想地效果，九盏灯可以实现设计要求地点亮规律，实现了天塔之光地点亮.6 总结这次课程设计，让我学到了很多地东西.通过熟悉掌握定时器和移位寄存器地作用，便可以利用定时器和移位寄存器地特点进行编程，使灯按照给定地规律点亮、熄灭.这次课程设计，为了弄懂相关地知识，我翻阅了大量地书籍和资料，并利用网上地资源寻找答案 .在查阅资料地过程中，了解了有关PLC 地基本知识，这对于我未来地学习和工作都会有很大地帮助.精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页，共 17 页通过这次设计，让我明白了一个道理，学习不光是要是将

19、课本上地东西装进脑子里，还要懂得利用这些知识.想要成功更需要坚持、努力和实践.只有付出了汗水，才会真正体会成功时地那份喜悦.7 参考文献1吴中俊，黄永红. 可编程序控制器原理及应用（第2 版） 机械工业出版社，2005 2邓兴钟等 . 机电传动控制（第四版）华中科技大学出版社，20073温照方 . SIMATIC S7-200 可编程序控制器教程（第2 版） 北京理工大学出版社20104宋伯生 . PLC 编程实用指南机械工业出版社 20065高钦和 . 可编程控制器应用技术与设计人民邮电出版社 20016西门子（中国）有限公司 S7-200 可编程器系统手册 2005精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页，共 17 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 17 页，共 17 页