舞臺(tái)藝術(shù)燈的plc控制課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、<p>　　課 程 設(shè) 計(jì)</p><p><b>　?。ㄕ撐模?lt;/b></p><p>　　題目 舞臺(tái)藝術(shù)燈的PLC控制(1)</p><p>　　班 級(jí) </p><p>　　學(xué) 號(hào) </p><p>　　學(xué) 生 姓 名 &

2、lt;/p><p>　　指 導(dǎo) 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(shè)計(jì)1</p><p>　　1.1 PLC設(shè)計(jì)1</p><p>　　1.2

3、組態(tài)王設(shè)計(jì)3</p><p>　　1.3 PLC與組態(tài)王的通訊3</p><p>　　2. PLC程序設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1 控制程序設(shè)計(jì)思路4</p><p>　　2.2 控制程序時(shí)序圖4</p><p>　　2.3 舞臺(tái)燈設(shè)計(jì)流程圖5</p><p>　　2.4 控

4、制程序梯形圖6</p><p>　　2.5 PLC實(shí)物圖9</p><p>　　3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(shè)小結(jié)及進(jìn)一

5、步設(shè)想11</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)12</b></p><p>　　附錄I 元件清單12</p><p>　　舞臺(tái)藝術(shù)燈的PLC控制(1)</p><p>　　摘要：本課程設(shè)計(jì)舞臺(tái)藝術(shù)彩燈的PLC控制，控制要求主要圍繞七盞燈（Q0.1-Q0.7）進(jìn)行的。要求控制規(guī)律時(shí)序圖設(shè)計(jì)，往復(fù)循環(huán)。設(shè)計(jì)題目看起

6、如此復(fù)雜。采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法將會(huì)為本次設(shè)計(jì)帶來(lái)不必要的麻煩。綜合考慮，應(yīng)采用循環(huán)控制法，采用時(shí)鐘脈沖結(jié)合定時(shí)器編程的彩燈的PLC指令完成本次設(shè)計(jì)，并按照任務(wù)書(shū)要求通過(guò)組態(tài)王軟件進(jìn)行監(jiān)控。</p><p>　　關(guān)鍵字：PLC；組態(tài)王；定時(shí)器；彩燈； </p><p>　　0. PLC及組態(tài)王的介紹</p><p>　　Programmable Logic Contro

7、ller 簡(jiǎn)稱(chēng)為PLC，即可編程控制器，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)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(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　組態(tài)王開(kāi)發(fā)監(jiān)控系統(tǒng)軟件，是新型的工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)，它以標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)計(jì)算機(jī)軟、硬件平臺(tái)構(gòu)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(dāng)前的自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，面向低端自動(dòng)化市場(chǎng)及應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)一體化為目標(biāo)開(kāi)發(fā)的一套產(chǎn)品。該產(chǎn)品以搭建戰(zhàn)略性工業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)為目標(biāo)，集成了對(duì)亞控科技自主研發(fā)的工業(yè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（KingHistorian）的支持，可以為企業(yè)提供一個(gè)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)流程進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總、分析及管理的有效平臺(tái)，使企業(yè)能夠及時(shí)有效地獲取信息，及時(shí)地做出反應(yīng)，以獲得最優(yōu)化的結(jié)果。</p><p><b>　　

9、總體方案設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.1 PLC設(shè)計(jì)</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(shè)計(jì)只需屬小型系統(tǒng)，故采用西門(mén)子公司的S7200系列小型PLC。</p><p>　　根據(jù)控制要

10、求對(duì)彩燈控制系統(tǒng)的I/O進(jìn)行分配（表1）。</p><p>　　表1彩燈控制系統(tǒng)的I/O進(jìn)行分配</p><p><b>　　1.2 組態(tài)王設(shè)計(jì)</b></p><p>　　建立組態(tài)王監(jiān)控畫(huà)面及設(shè)置I/O變量，通過(guò)監(jiān)控畫(huà)面及設(shè)置的I/O變量對(duì)PLC程序的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控和控制。</p><p>　　如圖2為組態(tài)王的監(jiān)控畫(huà)面，

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

12、西門(mén)子S7—200PPI進(jìn)行配置，如圖4。</p><p><b>　　圖4 通訊設(shè)備選取</b></p><p>　　2. PLC程序設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1 控制程序設(shè)計(jì)思路</p><p>　　本論文采用梯形圖編程，增強(qiáng)程序的可讀性。設(shè)計(jì)時(shí)，只需要8個(gè)輸出點(diǎn)，其中有七盞舞臺(tái)燈和一盞報(bào)警燈，利用定時(shí)器和移位寄

