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现代控制技术及PLC控制课程设计姓名学号班级机电班院别河北建筑工程学院指导教师2013年7月5日目录第一章引言(3第二章系统总体方案设计(42.1系统硬件配置及组成原理(42.2系统变量定义及分配表(42.3系统接线图设计(62.4系统可靠性设计(7第三章控制系统设计(73.1控制程序流程图设计(73.2控制程序时序图设计(73.3控制程序设计思路(7第四章程序设计、调试及结果分析(74.1梯形图语句表(74.2调试说明(374.3调试要求(374.4确定程序(38结束语(38参考文献(39第一章引言1.课程设计内容和要求该广告屏由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8→7→……→1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7→6→……→1,时间间隔1s,显示5s,再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭,全灭后停亮2s,然后重复运行,周而复始。(224只流水灯,4个一组分成6组,从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ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Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮,同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“、”亮,同时Ⅱ“⑤、⑦”灭……,如此移动一段时间(如30s后,再反过来移动一段时间:Ⅵ“(24(22”亮→Ⅴ“(20(18”亮,同时Ⅵ“(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。(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。3.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、并最终确定程序。从而实现控制8个霓虹灯和周围的241234567812348765161514131012232120191817ⅡⅤⅠⅢⅥⅣ9112422流水灯的有规律的闪烁。第2章系统总体方案设计2.1系统硬件配置及组成原理(要有系统组成图根据要求,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个流水灯;足够数量的导线。(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(4PLC:西门子S7-200CPU226PLC一个,EM223DI8/DO8*DC24V/继电器扩展模块一个(5各类导线及开关:若干系统组成图2.2系统变量定义及分配表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SB4,1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1表1I/O分配表2.3系统接线图设计根据需要选择西门子S7-200CPU226PLC和扩展模块EM223DI8/DO8*DC24V/继电器.I/O接线图如附图所示2.4系统可靠性设计PLC包括中央处理器、主机箱、扩展机箱及相关网络和外部设备。工作现场的设备很多,每个设备都相互关联,其中任何一个设备出了问题都会影响系统的正常工作。我做的课程设计中存在的可靠性的影响因素主要有:工作时外部的电磁辐射的干扰,包括自身电源的干扰,其他设备的电磁干扰,信号线引入的干扰,接地系统的混乱的信号干扰等等。这些都是影响系统可靠性的因素。干扰的形成需要同时具备三个要素:干扰源、耦合通道、对干扰敏感的受扰体。因此提高系统可靠性的方法就是抑制干扰源、破坏耦合通道、提高敏感元件的抗干扰能力。具体方法有:用隔离性能较好的隔离变压器;在信号输入输出中采用数字传感器、进行电气隔离;完善接地系统:地线系统合理布置、接地线加粗减小接地阻抗。第三章控制系统设计3.1控制程序流程图设计见下:连续控制流程图和单步控制流程图3.2控制程序时序图设计3.3控制程序设计思路(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,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。(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。(3单步程序的设计设计单步程序时用到了计数器、移位指令和比较指令。当转换开关放到单步时,每按一次单步按钮,计数器加1。同时使用比较指令,把计数器的当前值和设定值进行比较。通过计数器当前值的大小来顺序控制灯管和流水灯的亮灭。