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文档简介

1、基于PLC的彩灯控制目 录课程设计任务书 1引言 2一 PLC的定义及发展 3二 系统分配 6 2.1 硬件分配图 6 2.2 软件分配图 7三 方案设计 8 3.1顺序工程图 8 3.2程序运行步骤 9四 总结 10参考文献 11一、 控制任务和要求:1)按下启动按钮,彩灯控制装置开始工作,按下停止按钮,彩灯控制装置停止工作;2)彩灯工作方式由状态选择开关和手动/自动开关决定;3)当手动/自动开关在手动位置时,彩灯只能按照状态选择开关设定的方式运行;当手动/自动开关在自动位置时,彩灯按照状态(1)(5)的顺序循环运行。4)状态选择开关用于选择彩灯的闪烁图案,现要求实现以下5种闪烁状态:(1)

2、 状态选择开关在位置1时,按下启动按钮后,要求输出:全亮全灭全亮全灭,间隔时间5秒。20秒后,全灭。如果为手动工作方式,则只在本状态内循环;如果为自动工作方式,则进入下一个工作状态;(2) 状态选择开关在位置2时,按下启动按钮后,要求输出:4号灯亮,延时2秒后,3号灯亮,再延时2秒后,2号灯亮,又延时2秒后,1号灯亮,18秒后,全灭。如果为手动工作方式,则只在本状态内循环。如果为自动工作方式,则进入下一个工作状态;(3) 状态选择开关在位置3时,按下启动按钮后,要求输出:1号灯亮,延时2秒后,2号灯亮,再延时2秒后,3号灯亮,又延时2秒后,4号灯亮,18秒后,全灭。如果为手动工作方式,则只在本

3、状态内循环。如果为自动工作方式,则进入下一个工作状态;(4) 状态选择开关在位置4时,按下启动按钮后,要求输出:1、3号灯同时亮,延时3秒后,2、4号灯同时亮,1、3号灯灭。如此交替运行15秒后,4组灯全亮,30秒后,全灭。如果为手动工作方式,则只在本状态内循环。如果为自动工作方式,则进入下一个工作状态;(5) 状态选择开关在位置5时,按下启动按钮后,要求输出:按照1、2、3、4的顺序,依次间隔2秒亮,然后一起亮。30秒后,按照1、2、3、4的顺序,分别延时2秒,依次熄灭。再经1秒延时,按照4、3、2、1的顺序,依次间隔2秒亮,然后一起亮。再30秒后全灭。如果为手动工作方式,则只在本状态内循环

4、。如果为自动工作方式,则返回状态1重新循环二 设计报告要求:(1)根据控制要求,进行广告牌彩灯闪烁PLC控制系统设计,I/O连线图以及PLC硬件配置电路。(2)根据控制要求,编制广告牌彩灯闪烁PLC控制应用程序。(3)编写设计说明书,内容包括: 设计过程和有关说明; 基于PLC的广告牌控制的I/O连线图; PLC控制程序(梯形图和指令表),并调试直至符合要求; 参考资料、参考书和参考手册; 其他需要说明的问题,例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题以及解决方法、对本次设计的认识和建议等。(4)通过系部统一安排的毕业答辩。引言 随着社会市场经济的不断繁荣和发展,各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多

5、地出现在城市中。在大型晚会的现场,彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管,或是以日光灯、白炽灯作为光源,另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中,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。针对PLC日益得到广泛应用的现状,本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用,灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中,装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样,但就其工作模式,可分为三种主要类型:长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是只要灯投入工作

6、,负载即长期接通,一般在彩灯中用以照明或衬托底色,没有频繁的动态切换过程,因此可用开关直接控制,不需经过PLC控制。流水灯负载变化频率高,变换速度快,使人有眼花缭乱之感,分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等,其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化,但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。 关键词:PLC 循环 控制一 PLC的定义及发展1.1 PLC的定义 Programmable Logic Controller 简称为PLC,即可编程控制器,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。1.2 PLC的的发展历程在工业生产过程中,大量的开关量顺

7、序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称ProgrammableController(PC)。个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为ProgrammableLogicController(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。PLC的定义

8、有许多种。国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为3040%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制

9、领域处于统治地位的DCS系统.1.3 PLC的特点 1 ) 高可靠性、抗干扰能力强(1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。(2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为1020ms.(3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。(4)采用性能优良的开关电源。(5)对采用的器件进行严格的筛选。(6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软,硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。(7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高2) 丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号,

10、如:交流或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位; 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备,如:按钮;行程开关;接近开关;传感器及变送器;电磁线圈;控制阀等直接连接。另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。3) 配套齐全、功能完善、适用性强PLC发展到今天,已经形成了各种规模的系列化产品,可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。多种多样的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信

11、能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 4) 系统的设计、工作量小、维护方便、容易改造PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。5) 体积小、重量轻、能耗低以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm ,重量小于150g 耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想设备。二 系统分配 2.1 硬件分配图2.2软件分配图对应接口端口注释I0.000启动开关Q0.000L8Q

12、0.101L1Q0.202L2Q0.303L3Q0.404L4Q0.505L5Q0.606L6Q0.707L7T37-T52定时器CO-C1 计数器M0.0-M2.2位存储器三 方案设计 3.1顺序功能图3.2程序运行步骤经过检测通信以后,通过启动开关I0.0,使电路获得脉冲,M0.1得电,驱动Q0.1/Q0.5获得脉冲,T37获得脉冲开始计时,延迟0.5s以后常开开关变成常闭开关,这时T38获得脉冲,常闭开关变成常开开关T37失电,以此类推至C0处,计数器累计5次循环以后,进入逆向循环,循环1,循环2 同理,可至计数器C1处,可得C0和C1共用M2.3,同处一个循环。第四章 总结选定题目后,

13、感觉困难很大。在老师的帮助下,查看了一些资料后,头脑里开始有了设计思路和方向。在设计中走了一些弯路,幸亏在老师的启发指点下,及时改正,发现一个个问题;另外通过钻研课本,请教老师和同学,及时解决每一个问题,最终完成了本次设计。本课程设计是在我的老师吴何畏的悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成,X老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在此谨向吴老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。 另外,我还要感谢在一起愉快的度过3年的同学们,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服一个一个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。总之,从开始进入课题到设计的顺利完成,师长、同学、朋友给了我太多的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!参考文献1. 黄惟公,曾盛绰.机械工程测试技术与信号分析M.重庆:重庆大学出版社.

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