天塔之光控制系统的PLC设计

工程技术学院《PLC编程技术》课程设计题目：天塔之光控制系统的PLC设计专业班级：2012级机制机电学生姓名：柳吉祥学号：201217102040指导老师：王巍成绩：任务下达日期2015年5月19日设计完成日期2015年5月26日目录摘要....................................................................................................................................1第一章概述....................................................................................................................11.1S7-200PLC简介.....................................................................................................11.2天塔之光控制系统概述......................................................................................21.2.1天塔之光控制系统主要应用...................................................................21.2.2天塔之光控制系统设计内容...................................................................2第二章系统硬件选型及设计...........................................................................................32.1硬件选型.............................................................................................................32.1.1PLC选型.....................................................................................................32.1.2确定主机型号及扩展模块，根据需要选用小型机。...........................42.1.3存储容量预算...........................................................................................42.2外围接线设计.....................................................................................................42.2.1PLC的I/O分配表..................................................................................42.2.2PLC的外部接线图.................................................................................5第三章系统程序及调试...................................................................................................63.1系统程序..............................................................................................................63.2调试......................................................................................................................73.2．1硬件调试...............................................................................................73.2．2软件调试及联机调试..........................................................................7结论....................................................................................................................................7参考文献............................................................................................................................81摘要本设计是应用S7-200PLC天塔之光设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7-20PLC的定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点（如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动指令的定时器）。这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需要改变相应的定时器的时间接通即可。[关键词]PLC；彩灯；梯形图第一章概述1.1S7-200PLC简介S7-200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一种小型PLC。它以紧凑的结构、良好的扩展性、强大的指令功能、低廉的价格，已经成为当代各种小型控制工程的理想控制器。S7-200PLC包含了一个单独的S7-200CPU和各种可选择的扩展模块，可以十分方便地组成不同规模的控制器。其控制规模可以从几点上到几百点。S7-200PLC可以方便地组成PLC-PLC网络和微机-PLC网络，从而完成规模更大的工程。S7-200的编程软件STEP7-Micro/WIN32可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控，使得PLC的编程更加方便、快捷。可以说，S7-200可以完美地满足各种小规模控制系统的要求。S7-200有四种CPU，其性能差异很大。这些性能直接影响到PLC的控制规模和PLC系统的配置。目前S7-200系列PLC主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四种。档次最低的是CPU221，其数字量输入点数有６点，数字量输出点数有４点，是控制规模最小的PLC。档次最高的应属CPU226，CPU226集成了24点输入／16点输出，共有40个数字量I/O。可连接７个扩展模块，最大扩展至248点数字量I/O点或35路模拟量I/O。S7-200系列PLC四种CPU的外部结构大体相同。顶部端子盖下边为输出端子和PLC供电电源端子。输出端子的运行状态可以由顶部端子盖下方一排指示灯显示，ON状态对应的指示灯亮。底部端子2盖下边为输入端子和传感器电源端子。输入端子的运行状态可以由底部端子盖上方一排指示灯显示，ON状态对应的指示灯亮。前盖下面有运行、停止开关和接口摸块插座。将开关拨向停止位置时，可编程序控制器处于停止状态，此时可以对其编写程序。将开关拨向运行位置时，可编程序控制器处于运行状态，此时不能对其编写程序。将开关拨向监控状态，可以运行程序，同时还可以监视程序运行的状态。接口插座用于连接扩展模块实现I/O扩展。1.2天塔之光控制系统概述1.2.1天塔之光控制系统主要应用天塔之光控制系统主要应用在闪光灯或花样灯饰中，目前我国灯具市场的发展空间十分广阔。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，人均住房面积的扩大，在促使一室一灯为一室多灯、增加局部照明的同时，所用灯具正逐步由低档产品向中高档产品发展，民用照明需求旺盛。按照城市小康家庭的消费标准，客厅、饭厅、卧室、厨房、浴室都应安装不同类别的灯饰，如台灯、落地灯、壁灯、天花灯、吊灯、壁柜灯、油烟机照明灯、镜前灯、夜间照明灯等等。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，对其功能细化、科技含量、节能环保等方面的要求也越来越高。1.2.2天塔之光控制系统设计内容如图1所示，天塔之光控制面板图。如图2所示，为一个天塔之光系统模拟图。当按下启动按钮时，电源指示灯亮起，天塔之光系统就进入初始等待状。图13图21．系统上电，按下“启动”开关，电源指示灯亮，表示系统准备就绪，可以工作；2．L1、L2、L6一起点亮；1秒后，L1、L2、L6熄灭，L5、L9点亮；1秒后，L5、L9熄灭，L1、L4、L8点亮；1秒后，L1、L4、L8熄灭，L3、L7点亮；1秒后，L1、L2、L6一起点亮······往复循环。第二章系统硬件选型及设计2.1硬件选型2.1.1PLC选型1.根据DI/DO的点数，我们可选用西门子S7-200系列的PLC。S7-200CPU将一个微处理器、一个集成电源和数字量I/O点集成在一个紧凑的封装中，从而形成了一个功能强大的微型PLC。S7-200CPU模块包括一个中央处理器（CPU）、电源以及I/O点，这些都被集成一个紧凑、独立的设备中。CPU负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制输入和输出时系统的控制点：输入部分从现场设备中（例如传感器或开关）采集信号，输出部分则控制泵、电机、指示灯以及工业过程中的其他设备。电源向CPU及所连接的任何模块提供电力支持。通信端口用于连接CPU与上位机或其他工业设备。状态信号灯显示了CPU工作模式，本机I/O的当前状态，以及检查出的系统错误。42.1.2确定主机型号及扩展模块，根据需要选用小型机。（1）CPU222可扩展两块模块，自带8点输入，6点输出，输入/输出点不够。供选用的扩展模块有：EM223DI4/DO4×直流24V继电器(2)CPU224自带14点输入，10点输出，输入/输出点够。根据I/O点数，经济性和实用性我们选用CPU224.2.1.3存储容量预算CPU224有6KB的存储容量，而完成显示过程所需要的存储容量小于6KB，因此可以使用CPU224。2.2外围接线设计2.2.1PLC的I/O分配表序号PLC地址电气符号功能说明1I0.0SD启动(SD)2Q0.0L1指示灯L13Q0.1L2指示灯L24Q0.2L3指示灯L35Q0.3L4指示灯L46Q0.4L5指示灯L57Q0.5L6指示灯L68Q0.6L7指示灯L79Q0.7L8指示灯L810Q1.0L9指示灯L911主机M、面板V+接电源+24VV+电源+24V电源正端12主机1L、2L、3L、面板COM面板COM电源地端I/O分配表52.2.2PLC的外部接线图外部接线图6第三章系统程序及调试3.1系统程序天塔之光系统程序图73.2调试3.2．1硬件调试硬件组装前首先要仔细核对硬件系统设计原理的正确性，包括参数选用的正确性和原理的正确性，这取决于学识和经验积累。对没有把握的电路可以通过实验板上直接焊接实际电路来进行调试和验证。在系统通过理论分析后，便可进行印刷电路设计和加工。第一步：断电调试为安全起见，首先必须进行断电调试。断电调试的内容至少包含短路检