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文檔簡介
1、<p><b> 目錄</b></p><p> 一、設(shè)計(jì)方案論證1</p><p> 二、應(yīng)用軟件硬件概述2</p><p> A.可編程控制器概述2</p><p> 1可編程控制器的定義2</p><p> 2PLC的特點(diǎn)2</p>&
2、lt;p> 3PLC的應(yīng)用領(lǐng)域4</p><p> 4控制要求及硬件電路I/O分配5</p><p> B.組態(tài)王概述6</p><p> 三、總體設(shè)計(jì)方案7</p><p> 1舞臺(tái)彩燈的結(jié)構(gòu)及其工作原理7</p><p> 1.1舞臺(tái)彩燈結(jié)構(gòu)7</p><p
3、> 1.2舞臺(tái)彩燈的工作原理7</p><p> 2舞臺(tái)彩燈整體設(shè)計(jì)方案8</p><p> 2.1控制方式選擇8</p><p> 2.2整體設(shè)計(jì)方案8</p><p><b> 3.硬件設(shè)計(jì)9</b></p><p> 3.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9</p>
4、;<p> 3.2彩燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能9</p><p> 3.3硬件的選擇10</p><p><b> 4.硬件接線11</b></p><p> 四、.軟件部分的設(shè)計(jì)12</p><p> 1 編程軟件介紹12</p><p> 2 Plc程序設(shè)計(jì)1
5、2</p><p> 3 組態(tài)軟件仿真設(shè)計(jì)16</p><p> 五、程序的調(diào)試19</p><p><b> 1調(diào)試19</b></p><p> 2系統(tǒng)實(shí)例運(yùn)行圖20</p><p> 六、實(shí)驗(yàn)體會(huì)21</p><p><b> 參考
6、文獻(xiàn)22</b></p><p><b> 附錄23</b></p><p><b> 設(shè)計(jì)方案論證</b></p><p> 本次課程設(shè)計(jì),要求使舞臺(tái)彩燈控制系統(tǒng)操作簡單,安裝便捷,占用空間小,維護(hù)方便和運(yùn)行安全的。因此本次課設(shè)主要選用plc實(shí)現(xiàn)彩燈控制,用組態(tài)王軟件實(shí)現(xiàn)仿真監(jiān)控,和故障報(bào)警。<
7、;/p><p> 選用PLC來實(shí)現(xiàn)彩燈控制優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)成本低,PLC由于可以直接的利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路 ,所以不用進(jìn)行額外布線,從而大大減少網(wǎng)絡(luò)投資,降低了成本。而且PLC體積小,重量輕,能耗低.以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小,因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。它的重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。Plc體積小很容易安放,所以非常適合舞臺(tái)彩燈
8、控制這種布局緊湊且控制時(shí)間長的控制場合。Plc還擁有完善的監(jiān)視與診斷功能且控制功能強(qiáng)(與工控機(jī)對照分析),非常復(fù)符合舞臺(tái)彩燈的控制要求。</p><p> 選用組態(tài)王仿真組要是由于組態(tài)王仿真控制直觀方便,,功能齊全 (支持雙機(jī)熱備,雙網(wǎng)熱備,系統(tǒng)可靠性高, 能夠?qū)崟r(shí)顯示數(shù)據(jù),保存歷史數(shù)據(jù),歷史數(shù)據(jù)查詢,顯示趨勢曲線., 聲光報(bào)警功能,可以添加Email報(bào)警、短信報(bào)警等功能。,支持各個(gè)主要廠家
9、的PLC,支持多種通訊方式,選擇靈活, 多級(jí)用戶管理,具有多種事件記錄功能,比如登陸記錄、操作記錄等, 打印報(bào)表功能.。)非常符合系統(tǒng)要求可以仿真監(jiān)視,可以仿真控制的要求。</p><p><b> 應(yīng)用軟件硬件概述</b></p><p><b> 可編程控制器概述</b></p><p><
10、;b> 可編程控制器的定義</b></p><p> 可編程控制器簡稱PC(英文全稱:Programmable Controller),它經(jīng)歷了可編程序矩陣控制器PMC、可編程序順序控制器PSC、可編程序邏輯控制器PLC(英文全稱:Programmable Logic Controller)和可編程序控制器PC幾個(gè)不同時(shí)期。為與個(gè)人計(jì)算機(jī)(PC)相區(qū)別,現(xiàn)在仍然沿用可編程邏輯控制器這個(gè)老名字
11、。</p><p> 1987年國際電工委員會(huì)(International Electrical Committee)頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對PLC做了如下定義:</p><p> “PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,
12、控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。</p><p><b> ”</b></p><p><b> PLC的特點(diǎn)</b></p><p> 2.1可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)</p><p> 傳統(tǒng)的繼電器控制
