基于PLC彩灯控制.doc

1 引言 基于PLC控制的彩灯广告，就是运用PLC的逻辑控制功能对彩灯广告的运行按给定要求自动运行。 1.1 基于PLC彩灯广告控制器设计目的 主要是通过设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。培养学生独立地解决实际问题的能力；掌握初步掌握PLC电气电路的设计方法及其编程方法和程序的调试； 1.2 基于PLC彩灯广告控制器设计内容 1.2.1根据课程设计的目的和PLC的原理理清思路。 1.2.2 选取PLC型号，完成硬件设计。 1.2.3 画出流程图，时序图，及编好梯形图。 1.2.4 进行仿真及调试。 1.3 基于PLC彩灯广告控制器设计实现的目标 广告屏有8根彩灯管，从左到右排列，编号为1～8号。系统启动后，灯管点亮的顺序依次为：1号→2号→3号→...→7号→8 号，时间间隔为1S。8根彩灯全亮后，持续10S。然 后按照8号→7号→6号→...→2号→1号的顺序依次 熄灭，时间间隔为1S。灯管全部熄灭后，等待2S， 再从8号灯管开始，按照8号→7号→6号→...→2号 →1号的顺序依次点亮，时间间隔为1S。全部点亮后 持续20S，再按照1号→2号→3号→...→7号→8号的 顺序熄灭，时间间隔仍为1S。灯管全部熄灭后，等 待2S，再重新开始上述过程的循环。 2 系统总体方案设计 2.1 PLC概述 2.1.1 PLC的基本结构 PLC主要由CPU模块、输入/输出（I/O）模块、编程器和电源四大部分组成（图2.1）。 2.1.2 PLC的特点 (1)编程方法简单易学----梯形图语言（面向用户的高级语言） (2)硬件配套齐全，用户使用方便 (3)通用性强，适用性强 (4)可靠性高，抗干扰能力强 (5)系统的设计、安装、调试工量小 (6)维修工量小，维修方便 (7)体积小、重量轻、功耗小 2.1.3 PLC应用领域 PLC应用范围不断扩大，价格下降，功能大大加强，其应用范围有： (1)开关量逻辑控制 (2)运动控制 (3)闭环过程控制 (4)数据处理 (5)通信联网 2.2 硬件控制功能介绍 2.2.1系统硬件配置及组成原理 （1）PLC选型 PLC的主要国外生产厂家包括美国的Rock-well公司、德国的西门子公司、日本的三菱公司和欧姆龙公司。 我国有不少厂家研制和生产过PLC，近年来国产PLC有了很大的发展，但我国使用的PLC主要还是国外的品牌的产品。考虑到国外产品的成熟性好，并且本次课程设计只需属小型系统，故采用三菱公司的FX系列小型PLC。 表2.1 FX1N ，FX1S与 FX2N的基本性能 项目 FX1N FX1S FX2N I/O设置 与用户选择有关，最多128点 与用户选择有关，最多30点 与用户选择有关，最多256点 100ms定时器 T0~T62，63点 T0~T199，200点 T0~T199，200点 通用辅助继电器 M0~M383，384点 M0~M383，384点 M0~M499，500点 指令 MOV 有 有 有 ROR 无 无 有 ROL 无 无 有 在编程当中需要用到ROR和ROL指令，由表2.1可知只有FX2N系列满足要求，故选用FX2N系列的PLC。其次在编程当中需要用到MOV HFF00 K4Y0指令，所以需要用到16个输出口，综上所述选用FX2N-32MR系列的PLC。 （2）组成原理 PLC彩灯广告控制编程采用指令控制，采用PLC能充分利用它的优点。在这里我们采用三菱公司的FX2N-32MR系列的可编程控制器，它吸收了整体式和模块式PLC的优点，安装比较方便，它的基本指令执行时间为0.08μs 每条指令，内置的用户存储器为8K步，可以扩展到16K步。FX2N-32MR系列的可编程控制器，输入点数为16，输出点数为16。编制梯形图，并进行仿真和调试。综上，得到系统硬件配置如表2.2所示： 表2.2 硬件配置表 名 称 数 量 DC24V电源 1 PC/PPI编程电缆 1 FXGP-WIN-C编程软件 1 PC机 1 输出显示灯 8 2.3系统变量定义及分配表 根据控制要求对彩灯广告控制系统的I/O进行分配（表2.3）。 表2.3 I/O地址分配表 输入/输出 设备/器件名称 /输出映像寄存器 I/O地址 符号名 输入 起动开关 X1 I0.1 SB1 停止开关 X2 I0.2 SB2 输出 第一盏灯 Y0 Q0.0 L1 第二盏灯 Y1 Q0.1 L2 第三盏灯 Y2 Q0.2 L3 第四盏灯 Y3 Q0.3 L4 第五盏灯 Y4 Q0.4 L5 第六盏灯 Y5 Q0.5 L6 第七盏灯 Y6 Q0.6 L7 第八盏灯 Y7 Q0.7 L8 2.4 PLC外部电路连线