舞臺藝術燈的plc控制課程設計報告

1、<p>　　課 程 設 計</p><p><b>　　（論文）</b></p><p>　　題目 舞臺藝術燈的PLC控制(1)</p><p>　　班 級 </p><p>　　學 號 </p><p>　　學 生 姓 名 &

2、lt;/p><p>　　指 導 教 師 </p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　0. PLC及組態(tài)王的介紹1</p><p>　　1.總體方案設計1</p><p>　　1.1 PLC設計1</p><p>　　1.2

3、組態(tài)王設計3</p><p>　　1.3 PLC與組態(tài)王的通訊3</p><p>　　2. PLC程序設計4</p><p>　　2.1 控制程序設計思路4</p><p>　　2.2 控制程序時序圖4</p><p>　　2.3 舞臺燈設計流程圖5</p><p>　　2.4 控

4、制程序梯形圖6</p><p>　　2.5 PLC實物圖9</p><p>　　3 監(jiān)控系統(tǒng)設計9</p><p>　　3.1 組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)界面9</p><p>　　3.2組態(tài)王串口通信10</p><p>　　4.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析11</p><p>　　5.課設小結(jié)及進一

5、步設想11</p><p><b>　　參考文獻12</b></p><p>　　附錄I 元件清單12</p><p>　　舞臺藝術燈的PLC控制(1)</p><p>　　摘要：本課程設計舞臺藝術彩燈的PLC控制，控制要求主要圍繞七盞燈（Q0.1-Q0.7）進行的。要求控制規(guī)律時序圖設計，往復循環(huán)。設計題目看起

6、如此復雜。采用傳統(tǒng)的設計方法將會為本次設計帶來不必要的麻煩。綜合考慮，應采用循環(huán)控制法，采用時鐘脈沖結(jié)合定時器編程的彩燈的PLC指令完成本次設計，并按照任務書要求通過組態(tài)王軟件進行監(jiān)控。</p><p>　　關鍵字：PLC；組態(tài)王；定時器；彩燈； </p><p>　　0. PLC及組態(tài)王的介紹</p><p>　　Programmable Logic Contro

7、ller 簡稱為PLC，即可編程控制器，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置。在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關量順序控制，它按照邏輯條件進行順序動作，并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。</p><p>　　組態(tài)王開發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動控制系統(tǒng)，它以標準的工業(yè)計算機軟、硬件平臺構成的集成系統(tǒng)取代傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)。組態(tài)王king

8、view6.53是亞控科技根據(jù)當前的自動化技術的發(fā)展趨勢，面向低端自動化市場及應用，以實現(xiàn)企業(yè)一體化為目標開發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應用服務平臺為目標，集成了對亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫（KingHistorian）的支持，可以為企業(yè)提供一個對整個生產(chǎn)流程進行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺，使企業(yè)能夠及時有效地獲取信息，及時地做出反應，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。</p><p><b>　　

9、總體方案設計</b></p><p><b>　　1.1 PLC設計</b></p><p>　　PLC主要由CPU模塊、輸入/輸出（I/O）模塊、編程器和電源四大部分組成（如圖1）。</p><p>　　本次課程設計只需屬小型系統(tǒng)，故采用西門子公司的S7200系列小型PLC。</p><p>　　根據(jù)控制要

10、求對彩燈控制系統(tǒng)的I/O進行分配（表1）。</p><p>　　表1彩燈控制系統(tǒng)的I/O進行分配</p><p><b>　　1.2 組態(tài)王設計</b></p><p>　　建立組態(tài)王監(jiān)控畫面及設置I/O變量，通過監(jiān)控畫面及設置的I/O變量對PLC程序的運行進行監(jiān)控和控制。</p><p>　　如圖2為組態(tài)王的監(jiān)控畫面，

11、圖3為I/O變量設置情況。</p><p>　　圖2 組態(tài)王監(jiān)控畫面</p><p>　　圖3 I/O變量設置</p><p>　　1.3 PLC與組態(tài)王的通訊</p><p>　　為達到組態(tài)監(jiān)控界面與PLC程序運行同步，必須將組態(tài)王與PLC進行通訊，已達到監(jiān)控運行情況的目的。</p><p>　　配置設備選取PLC

12、西門子S7—200PPI進行配置，如圖4。</p><p><b>　　圖4 通訊設備選取</b></p><p>　　2. PLC程序設計</p><p>　　2.1 控制程序設計思路</p><p>　　本論文采用梯形圖編程，增強程序的可讀性。設計時，只需要8個輸出點，其中有七盞舞臺燈和一盞報警燈，利用定時器和移位寄

13、存器輕松實現(xiàn)8盞燈的循環(huán)。當按下開始按鈕I0.0時，則使繼電器M0.0通電，程序啟動運行。當按下停止按鈕I0.1時，則使繼電器M0.0斷電并將移位寄存器MOV_B置零，系統(tǒng)停止運行。</p><p>　　特別的，在梯形圖中采用5個輔助繼電器M0~M4，能夠達到每一個階段工作時即不受其他階段的影響，也不干擾其他的階段，從而避免互相干擾，達到自動控制的目的。當系統(tǒng)一個循環(huán)結(jié)束后，可繼續(xù)循環(huán)。</p>&

14、lt;p>　　2.2 控制程序時序圖</p><p>　　如圖5所示，為舞臺燈時序圖。</p><p><b>　　圖5 舞臺燈時序圖</b></p><p>　　2.3 舞臺燈設計流程圖</p><p>　　舞臺燈流程圖如圖6所示。 </p><