13、系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器。由于觸點(diǎn)接觸不良,容易出現(xiàn)故障。PLC用軟件代替大量的中間繼電器和時(shí)間繼電器,僅剩下與輸入和輸出有關(guān)的少量硬件,接線可減少到繼電器控制系統(tǒng)的1/10~1/100,因觸點(diǎn)接觸不良造成的故障大為減少。</p><p> 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。例如三菱公
14、司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說,使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中,應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣,整個(gè)系統(tǒng)
15、具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p> 2.2硬件配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)</p><p> PLC發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品,并且已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化,配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用,用戶能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。PLC的安裝接線也很方便,一般用接線端子連接外部接線。PLC有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力,可直接驅(qū)
16、動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器,可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn),使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p> 2.3易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎</p><p&
17、gt; PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p> 2.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量小,維護(hù)方便,容易改造</p>
18、<p> PLC的梯形圖程序一般采用順序控制設(shè)計(jì)法。這種編程方法很有規(guī)律,很容易掌握。對于復(fù)雜的控制系統(tǒng),梯形圖的設(shè)計(jì)時(shí)間比設(shè)計(jì)繼電器系統(tǒng)電路圖的時(shí)間要少得多。</p><p> PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p
19、><p> 2.5體積小,重量輕,能耗低</p><p> 以超小型PLC為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm,僅相當(dāng)于幾個(gè)繼電器的大小,因此可將開關(guān)柜的體積縮小到原來的1/2~1/10。它的重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p><b> PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</b>&
20、lt;/p><p> 目前,PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè),使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p> 3.1開關(guān)量的邏輯控制</p><p> 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域,它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制,既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制,也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化
21、流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b> 3.2模擬量控制</b></p><p> 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,有許多連續(xù)變化的量,如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量,必須實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)
22、配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊,使可編程控制器用于模擬量控制。</p><p><b> 3.3運(yùn)動(dòng)控制</b></p><p> PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu),現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)