第四章程序设计、调试及结果分析4.1程序设计见梯形图梯形图:语句表:ORGANIZATION_BLOCK主程序:OB1TITLE=BEGINNetwork1//连续控制时,总开启与总关闭LDI0.0OM0.2AI0.5ANI0.1=M0.2Network2//连续控制时,开启灯管和流水灯点亮LDM0.2EU=M0.3Network3//连续控制时,单独关闭灯管或者流水灯LDM0.2LPSLDM0.3OM0.0ALDANI0.2=M0.0LPPLDM0.3OM0.1ALDANI0.3=M0.1Network4//连续控制时,停止灯管运行的同时,复位控制灯管的输出和顺序控制LDM0.2AI0.2RQ0.0,8RS0.1,8Network5//连续控制时,停止流水灯运行的同时,复位控制流水灯的输出和顺序控制LDM0.2AI0.3RQ1.0,8RQ2.0,8RS2.0,8Network6//全停时复位全部输出和S0.0LDI0.1RQ0.0,24SS0.0,1Network7//连续控制时,接通时置位S0.0LDSM0.1SS0.0,1Network8LSCRS0.0Network9//分别跳转到S0.1和S2.0LDM0.2LPSAM0.0SCRTS0.1LPPAM0.1SCRTS2.0Network10SCRENetwork11//连续控制时,灯管控制程序S0.1到S1.0LSCRS0.1Network12//连续控制时,灯管从1到8顺序点亮,用时8sLDM0.0LPSTONT37,80EUMOVW0,VW0LPPANSM0.5EU+I1,VW0MOVBVB1,QB0SLBVB1,1Network13//8s后跳转到S0.2LDT37SCRTS0.2Network14SCRENetwork15LSCRS0.2Network16//全亮并保持10sLDM0.0TONT38,100Network17//10s后跳转到S0.3LDT38SCRTS0.3Network18SCRENetwork19LSCRS0.3Network20//连续控制时,灯管从8到1顺序熄灭,用时8sLDM0.0TONT39,80ASM0.5EUSRBQB0,1Network21//8s后跳转到S0.4LDT39SCRTS0.4Network22SCRENetwork23LSCRS0.4Network24//全熄灭后保持2sLDM0.0TONT40,20Network25//2s后跳转到S0.5LDT40SCRTS0.5Network26SCRENetwork27LSCRS0.5Network28//连续控制时,灯管从8到1顺序点亮,用时8sLDM0.0LPSTONT41,80EUMOVW0,VW0LPPASM0.5EU+I1,VW0RRBVB1,1MOVBVB1,QB0Network29//8s后跳转到S0.6LDT41SCRTS0.6Network30SCRENetwork31LSCRS0.6Network32//全亮后保持5sLDM0.0TONT42,50Network33//5s后跳转到S0.7LDT42SCRTS0.7Network34SCRENetwork35LSCRS0.7Network36//连续控制时,灯管从1到8依次熄灭,用时8sLDM0.0TONT43,80ASM0.5EUSLBQB0,1Network37//8s后跳转到S1.0LDT43SCRTS1.0Network38SCRENetwork39LSCRS1.0Network40//全熄灭后保持2sLDM0.0TONT44,20Network41//2s后跳转到S0.1LDT44SCRTS0.1Network42SCRENetwork43//连续控制时,流水灯控制程序S2.0到S2.5LSCRS2.0Network44//连续控制时,流水灯①③到⑤⑦等第一次循环控制LDM0.1LPSTONT50,60EUMOVB128,QB1LPPANSM0.5EURLBQB1,1Network45//跳转到S2.1并复位QB1LDT50SCRTS2.1RQ1.0,8Network46SCRENetwork47LSCRS2.1Network48//连续控制时,流水灯①③到⑤⑦等第二次循环控制LDM0.1LPSTONT51,60EUMOVB128,QB1LPPANSM0.5EURLBQB1,1Network49//跳转到S2.2并复位QB1LDT51SCRTS2.2RQ1.0,8Network50SCRENetwork51LSCRS2.2Network52//连续控制时,流水灯①③到⑤⑦等第三次循环控制LDM0.1LPSTONT52,60EUMOVB128,QB1LPPANSM0.5EURLBQB1,1Network53//跳转到S2.3并复位QB1LDT52SCRTS2.3RQ1.0,8Network54SCRENetwork55LSCRS2.3Network56//连续控制时,流水灯(24(22到(20(18等第一次循环控制LDM0.1LPSTONT53,60EUMOVB128,QB2LPPASM0.5EURLBQB2,1Network57//跳转到S2.4并复位QB2LDT53SCRTS2.4RQ2.0,8Network58SCRENetwork59LSCRS2.4Network60//连续控制时,流水灯(24(22到(20(18等第二次循环控制LDM0.1LPSTONT54,60EUMOVB128,QB2LPPASM0.5EURLBQB2,1Network61//跳转到S2.5并复位QB2LDT54SCRTS2.5RQ2.0,7Network62SCRENetwork63LSCRS2.5Network64//连续控制时,流水灯(24(22到(20(18等第三次循环控制LDM0.1LPSTONT55,60EUMOVB128,QB2LPPASM0.5EURLBQB2,1Network65//跳转到S2.0并复位QB2LDT55SCRTS2.0RQ2.0,8Network66SCRENetwork67//单步控制程序//单步控制时,启动和关闭LDI0.0OM1.0AI0.6ANI0.1=M1.0Network68//关闭或者单步到终点时复位QB0、QB1和QB2LDM1.0LPSLDI0.1O