15、p><b>　　5S后</b></p><p><b>　　5S后</b></p><p>　　10S后 </p><p><b>　　10S后</b></p><p><b>　　20秒后</b></p>&l

16、t;p><b>　　10秒后</b></p><p><b>　　N</b></p><p><b>　　Y</b></p><p>　　圖6 舞臺燈設計流程圖</p><p>　　2.4 控制程序梯形圖</p><p>　　（1）網(wǎng)絡1：系統(tǒng)工作

17、受開關控制，起動開關I0.0 則系統(tǒng)工作；起動開關I0.1則系統(tǒng)停止工作。（如圖7）</p><p><b>　　圖7 電源啟?？刂?lt;/b></p><p>　　(2) 網(wǎng)絡2、3和11：通過定時器T37定時5S控制繼電器M0.1，使M0.1保持5S自鎖及保持5S斷電，形成周期為10S的閃爍。（如圖8）</p><p><b>　　如

18、圖8 燈1控制</b></p><p>　　(3) 網(wǎng)絡4、5、6：通過定時器T38對移位寄存器MOV_B進行每10S一次的字節(jié)左移。（如圖9）</p><p>　　圖9 移位寄存器字節(jié)左移</p><p>　　(4) 網(wǎng)絡7、8、9：通過字節(jié)比較指令控制M0.2、M0.3、M0.4的按時通斷。（如圖10）</p><p>　　如

19、圖10 字節(jié)比較控制繼電器通斷</p><p>　?。?）網(wǎng)絡10、12、13、14：通過T39對燈Q0.5、Q0.6、Q0.7在50秒時斷電，使三盞燈同時熄滅。（如圖11）</p><p>　　圖11 燈5、6、7斷電</p><p>　?。?）網(wǎng)絡16、17：通過T40在60秒時進行斷電，使所有燈熄滅并循環(huán)。（如圖12）</p><p>

20、<b>　　圖12 程序循環(huán)</b></p><p>　　2.5 PLC實物圖</p><p>　　如圖13所示為PLC的實際運行情況及連接情況。</p><p>　　圖13 PLC實物圖</p><p><b>　　3 監(jiān)控系統(tǒng)設計</b></p><p>　　根據(jù)任務書要

21、求監(jiān)控界面實時監(jiān)控等的運行情況，當遇到故障，進行報警，要求明確故障位置。采用組態(tài)王軟件進行監(jiān)控系統(tǒng)的設計，通過組態(tài)王與PLC關聯(lián)可以對PLC進行控制及監(jiān)控運行情況</p><p><b>　　組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)界面</b></p><p>　?。?）圖14是系統(tǒng)在5秒時的監(jiān)控界面，此界面和PLC完全同步。</p><p>　　圖14 系統(tǒng)監(jiān)控畫面

22、</p><p>　?。?）圖15是系統(tǒng)在45S時的監(jiān)控畫面 </p><p>　　圖15 系統(tǒng)監(jiān)控畫面</p><p><b>　　組態(tài)王串口通信</b></p><p>　　通過設置I/O變量使燈與PLC輸出Q進行通訊使監(jiān)控界面同步。</p>

23、<p>　　如圖16為燈1與輸出Q0.1通訊界面</p><p>　　圖16 串口通訊界面</p><p>　　如圖17所示，令界面中的燈與燈1關聯(lián)</p><p><b>　　圖17 關聯(lián)界面</b></p><p>　　4.系統(tǒng)調(diào)試及結(jié)果分析</p><p>　　硬件調(diào)試：接通電源

24、，檢查西門子S7—200可編程控制器是否可以正常工作，接頭是否接觸良好，然后把其與電腦的通信口連接。 </p><p>　　軟件調(diào)試：按要求輸入梯形圖，轉(zhuǎn)換成指令表，并進行語法的檢查，正確后設置正確的通信口，將指令讀入到指定的可編程控制器ROM中，進行下一步的調(diào)試。 </p><p>　　運行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎上，打開S7—200可編程控制器的“RUN”按鈕。</p

25、><p>　　進行調(diào)試；按下啟動按鈕，觀察運行的情況，看是否是隨時按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運行。系統(tǒng)停止運行后，按下啟動按鈕，看是否可以重新運行。 </p><p>　　根據(jù)以上的調(diào)試情況，本彩燈循環(huán)點亮的PLC控制系統(tǒng)設計符合要求。</p><p>　　5. 課設小結(jié)及進一步設想</p><p>　　通過本次課程設計，把書本上的知識運用到現(xiàn)實實

26、際中，讓我深刻體會到PLC技術的廣泛應用。它不僅使我對所學過的PLC知識進行了鞏固，而且使我更進一步了解了舞臺燈的原理。本設計涉及到《可編程控制技器應用技術》、《組態(tài)王》等學科知識，讓我對自動化專業(yè)知識有了更進一步的理解。</p><p>　　本次設計讓我學會了很多知識。在老師的指導下和同學的幫助下，我懂得了理論需要與實際掛鉤，特別注意了方案的選擇與元件的選型?？傊敬握n程設計使我受益匪淺，對我以后人生定有大的幫

27、助和意義。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 孫劍 西門子S7—200系列PLC編程指令與梯形圖快速入門[M]. 北京: 電子工業(yè)出版社, 2011.9</p><p>　　[2] 鄭鳳翼 西門子S7—200系列PLC應用100例 [M]北京: 電子工業(yè)出版社,2012.10</p>&l