23、動(dòng)控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。</p><p><b> 3.4過程控制</b></p><p> 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī),PLC能編制各種各樣的控制算法程序,完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID
24、處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b> 3.5數(shù)據(jù)處理</b></p><p> 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算(含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算)、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較,完成一定的控制操作,也
25、可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p><b> 3.6通信及聯(lián)網(wǎng)</b></p><p> PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,各PLC廠商
26、都十分重視PLC的通信功能,紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近的PLC都具有通信接口,通信非常方便。</p><p> 控制要求及硬件電路I/O分配</p><p> 可編程控制器(PLC)是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動(dòng)控制裝置。它面向控制過程、面向用戶、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境、操作方便、可靠性高,成為現(xiàn)代工業(yè)控制的
27、三大支柱之一。PLC控制技術(shù)代表著當(dāng)前程序控制的先進(jìn)水平,PLC裝置已成為自動(dòng)化系統(tǒng)的基本裝置。由于它是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的,具有面向工業(yè)控制的鮮明特點(diǎn):1、可靠性高,抗干擾能力強(qiáng);2、通用性強(qiáng)、靈活性好、功能齊全;3、編程簡單、使用方便;4、模塊化結(jié)構(gòu);5、安裝簡便,調(diào)試方便;6、可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信。按PLC的控制規(guī)模分類,PLC可分為小型機(jī),中型機(jī),大型機(jī)。通常小型機(jī)的控制點(diǎn)數(shù)小于256點(diǎn),用戶程序存儲(chǔ)器的容量小于8K字。小型
28、機(jī)常用于單機(jī)控制和小型控制場合,在通信網(wǎng)絡(luò)中常作從站。例如,西門子公司的S7-200PLC就屬于小型機(jī)。小型機(jī)中,控制點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型機(jī)或微型PLC。中型機(jī)的控制點(diǎn)數(shù)一般在256點(diǎn)—2048點(diǎn)范圍內(nèi),用戶程序存儲(chǔ)器的容量小于50K字。中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)較多,控制功能強(qiáng),常用于中型控制場合,在通信網(wǎng)絡(luò)中可作主站也可作從站。例如,西</p><p><b> 組態(tài)王概述</b></p
29、><p> 組態(tài)王軟件是北京亞控科技發(fā)展有限公司研發(fā)的一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件,它融過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體,將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起,實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。它基于Microsoft Windows XP/NT/2000操作系統(tǒng),用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個(gè)位置上都可以及時(shí)獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。采用組態(tài)王軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控過程,可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的
30、生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。它適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營管理和故障診斷,到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。</p><p> 組態(tài)王軟件結(jié)構(gòu)由工程管理器、工程瀏覽器及運(yùn)行系統(tǒng)三部分構(gòu)成。它作為一個(gè)開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件,支持與國內(nèi)外常見的PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等(如:西門子PLC、莫迪康PLC、歐姆龍PLC、三菱PLC、研華模塊等等)通過常規(guī)通訊接
