课题六彩灯自动闪烁控制

1、题目： 彩灯自动闪烁控制 系 别： 自动化 姓 名： 孙超 小组成员：孙超 余永裕 指导教师： 王振玉 李文娟 班 级：方0853-2 石家庄铁道大学四方学院2011年 1 月 9日摘 要Plc的发展非常迅速，如今已被广泛应用于各个领域。发展：20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。 2

2、0世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。 20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。 20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

3、在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。 20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。了解plc的发展历史对我们学习plc有很大的帮助。我设计的题目是“彩灯自动闪烁控制”,此次设计主要内容包括:工作过程分析,梯形图,接线图,电气原理图及情况说明,由于是第一次写PLC课程设计,经验还不是很丰富,可能写的还不是很好，还望任课老师们及同学们提出宝贵的意见和建议。关键词：彩灯，自动闪烁，PLC目 录一、课题背景 11、课题背景 12、研究目

4、的和意义 13、本文的主要工作 2二、已知情况、控制要求、设计要求 31、实验目的 32、实验器材 33、实验内容 3三、总体设计思路 41、设计思路 42、程序流程图 4四、程序设计及调试 51、I/0分配 52、梯形图 53、指令表 64、程序分析 65、外部接线图 76、程序调试及说明 7五、后期工作 8六、尚存在的问题及方案建议9七、课程设计总结 10八、致谢 11九、参考文献 12 一、 课题背景1、 课题背景彩灯，有颜色的灯，又名花灯，是我国普遍流行的民间综合性工艺品，是继灯笼、电灯的又一发展产物。现代彩灯受此启发，具有传统彩灯的生动与美丽，同时又有了更多的功用和变化。最初的彩灯仅

5、是由几种不同颜色的灯泡构成，形式简单，图案单调，能产生的组合和变幻也非常有限，但在20世纪80年代的中国，这已经是新鲜，绚丽的现代装点了。随着时代的发展，霓虹灯悄然流行开来，跳动的金鱼，闪烁的文字，游动的花纹跃入人们眼帘，使彩灯的发展有了新的进步，这样的彩灯不仅更加活泼生动，控制的要求也变得复杂。在快速发展的今天，各式彩灯在大街小巷上早已随处可见，样式更加丰富，外观更加新颖，在设计方面也充分加入了时尚的元素，使得现代彩灯构成了缤纷璀璨的城市夜景，同时，色彩斑斓的彩灯的普遍应用离不开电气工作者的设计施工。五颜六色的彩灯光芒无限，节日的彩灯呈给人们快乐、幸福、祥和的明天。音乐彩灯、七彩灯、摩托车彩

6、灯、圣诞彩灯充斥在我们的生活中，为我们增添了许多欢乐。因此，我们需要开发丰富多样的彩灯以装点我们的生活。对于研究PLC的学生来讲，我们要了解社会市场所需的物品，根据了解所知彩灯是人们生活中各种节目（比如过年等节日）气氛不可缺少的装饰物品之一而我们现在用的闪烁彩灯电路一般都是那种直接用市电所提供工作电压，造成很多不安全因素，我们现在所设计的彩灯是把市电压改变后的控制电路构成安全稳定效果。通过这次革新，希望彩灯电路能在安全的范围内良好发展。许多户外商业广告、公益广告、节日彩灯等大多采用循环灯控制形式。它们通过巧妙构思与创作，可以做到广告、彩灯等作品色彩鲜艳，富有创意，变化形式丰富，起着宣传和美化环

7、境的作用，营造文明亮丽氛围。 2、研究目的和意义随着社会、经济的快速发展，原先的彩灯控制系统已经不能适应现在日益繁忙的节日和庆祝状况。如何改善彩灯控制系统，使其适应现在状况，成为研究的课题。科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，可编程控制器彩灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。3、本文的主要工作首先，回顾彩灯发展的历史，随着社会经济的发展，彩灯控制的要求越来越高，设计开发了彩灯

8、控制系统，才会满足稳定可靠的彩灯控制系统需求。然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。然后，结合彩灯控制系统的要求，进行程序设计，从主要部件的选择、流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。最后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。二、已知情况、控制要求、设计要求1、实验目的本学期学习了电气控制与PLC专业课之后，应该对所学的关于低压电器、可编程控制器及电气控制理论等知识进行系统地总结性设计，课程设计中要求对彩灯自动闪烁控制工程进行设计以

9、满足课题提出的要求。2、实验器材1. PC机2. PLC实验台3. 通讯电缆4. 导线若干3、实验内容控制要求： 按下启动按钮，HL1HL3按下列顺序定时闪烁：HL1亮1S、灭1SHL2亮1S、灭1SHL3亮1S、灭1SHL1、HL2、HL3全灭1S, HL1、HL2、HL3全亮1S,重复上述过程，PLC停止运行时，彩灯的自动闪烁也停止。（顺序控制）图1三、总体设计思路1、设计思路分析题目控制要求后，我想到的方法是使用多个定时器分别对三个灯进行控制。先分别画出三个灯的时序图，然后根据时序图中各负载发生和变化，定下要用定时器的编号和各定时器延时时间，由于各定时器是先后顺序，依次用前一个定时器触点

