基于PLC的霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
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題目：霓虹燈的PLC控制
系 別：
專 業(yè)：
班 級(jí)：
學(xué) 號(hào)：
姓 名：
指導(dǎo)教師：
完成時(shí)間：
XXXXX學(xué)院
霓虹燈閃爍設(shè)計(jì)
目 錄
一、設(shè)計(jì)要求： 2
二、摘要： 3
三、總體方案的確定 3
四、電氣控制元件和PLC的選用 4
五、設(shè)計(jì)元件分配圖 5
六、接線圖 6
七、程序設(shè)計(jì)說(shuō)明及過(guò)程分析 6
八、霓虹燈閃爍功能流程圖： 7
九、梯形圖： 8
十、指令表： 11
十一、結(jié)論： 14
十二、體會(huì) 14
十三、參考文獻(xiàn) 15
一、設(shè)計(jì)要求：
霓虹燈設(shè)計(jì)要求如下：
1. 當(dāng)按I0.0，L1亮，1S后L1燈熄滅，同時(shí)L2,L3,L4,L5亮起,1S后，L2,L3,L4,L5燈的熄滅，L6,L7,L8,L9燈亮，1S后滅；反復(fù)循環(huán)亮周
2. 接著L1亮，1S后L2,L3,L4,L5亮，1S后L6,L7,L8,L9亮，1S后全滅；循環(huán)兩周
3. 再接著以0.5s的速度循環(huán)閃爍L1,L4,L8;L1,L5,L9;L1,L2,L6;L1,L3，L7,逆序兩周后，反序兩周，依次為L(zhǎng)1,L5,L8;L1,L4,L7;L1,L3,L6;L1,L2,L9,反復(fù)兩周。
4. 重復(fù)上述循環(huán)，I0.0斷開時(shí)停止。
二、摘要：
隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日趨縮短。由于傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)存在著設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)，維修和改變控制邏輯困難的缺點(diǎn)，因此越來(lái)越不能適應(yīng)工業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的需求，迫切需要新型相應(yīng)的自動(dòng)控制裝置。
PLC控制霓虹燈閃爍的編程語(yǔ)言容易掌握，是電控人員熟悉的梯形圖語(yǔ)言，使用術(shù)語(yǔ)依然是“繼電器”一類術(shù)語(yǔ)，大部分與繼電器觸頭的連接相對(duì)應(yīng)，使電控人員一目了然。
PLC控制使用簡(jiǎn)章，它的I/O已經(jīng)做好，輸入輸出信號(hào)可直接連接，非常方便，而輸出口具有一定驅(qū)動(dòng)能力，當(dāng)工作程序需要改變時(shí)，只需改變PLC的內(nèi)部，無(wú)需對(duì)外圍進(jìn)行重新改動(dòng)，從這些方面突出了使用PLC控制霓虹扥閃爍的優(yōu)越性。
三、總體方案的確定
設(shè)計(jì)方案根據(jù)下圖的閃爍方式可得出以下幾點(diǎn)：
1.當(dāng)按下I 0.0通電時(shí)，燈L1 首先亮，根據(jù)設(shè)計(jì)要求1S后L1燈熄滅，同時(shí)L2,L3,L4,L5亮起，該過(guò)程中的熄滅要求可用通電延時(shí)定時(shí)器的常開及常閉觸點(diǎn)來(lái)完成。1S后L2,L3,L4,L5燈的熄滅及L6,L7,L8,L9燈的亮同樣由通電延時(shí)定時(shí)器的常開及常閉觸點(diǎn)來(lái)完成，循環(huán)兩次及下一個(gè)控制求的達(dá)到可有加法計(jì)數(shù)器的常開及常閉觸點(diǎn)來(lái)完成。
2．后面燈閃爍要求的工作方式可同第一步中器材及方式來(lái)完成（即：也是由通電延時(shí)定時(shí)器的常開及常閉觸點(diǎn)的通斷來(lái)完成。循環(huán)次數(shù)可由計(jì)數(shù)器來(lái)完成。
3.該設(shè)計(jì)電路為標(biāo)準(zhǔn)的閃爍電路，也稱為震蕩電路。在實(shí)際程序設(shè)計(jì)中，如果電路中用到閃爍功能，往往直接用兩個(gè)或兩個(gè)以上的定時(shí)器組成閃爍電路。