31、口(如串口方式、USB接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等)進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。</p><p> 組態(tài)王軟件與IO設(shè)備進(jìn)行通訊一般是通過調(diào)用*.dll動(dòng)態(tài)庫來實(shí)現(xiàn)的,不同的設(shè)備、協(xié)議對應(yīng)不同的動(dòng)態(tài)庫。工程開發(fā)人員無需關(guān)心復(fù)雜的動(dòng)態(tài)庫代碼及設(shè)備通訊協(xié)議,只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)?,即可定義工程中使用的I/O設(shè)備,并通過變量的定義實(shí)現(xiàn)與I/O設(shè)備的關(guān)聯(lián),對用戶來說既簡單又方便。</p><p&g
32、t; 組態(tài)王支持通過OPC、DDE等標(biāo)準(zhǔn)傳輸機(jī)制和其他監(jiān)控軟件(如:Intouch、Ifix、Wincc等)或其他應(yīng)用程序(如:VB、VC等)進(jìn)行本機(jī)或者網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)交互。</p><p> 通常情況下,建立一個(gè)應(yīng)用工程大致可分為以下幾個(gè)步驟:1、創(chuàng)建新工程;2、定義硬件設(shè)備并添加工程變量;3、制作圖形畫面并定義動(dòng)畫連接;4、編寫命令語言;5、進(jìn)行運(yùn)行系統(tǒng)的配置;6、保存工程并運(yùn)行。</p>&
33、lt;p><b> 總體設(shè)計(jì)方案</b></p><p> 1舞臺(tái)彩燈的結(jié)構(gòu)及其工作原理</p><p><b> 1.1舞臺(tái)彩燈結(jié)構(gòu)</b></p><p> 舞臺(tái)彩燈是一個(gè)應(yīng)用PLC控制的多樣彩燈循環(huán)系統(tǒng)。</p><p><b> 1彩燈實(shí)際控制系統(tǒng)</b>
34、;</p><p> 主要功能是通過西門子S7-200系列PLC來控制彩燈的亮滅及循環(huán)。</p><p> 彩燈實(shí)際控制系統(tǒng)主要由西門子S7-200系列PLC,多個(gè)彩燈燈泡,導(dǎo)線等組成。</p><p> 2組態(tài)王仿真控制系統(tǒng)</p><p> 組要是通過組態(tài)王6.51實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場仿真控制,把現(xiàn)場的實(shí)際工作狀態(tài)表現(xiàn)監(jiān)控室的計(jì)算機(jī)上,通過計(jì)
35、算機(jī)控制實(shí)際彩燈亮滅循環(huán),并把彩燈的工作故障狀態(tài)顯示出來,從而實(shí)現(xiàn)上位機(jī)和下位機(jī)的通訊。為及時(shí)的維護(hù)修理提供方便。</p><p> 組態(tài)王仿真控制系統(tǒng)主要由監(jiān)控室計(jì)算機(jī)和組態(tài)王6.51軟件組成。</p><p> 1.2舞臺(tái)彩燈的工作原理</p><p> 主要通西門子S7-200系列PLC來控制多組彩燈按照控制要求循環(huán)亮滅,通過組態(tài)王的仿真和PLC通訊,來
36、實(shí)現(xiàn)監(jiān)控和上位機(jī)控制,通過上位機(jī)和下位機(jī)的通訊把舞臺(tái)彩燈的工作情況放映給上位機(jī),便于工作人員的維護(hù)和故障的排除。</p><p> 2舞臺(tái)彩燈整體設(shè)計(jì)方案</p><p><b> 2.1控制方式選擇</b></p><p> 舞臺(tái)彩燈運(yùn)行是一個(gè)復(fù)雜的過程。為了安全、方便、美觀地運(yùn)行,除了需要良好的彩燈燈泡支持外還必須有一套完善可靠的控制
37、系統(tǒng)。</p><p> 彩燈的控制方式有:(1)、微機(jī)(PC)控制系統(tǒng)(2)、可編程控制器(PLC)控制系統(tǒng)(3)、單片機(jī)控制系統(tǒng)等。</p><p> 目前彩燈控制普遍采用以下兩種方式。一種是通過單片機(jī)控制,完成彩燈信號(hào)的采集、運(yùn)行狀態(tài)和功能設(shè)定,實(shí)現(xiàn)彩燈的運(yùn)行功能.另一種是用可編程控制器(PLC)取單片機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)的集選控制。從控制方式和性能上來說,這兩種控制方法沒有太多的區(qū)別。國
38、內(nèi)大多的彩燈廠家選用第二種控制方法,其原因在于生產(chǎn)規(guī)模小,可靠性高,成本低廉,程序設(shè)計(jì)方便靈活、使用維護(hù)簡單、等優(yōu)點(diǎn)。所以我在實(shí)驗(yàn)的時(shí)候選擇了PLC作為控制方式。</p><p><b> 2.2整體設(shè)計(jì)方案</b></p><p><b> 如圖1</b></p><p> 圖 1整體方案設(shè)計(jì)圖</p>
