霓虹灯的PLC控制系统的设计

电气与自动化工程学院PLC控制技术理论与实践课程研究型学习技术报告项目名称：霓虹灯的PLC控制系统的设计学生姓名：学号：项目序号：专业：提交时间：2017年3月20日指导老师：目录目录........................................................................1一、项目概述.............................................................11.1实训目的........................................错误!未定义书签。1.2总体方案.........................................................11.3项目分组.........................................................1二、硬件设计.............................................................12.1输入输出点数分析.................................................12.1.1输入点数：.....................................................12.1.2输出点数：.....................................................22.2I/O地址分配.....................................................22.3外部硬件接线图...................................................32.4硬件组态.........................................................3三、程序设计.............................................................4四、程序代码.............................................................6五、运行结果.............................................................10六、讨论.................................................................136.1遇到的问题及改进方法...............................................136.2体会及收获.........................................................13七、参考文献.............................................................141一、项目概述1.1项目任务按下启动按钮，灯A亮1秒，接着灯B,C,D,E,F,G,H,I亮1秒,之后灯J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2,O1,O2也被点亮，1秒后，J1,J2,K1,K2,L1,L2,M1,M2,N1,N2，O1,O2熄灭，再过1秒，灯B,C,D,E,F,G,H,I熄灭，同样再过1秒后，灯A熄灭。紧接着过1秒灯A再次被点亮，重复以上过程，循环往复。按下停止按钮后，所有灯都熄灭。1.2总体方案程序需要三个3个DI，3个DO，5个定时器，系统分为两个模式，项目开始是，我们先定义统一的I/O，根据统一的I/O口进行接线，和程序设计，由于项目分为两个模式，所以程序采用FC块，分别为FC1和FC2.由于项目需要启停按钮，和模式转换按钮，所以分配3个DI，用到5个定时器，和21个灯，由于21个灯是由发光二极管构成，且程序二极管分为3个顺序，所以等分为3组，分配3个DO，同组霓虹灯采用并行模式。1.3项目分组丁保东：负责项目程序调试修改。吴天睿：负责程序代码设计。洪国钧：负责程序线路的设计。二、硬件设计2.1输入输出点数分析2.1.1输入点数：启动按钮和停止按钮是用来控制系统启停的，由外部输入信号决定其状态且属于数字量。因而为该项目分配两个DI。模式转换用于项目的两个模式的切换，且模式切换按钮具2有停止功能，分配一个DI。2.1.2输出点数：霓虹灯效果都是由发光二极管体现的，总共21个，但控制时只需要plc3个输出，其中A作为一个单独的中心显示模块，B,C,D,E,F,G,H,I作为一个模块对应显示的中间环，以及J.K,L,M,N,O灯作为外围显示模块。2.2I/O地址分配1、本项目中的I/O地址分配如下表所示：表1霓虹灯I/O地址分配输入设备输出设备序号名称代号地址序号名称代号地址1启动按钮SB1I0.01发光二极管AQ0.02停止按钮SB2I0.12发光二极管BQ0.1模式按钮SB3I1.03发光二极管CQ0.14发光二极管DQ0.15发光二极管EQ0.16发光二极管FQ0.17发光二极管GQ0.18发光二极管HQ0.19发光二极管IQ0.110发光二极管J1,J2Q0.211发光二极管K1,K2Q0.212发光二极管L1,L2Q0.213发光二极M1,M2Q0.23管14发光二极管N1,N2Q0.215发光二极管O1,O2Q0.22.3外部硬件接线图图1霓虹灯外部硬件接线图2.4硬件组态4图2霓虹灯硬件组态图三、程序设计根据控制要求，霓虹灯的程序流程图如图3-1所示：（注意：时刻监测I0.1是否按下）5startpatternA灯亮B灯亮C灯亮C灯灭B灯灭A灯灭C灯亮B灯亮A灯亮A灯灭B灯灭C灯灭ENDPattern1Pattern2模式选择彩灯循环彩灯循环图3霓虹灯程序流程图6四、程序代码主程序：调用了FC1和FC2，两个模式的切换与暂停。FC1代码如下：Network1：启保停电路，用来控制整个电路的启动与关断。Network2：启动后点亮A灯Network3：延迟之后点亮中间圈7Network4：延迟之后点亮外围灯光Network5：延迟后关闭外围灯光Network6：当外围灯光关闭延迟后关闭中间圈的灯光Network7关闭中间灯光延迟后关闭A灯Network8：循环电路。8FC2程序代码如下：Network1：启保停电路，用来控制整个电路的启动与关断。Network2：启动后点亮外围灯Network:3：延迟之后点亮中间圈Network4：延迟之后点亮A灯9Network5：延迟后关闭A灯Network6：当外围灯光关闭延迟后关闭中间圈的灯光Network7关闭中间灯光延迟后关闭外围灯。Network8：循环电路10五、运行结果以下霓虹灯效果图记录了整个程序运行的效果。按下启动按钮，A灯灯亮1秒，中间接着灯亮1秒,之后外围也被点亮。1秒后，外围先熄灭。再过1秒，中间熄灭，同样再过1秒后，A灯熄灭。紧接着过1秒灯A组灯再次被点亮，重复以上过程，循环往复。当按下模式按钮后，进入另一种模式，但霓虹灯会都熄灭，当按下启动按钮后，外围的灯先亮，延迟1秒后，中间亮，在延迟一秒A灯亮。接着一秒后A灯先灭，间隔1秒，中间和外围陆续熄灭。如此循环。按下停止按钮后，所有灯都熄灭。运行结果如下模式一结果：11模式二结果：启动之前启动之前中间灯亮外围灯灭A灯亮三组灯亮外围和中间灭12启动前中间亮外围灯亮所有灯亮A灯先灭然后中间灭13图4霓虹灯效果图六、讨论6.1遇到的问题及改进方法此次项目为第一个项目，我们小组三个人拿到题目的时候都发表了各自不同的想法，但是编程思路大同小异，通过初次编程，然后下载程序之后开始连接导线，然后观察模拟霓虹灯的熄灭，能够实现霓虹灯的开通和关断，但是我们发现了一个棘手的问题，霓虹灯不能循环亮与熄灭，我们反过来调试程序，在三个尝试了几遍之后，还是没有成功解决这个问题。由于时间有限，老师要求我们在课后自己完成任务，在吃完晚饭后我们小组三个又一起来到实验室冥思苦想，然后又请教同学，最后我们终于实现了霓虹灯的所有要求，看到他周而复始的闪烁时，我们的心情正如他的徇烂色彩一样！6.2体会及收获PlC没有学习以前，根本就不知道是什么东西，随后在老师的指导下，我终于明白了原来PLC的基本知识。一开始，老师让我们熟悉控制面板上的接线口及程序控制软件上的菜单与指令，随着我们不断的熟悉有关操控的设备，老师就給我们开始分配任务，我们开始讨论课题的要求，随后共同画控制流程图与分配I/O地址，画出流程草图与程序图，我们三人一组，负责画图、负责编程、我负责接线，总的来说，我们组比较好的完成了任务，每个人都能更好的完成自己所有都灭14的任务，还不时的去帮助成员组弄清实践中问题。七、参考文献[1]廖常初.《S7-300/400PLC应用教程》.机械工业出版社[2]胡健.《S7-300/400PLC工程应用》.北京航空航天大学出版社