四、電氣控制元件和PLC的選用
控制元件選用：
1．按鈕開關(guān) 一個(gè)
2. 連接導(dǎo)線 若干根
3． 霓虹燈 九只
4． 接線盤 一個(gè)
PLC的選擇：
設(shè)計(jì)中有一個(gè)輸入點(diǎn) 和九個(gè)輸出點(diǎn)。按PLC使用的選擇要求輸入和輸出端時(shí)都要有10%~20%的擴(kuò)展空間，而CPU224型有14點(diǎn)輸入和10點(diǎn)輸出，符合使用要求所以選擇CPU224型。
五、設(shè)計(jì)元件分配圖
輸入設(shè)備
PLC輸入繼電器
代號(hào)
功能
SB1
啟動(dòng)按鈕、停止按鈕
I0.0
輸出設(shè)備
PLC輸出繼電器
代號(hào)
功能
HL1
HL 2
HL3
HL4
HL5
HL6
HL7
HL8
HL9
燈L1
燈L2
燈L3
燈L4
燈L5
燈L6
燈L7
燈L8
燈L9
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7
Q1.0
六、接線圖
七、程序設(shè)計(jì)說(shuō)明及過(guò)程分析
設(shè)計(jì)工藝：
1.當(dāng)啟動(dòng)時(shí)L1燈亮，1S后滅，L2.L3.L4,L5燈亮，1S后L2,L3,L4,L5L6,L7,L8,L9燈亮，1S后滅，反復(fù)循環(huán)兩次
2.接著L1亮，1S后L2,L3L4,L5亮1S后L6,L7,L8,L9亮1S后全滅，循環(huán)次
3.再接著以0.5S的速度依次循環(huán)閃爍。L1,L4,L8;L1,L5,L9;L1,L2,L6;L1,L3,L7逆序兩周后，反序兩周，依次為L(zhǎng)1,L5,L8;L1,L4,L7;L1,L3,L6;L1,L2,L9循環(huán)兩周。
八、霓虹燈閃爍功能流程圖：
九、梯形圖：
十、指令表：
十一、結(jié)論：
通過(guò)這學(xué)期學(xué)習(xí)PLC，自己能理解、掌握一些簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)的編程，掌握一些編程語(yǔ)言：順序功能圖、梯形圖、功能塊圖、指令表等。通過(guò)該設(shè)計(jì)了解到更多的PLC類型的I/O點(diǎn)數(shù)及其功能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)際的程序需要考慮PLC的選型，其選擇PLC類型所需要的注意事項(xiàng)如下：
1、PLC選型主要根據(jù)所需功能和容量進(jìn)行選擇，并考慮維護(hù)的方便性，備件的選型：通用性，是否易于擴(kuò)展，有無(wú)特殊功能要求等。PLC輸入/輸出點(diǎn)確定：I/O點(diǎn)數(shù)選擇時(shí)要留出適當(dāng)余量；PLC存儲(chǔ)容量：系統(tǒng)有模擬量信號(hào)存在或進(jìn)行大量數(shù)據(jù)處理時(shí)容量應(yīng)選擇大一；PLC的擴(kuò)展：可通過(guò)增加擴(kuò)展模塊、擴(kuò)展單元與主單元連接的方式。擴(kuò)展模塊有輸入單元、輸出單元、輸入/輸出一體單元。擴(kuò)展部分超出主單元驅(qū)動(dòng)能力時(shí)選用帶電源的擴(kuò)展模塊或另外加電源模塊給以支持。
2、充分合理利用軟、硬件資源：盡量利用PLC內(nèi)部功能軟元件，充分調(diào)用中間狀態(tài)，使程序具有完整連貫性，易于開發(fā)，同時(shí)也減少硬件投入，降低了成本；條件允許的情況下最好獨(dú)立每一路輸出，便于控制和檢查，也保護(hù)其它輸出回路；當(dāng)一個(gè)輸出點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)只會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)輸出回路失控；輸出若為正/反向控制的負(fù)載，不僅要從PLC內(nèi)部控制，還要在外部實(shí)施控制。
十二、體會(huì)
通過(guò)這次的實(shí)訓(xùn)設(shè)計(jì)，雖然只是對(duì)霓虹燈閃爍完成功能的設(shè)計(jì)，重體來(lái)說(shuō)還是掌握了閃爍的方法，但是我的設(shè)計(jì)還是有幾個(gè)問(wèn)題：在設(shè)計(jì)中我用的是最基本的指令來(lái)完成了要求，從現(xiàn)實(shí)中這很不符合節(jié)約經(jīng)濟(jì)的原則。這及需要改進(jìn)的。