39、<p><b> 3.硬件設(shè)計(jì)</b></p><p> 3.1PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p> 彩燈PLC的控制系統(tǒng)和其他類型的彩燈控制系統(tǒng)一樣主要由信號(hào)控制系統(tǒng)組成。圖2為彩燈PLC控制系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)圖,主要硬件包括PLC主機(jī)及擴(kuò)展、彩燈系統(tǒng)、操縱盤等。系統(tǒng)控制核心為PLC主機(jī),彩燈系統(tǒng),控制數(shù)據(jù)通過PLC輸入接口送入PLC,存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器并
40、由PLC軟件運(yùn)算處理,然后經(jīng)輸出接口分別向各組彩燈。</p><p> 3.2彩燈控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功能</p><p> 1) 系統(tǒng)工作受開關(guān)控制,起動(dòng)開關(guān) ON 則系統(tǒng)工作;起動(dòng)開關(guān) OFF 則系統(tǒng)停止工作。</p><p> 2)控制彩燈有規(guī)律的亮滅。</p><p> 3)控制規(guī)律時(shí)序圖如圖2:</p><p
41、> 圖 2控制規(guī)律時(shí)序圖</p><p> 4)能夠?qū)崿F(xiàn)上位機(jī)的監(jiān)控報(bào)警,并且指出故障點(diǎn)便于維修。</p><p><b> 3.3硬件的選擇</b></p><p> 首先確定PLC所需的CPU224,它由14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn),我選用了8個(gè)輸出點(diǎn)和9個(gè)輸入點(diǎn)</p><p> 由分析得I/O分配表
42、:如表1</p><p><b> 表 3I/O分配表</b></p><p> 由分析得其內(nèi)部繼電器分配表。如表2</p><p> 表2內(nèi)部繼電器分配表</p><p><b> 4.硬件接線</b></p><p><b> 硬件接線實(shí)例圖</
43、b></p><p><b> 硬件接線實(shí)例圖</b></p><p><b> PLC外部接線圖</b></p><p> 圖 5PLC外部接線圖</p><p><b> .軟件部分的設(shè)計(jì)</b></p><p><b>
44、1 編程軟件介紹</b></p><p> STEP7-Micro/WIN 4.0是西門子公司專為SIMATIC S7-200系列可編程序控制器研制開發(fā)的編程軟件,它是基于Windows的應(yīng)用軟件,功能強(qiáng)大,既可用于開發(fā)用戶程序,又可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。STEP7-Micro/WIN32編程軟件的基本功能是協(xié)助用戶完成應(yīng)用軟件的開發(fā),其主要實(shí)現(xiàn)以下功能:</p><p&g
45、t; 1)在脫機(jī)(離線)方式下創(chuàng)建用戶程序,修改和編輯原有的用戶程序。在脫機(jī)方式時(shí),計(jì)算機(jī)與PLC斷開連接,此時(shí)能完成大部分的基本功能,如編程、編譯、調(diào)試和系統(tǒng)組態(tài)等,但所有的程序和參數(shù)都只能存放在計(jì)算機(jī)的磁盤上。</p><p> 2)在聯(lián)機(jī)(在線)方式下可以對與計(jì)算機(jī)建立通信關(guān)系的PLC直接進(jìn)行各種操作,如上載、下載用戶程序和組態(tài)數(shù)據(jù)等。</p><p> 3)在編輯程序的過程中
46、進(jìn)行語法檢查,可以避免一些語法錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)類型方面的錯(cuò)誤。經(jīng)語法檢查后,梯形圖中錯(cuò)誤處的下方自動(dòng)加紅色波浪線,語句表的錯(cuò)誤行前自動(dòng)畫上紅色叉,且在錯(cuò)誤處加上紅色波浪線。</p><p> 4)對用戶程序進(jìn)行文檔管理,加密處理等。</p><p> 5)設(shè)置PLC的工作方式、參數(shù)和運(yùn)行監(jiān)控等</p><p><b> 2 Plc程序設(shè)計(jì)</b>
47、;</p><p> 由于本實(shí)驗(yàn)選擇的是西門子公司的S7-200的PLC,所以其編程軟件也是相對應(yīng)的。其編程語言分為三種,分別是梯形圖、指令表和SFC圖。因?yàn)樘菪螆D比較直觀,容易掌握,所以一般都選擇它作為與儀器交流的手段。</p><p> 綜合上面所有的準(zhǔn)備工作,整個(gè)程序的編寫已變成了如信手拈來般容易,只需將所分配的輸入輸出口,按所需的邏輯一步一步完善,其部分的plc程序圖如圖所示(
48、圖5-圖9)</p><p> 圖5內(nèi)部繼電器控制1-3組燈亮滅程序</p><p> 圖6內(nèi)部繼電器控制4組5組燈亮滅程序</p><p> 圖7內(nèi)部繼電器控制6組7組燈亮滅程序</p><p> 圖8內(nèi)部繼電器控制第8組燈亮滅程序</p><p><b> 圖9初始化程序</b>&l
49、t;/p><p> 3 組態(tài)軟件仿真設(shè)計(jì)</p><p> 由于本次課程設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)上位機(jī)的監(jiān)控和對故障的顯示和排除,說以我選擇了組態(tài)王6.51軟件來實(shí)現(xiàn)。組態(tài)王6.51軟件應(yīng)用比較直觀方便,變成時(shí)應(yīng)注意仿真變量的定義和關(guān)聯(lián)。</p><p> 組態(tài)軟件變量定義圖如圖10</p><p> 圖10組態(tài)王變量定義</p>&l