10、接通后一个线圈，用最后一个定时器的触点去断开第一个定时器的线圈，这样就完成这个循环计时结构，然后对时序图进行分析，每次用上升沿表示负载接通用常开触点，下降沿表示断开用常闭触点，如果负载有多次接通，用各路触点并联。2、程序流程图 见图2 图2 按下启动按钮 HL1亮 1s后 HL1灭1s后HL2亮 1s后 HL2灭 1s后HL3亮HL3灭 1s后 1s后 HL1、HL2、HL3全灭 1s后HL1、HL2、HL3全亮1s后按下停止按钮停止运行四、程序设计及调试1、I/O分配 输入 输出启动按钮：X0 HL0 ：Y0停止按钮：X1 HL1 ：Y1 HL2 ：Y22、梯形图 见图3图33、指令表 见表

11、一 表一4、程序分析按下启动按钮X0，辅助继电器M0得电，M0常开辅助触点自锁，M0常开辅助触点闭合，定时器T0得电开始计时，同时YO得电，HL1灯亮。计时1s后，T0常闭辅助触点断开，HL1灯灭。同时定时器T1得电开始计时，计时1s后，T1常开触头闭合，同时Y1得电，HL2灯亮，并且T2开始计时。计时1s后，T2常开触头闭合，T2常闭辅助触点断开，HL2灯灭。同时定时器T3得电开始计时，计时1s后，T3常开触头闭合，同时Y2得电，HL3灯亮，并且T4开始计时。计时1s后，T4常闭辅助触点断开，HL3灯灭。同时定时器T5得电开始计时，计时2s后，T5常开触头闭合，同时Y0、Y1、Y2得电，HL

12、1、HL2、HL3灯亮，并且T6开始计时，计时1s后，T6常闭辅助触点断开，HL1、HL2、HL3灯灭。同时定时器T7得电开始计时，计时1s后，T7常闭触头断开，使得计时器T0到T7恢复到初始状态，重新计时，形成循环。按下停止按钮X1，辅助继电器M0断电，停止运行。5、外部接线图 见图4 图46、程序调试及说明 本程序中三个灯使用的是PLC实验箱舞台灯光控制模块中的红灯（HL1），绿灯（HL2），黄灯（HL3）。 按下启动按钮，程序开始运行，HL1亮1S、灭1SHL2亮1S、灭1SHL3亮1S、灭1SHL1、HL2、HL3全灭1S, HL1、HL2、HL3全亮1S,重复上述过程。按下停止按钮，

13、程序停止运行，彩灯的自动闪烁也停止。 这种设计方法的优点是思路清晰明确，设计方法简单。可以推广到对更多的灯的控制。比如，舞台灯光控制。五、 后期工作常见故障及其排除方案(1)检查PLCRUNP0按一下，红点亮?没有点亮：程序错误解决方案：程序重编(2)检查PLC能否完成1个工作流程?不能：程序错误解决方案：程序重编(3)检查PLC能否从最后1步(红黄绿)回到步1(红)开始新一轮循环?不能：程序错误解决方案：程序重编(4)P1按一下，待进行到最后1步(红黄绿)之后，不再做新一轮循环?不能：预停程序错误解决方案：修改预停程序六、尚存在的问题 1、在设计过程中，只是考虑理想状态下能否运行，

14、在实际中能否应用有待考证。2、没有考虑干扰问题，有待改进。 七、课程设计总结本学期学完PLC理论课程后我们利用几天时间做了课程设计，我们做的是一个彩灯循环闪烁的PLC控制系统。由于平时大家都是学理论，没有过实际开发设计的经验，拿到的时候都不知道怎么做，头脑一度太热，不知道如何下手。但后来通过各方面的查资料并学习。我们基本学会了PLC设计的步聚和基本方法，加之通过自己的努力和请问设计出自己的理想方案。通过这次对彩灯循环闪烁的PLC控制，让我对PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。在对理论的运用中，提高了

15、我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的掌握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC 的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。 我们是两个人一组，在做课程设计的过程中要不停的讨论问题。这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题 。 八、致谢这次PLC小学期设计使我收获颇丰。在平时我们只重视理论设计，动手的机会很少，但通过这次小学期，我们自己设计程序，自己调试，遇到不会的就问老师和同学，巩固了我们以前所学的知识，修补了以前学习的漏洞，也学到了新知识。这次课程设计使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。大部分同学只关心程序运行的结果，而对程序的创新丝毫不在意。这是非常不可取的，因为往往在动脑思考创新中我们会有更多收获，学到更多的知识。让