經(jīng)過(guò)這半個(gè)學(xué)期的努力，在老師和同學(xué)的幫助下終于徹底的做完了畢業(yè)設(shè)計(jì)的所有工作。通過(guò)這次的課題設(shè)計(jì)，我能運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)解決我在設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題，使自己的動(dòng)手能力和思考問(wèn)題的能力得到了很大的提高。在做設(shè)計(jì)的過(guò)程中我查閱了很多的資料，并認(rèn)真的閱讀這些與我的設(shè)計(jì)相關(guān)的資料，從而我的專業(yè)涵養(yǎng)得到了提高，知識(shí)的儲(chǔ)備量也有所增加。在做設(shè)計(jì)時(shí)，我復(fù)習(xí)了很多專業(yè)課的知識(shí)，這使得我的專業(yè)知識(shí)在離校之前得到了鞏固。由于我的畢業(yè)設(shè)計(jì)需要繪圖，我在同學(xué)的幫助下學(xué)習(xí)使用Auto CAD繪圖工具，并且現(xiàn)在能熟練的運(yùn)用其進(jìn)行繪圖，我認(rèn)為這是我在整個(gè)設(shè)計(jì)工程中得到的最好的回報(bào)。
整個(gè)設(shè)計(jì)通過(guò)了軟件和硬件上的調(diào)試、仿真。我想這對(duì)于自己以后的學(xué)習(xí)和工作都會(huì)有很大的幫助的。在這次設(shè)計(jì)中遇到了很多實(shí)際性的問(wèn)題，在實(shí)際設(shè)計(jì)中才發(fā)現(xiàn)，書本上理論性的東西與在實(shí)際運(yùn)用中的還是有一定的出入的，所以有些問(wèn)題不但要深入地理解，而且要不斷地更正以前的錯(cuò)誤思維。對(duì)于單片機(jī)設(shè)計(jì)，其硬件電路是比較簡(jiǎn)單的，主要是解決程序設(shè)計(jì)中的問(wèn)題。而程序設(shè)計(jì)是一個(gè)很靈活的東西，它反映了你解決問(wèn)題的邏輯思維和創(chuàng)新能力。它才是一個(gè)設(shè)計(jì)的靈魂所在。因此在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中大部分時(shí)間是用在程序上面的。很多子程序是可以借鑒書本上的，但怎樣銜接各個(gè)子程序才是關(guān)鍵的問(wèn)題所在，這需要對(duì)單片機(jī)的結(jié)構(gòu)很熟悉。因此可以說(shuō)單片機(jī)的設(shè)計(jì)是軟件和硬件的結(jié)合，二者是密不可分的。
但是，通過(guò)這次設(shè)計(jì)我也發(fā)現(xiàn)自己的很多不足之處。在設(shè)計(jì)過(guò)程中我發(fā)現(xiàn)自己考慮問(wèn)題很不全面，自己的專業(yè)知識(shí)掌握的很不牢固，所掌握的計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件還不夠多，我希望自己的這些不足之處能在今后的工作和學(xué)習(xí)中得到改善。而且，通過(guò)這次設(shè)計(jì)，我懂得了學(xué)習(xí)的重要性，學(xué)會(huì)了堅(jiān)持和努力，這將為以后的學(xué)習(xí)做出了最好的榜樣！同時(shí)，該設(shè)計(jì)也有不足之處，霓虹燈有很多種閃爍方式而我只掌握了最基本一種。我將會(huì)在以后的學(xué)習(xí)中繼續(xù)學(xué)習(xí)，多掌握其他的閃爍方式。
十三、參考文獻(xiàn)
1、《電氣控制與PLC應(yīng)用 》 許鄝 王淑英 編 電子工業(yè)出版社
2．《圖解西門子S7-200系列PLC應(yīng)用88例》鄭鳳翼 金沙 編 機(jī)械工業(yè)出版社
3.《可編程控制器實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書》 浙江天煌科技實(shí)業(yè)有限公司
4. 《電氣控制與PLC原理及應(yīng)用》（西門子系列）（第二版） 李道霖 編
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