50、t;p> 定義好變量就可以編寫組態(tài)畫面,編寫畫面時(shí)應(yīng)注意美觀大方。組態(tài)王未運(yùn)行時(shí)畫面如圖11-圖12</p><p><b> 圖11進(jìn)入界面</b></p><p> 圖12組態(tài)王未運(yùn)行界面</p><p> 組態(tài)王工作界面圖如圖13-14</p><p><b> 圖13正常工作圖</
51、b></p><p> 圖14有部分燈故障圖</p><p><b> 程序的調(diào)試</b></p><p><b> 1調(diào)試</b></p><p> 我編程序的習(xí)慣就是先編一個(gè)大致的框架,然后往里面慢慢裝東西。但這次的程序工作量特別大。因?yàn)槲业某绦蜃畲蟮奶攸c(diǎn)就是邏輯多,過程多,如果要
52、一點(diǎn)點(diǎn)的裝的話,很難把所有的過程都涵蓋在里面。當(dāng)我編完第一次之后就發(fā)現(xiàn)這個(gè)重大的問題了。所以我立刻調(diào)整我的編程思路,用羅列法,即在這一部時(shí)就把他下一步將要發(fā)生的情況全部都寫出來,當(dāng)我列完一個(gè)周期時(shí),所有的情況就很明朗了。不過很快我又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)忽略的問題,而且很大的問題我的程序初始化存在問題,后來通過定時(shí)器T53使所有定時(shí)器重新定時(shí)的方法問題便迎刃而解了。為了使系統(tǒng)的工作狀態(tài)更加明顯,我設(shè)計(jì)了8個(gè)故障點(diǎn)來檢驗(yàn)舞臺(tái)彩燈故障時(shí)組態(tài)軟件是否能正
53、常顯示,后經(jīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)組態(tài)王軟件能夠正常顯示舞臺(tái)彩燈故障,便于了故障的及時(shí)排除。</p><p> 編寫組態(tài)軟件畫面時(shí)應(yīng)注意變量的分配,通訊口德選擇,我第一次編寫時(shí)就由于沒有注意通訊口德選擇而使程序無法實(shí)現(xiàn),后經(jīng)及時(shí)調(diào)整才運(yùn)行正常。編寫完組態(tài)軟件后程序老實(shí)出現(xiàn)重啟現(xiàn)象后經(jīng)老師幫助及時(shí)解決了問題。</p><p><b> 2系統(tǒng)實(shí)例運(yùn)行圖</b></p>
54、<p><b> 系統(tǒng)實(shí)例運(yùn)行圖1</b></p><p><b> 系統(tǒng)實(shí)例運(yùn)行圖2</b></p><p><b> 實(shí)驗(yàn)體會(huì)</b></p><p> 本次課程設(shè)計(jì),前兩周老師讓我們自由練習(xí),通過練習(xí)和老師的講解讓我更加深入的了解了PLC的編程方法及組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)的方法和注
55、意事項(xiàng),極大的提高了我的編程速度,為以后的編程打下了良好的基礎(chǔ)。</p><p> 通過本次課程設(shè)計(jì),我還更深一步的學(xué)習(xí)PLC編程方法,并學(xué)會(huì)了使用S7—200編程軟件。本次課程設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了通過開關(guān)控制舞臺(tái)彩燈,通過組態(tài)網(wǎng)軟件實(shí)現(xiàn)了上位機(jī)的見監(jiān)視和控制。在設(shè)計(jì)之初,曾經(jīng)走入誤區(qū),也曾將茫然過,可是在老師與同組成員的幫助下,我順利的解決了遇到的問題,并達(dá)到了預(yù)想的效果。</p><p>
56、在此,要特別感謝我的課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師,還要特別感謝與我同組***同學(xué)課設(shè)結(jié)束了,但是我深知,我所學(xué)習(xí)的知道還是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,通過課程設(shè)計(jì)也讓我增強(qiáng)了學(xué)習(xí)PLC的興趣。在以后的學(xué)習(xí)生活中,我會(huì)把這種專研精神繼續(xù)發(fā)揚(yáng)下去,爭取學(xué)到更多有用的知識(shí),不斷豐富自己。</p><p><b> 參考文獻(xiàn)</b></p><p> 趙相賓.可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).機(jī)械工業(yè)
57、出版社,2002,7</p><p> 廖常初.PLC編程及應(yīng)用.機(jī)械工業(yè)出版社,2005,3</p><p> 胡學(xué)林.可編程控制器原理及應(yīng)用.電子工業(yè)出版社,2007,1</p><p> 鐘肇新,范建東.可編程控制器原理及應(yīng)用.華南理工大學(xué)出版社,2003</p><p> 陳金華.可編程序控制器(PC)應(yīng)用技術(shù).北京電子工業(yè)出
58、版社,1995</p><p> 陳在平,趙相賓.可編程序控制器技術(shù)與應(yīng)用系統(tǒng).北京機(jī)械出版社,2002</p><p> 何衍慶.可編程序控制器原理及應(yīng)用技巧.北京化學(xué)工業(yè)出版社,2000</p><p><b> 附錄</b></p><p><b> PLC梯形圖程序</b></
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