13、存器輕松實(shí)現(xiàn)8盞燈的循環(huán)。當(dāng)按下開(kāi)始按鈕I0.0時(shí)，則使繼電器M0.0通電，程序啟動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)按下停止按鈕I0.1時(shí)，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(yùn)行。</p><p>　　特別的，在梯形圖中采用5個(gè)輔助繼電器M0~M4，能夠達(dá)到每一個(gè)階段工作時(shí)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(dá)到自動(dòng)控制的目的。當(dāng)系統(tǒng)一個(gè)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(shí)序圖</p><p>　　如圖5所示，為舞臺(tái)燈時(shí)序圖。</p><p><b>　　圖5 舞臺(tái)燈時(shí)序圖</b></p><p>　　2.3 舞臺(tái)燈設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　舞臺(tái)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(tái)燈設(shè)計(jì)流程圖</p><p>　　2.4 控制程序梯形圖</p><p>　　（1）網(wǎng)絡(luò)1：系統(tǒng)工作

17、受開(kāi)關(guān)控制，起動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.0 則系統(tǒng)工作；起動(dòng)開(kāi)關(guān)I0.1則系統(tǒng)停止工作。（如圖7）</p><p><b>　　圖7 電源啟停控制</b></p><p>　　(2) 網(wǎng)絡(luò)2、3和11：通過(guò)定時(shí)器T37定時(shí)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(luò)4、5、6：通過(guò)定時(shí)器T38對(duì)移位寄存器MOV_B進(jìn)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(luò)7、8、9：通過(guò)字節(jié)比較指令控制M0.2、M0.3、M0.4的按時(shí)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>　　（5）網(wǎng)絡(luò)10、12、13、14：通過(guò)T39對(duì)燈Q0.5、Q0.6、Q0.7在50秒時(shí)斷電，使三盞燈同時(shí)熄滅。（如圖11）</p><p>　　圖11 燈5、6、7斷電</p><p>　　（6）網(wǎng)絡(luò)16、17：通過(guò)T40在60秒時(shí)進(jìn)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(shí)物圖</p><p>　　如圖13所示為PLC的實(shí)際運(yùn)行情況及連接情況。</p><p>　　圖13 PLC實(shí)物圖</p><p><b>　　3 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　根據(jù)任務(wù)書(shū)要

21、求監(jiān)控界面實(shí)時(shí)監(jiān)控等的運(yùn)行情況，當(dāng)遇到故障，進(jìn)行報(bào)警，要求明確故障位置。采用組態(tài)王軟件進(jìn)行監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)組態(tài)王與PLC關(guān)聯(lián)可以對(duì)PLC進(jìn)行控制及監(jiān)控運(yùn)行情況</p><p><b>　　組態(tài)王監(jiān)控系統(tǒng)界面</b></p><p>　　（1）圖14是系統(tǒng)在5秒時(shí)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(huà)面

22、</p><p>　?。?）圖15是系統(tǒng)在45S時(shí)的監(jiān)控畫(huà)面 </p><p>　　圖15 系統(tǒng)監(jiān)控畫(huà)面</p><p><b>　　組態(tài)王串口通信</b></p><p>　　通過(guò)設(shè)置I/O變量使燈與PLC輸出Q進(jìn)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(guān)聯(lián)</p><p><b>　　圖17 關(guān)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(mén)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(jìn)行語(yǔ)法的檢查，正確后設(shè)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(jìn)行下一步的調(diào)試。 </p><p>　　運(yùn)行調(diào)試：在硬件調(diào)試和軟件調(diào)試正確的基礎(chǔ)上，打開(kāi)S7—200可編程控制器的“RUN”按鈕。</p

25、><p>　　進(jìn)行調(diào)試；按下啟動(dòng)按鈕，觀察運(yùn)行的情況，看是否是隨時(shí)按下停止按鈕可以停止系統(tǒng)運(yùn)行。系統(tǒng)停止運(yùn)行后，按下啟動(dòng)按鈕，看是否可以重新運(yùn)行。 </p><p>　　根據(jù)以上的調(diào)試情況，本彩燈循環(huán)點(diǎn)亮的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)符合要求。</p><p>　　5. 課設(shè)小結(jié)及進(jìn)一步設(shè)想</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，把書(shū)本上的知識(shí)運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)實(shí)

26、際中，讓我深刻體會(huì)到PLC技術(shù)的廣泛應(yīng)用。它不僅使我對(duì)所學(xué)過(guò)的PLC知識(shí)進(jìn)行了鞏固，而且使我更進(jìn)一步了解了舞臺(tái)燈的原理。本設(shè)計(jì)涉及到《可編程控制技器應(yīng)用技術(shù)》、《組態(tài)王》等學(xué)科知識(shí)，讓我對(duì)自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)有了更進(jìn)一步的理解。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)讓我學(xué)會(huì)了很多知識(shí)。在老師的指導(dǎo)下和同學(xué)的幫助下，我懂得了理論需要與實(shí)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(shè)計(jì)使我受益匪淺，對(duì)我以后人生定有大的幫

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