霓虹灯广告屏设置课程设计.docx

霓虹灯广告屏装置PLC控制程序的设计与调试
内容摘要

随酒香也怕巷子深，在保证产品质量的同时，广告也是抓住消费者眼球的一个重要手段。为展现自己的形象和产品,一般都会采用霓虹灯广告屏来这种广告手法，这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点。PLC是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机,这些霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等均，可以通过PLC来达到控制的要求，这篇课程设计就是根据实验要求，进行输入输出的I/O口估算，选择PLC型号、绘制流程图、设计梯形图、编写程序清单、调试程序、修改程序，最终实现课程要求。在编写程序的时候用到了位移指令，是程序变得更加简洁。基本实现对霓虹灯的正确、稳定地控制。
关键词: 霓虹灯； PLC ；广告灯控制系统；可编程控制

目 录

第1章 引言…………………………………………………………1
第2章 硬件设计……………………………………………………3
2.1 控制要求……………………….…………………...………3
2.2 功能图………………………………….……………………………4
2.3系统接线图设计……………………………….……………...4
2.4控制系统流程图………………….…………………………...5
2.5 I/O分配表………………………………..……………..……8
2.6 I/O接线图…………………………………..…………………………9
第3章 软件设计………………….………...………………………10
3.1 梯形图的设计………………………………………………....………11
3.2 梯形图…………………………………………………………………12
第4章 系统调试……………………………………………………29
结论……………………………………………………………………30
设计总结………………………………………………………………31
谢辞……………………………………………………………………32
参考文献………………………………………………………………33

第1章 引言
随着P LC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指针有着重要意义。
PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。
PLC机型的选择：
PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：
合理的结构型式：PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。
安装方式的选择：PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，联机短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。
相应的功能要求：一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。
对于控制较复杂，要求实现PID运算、死循环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模程控和集散控制系统等场合。
响应速度要求：PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等
系统可靠性的要求：对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
机型尽量统一
一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题：
１)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。
２)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水准的提高。
３)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。

第2章 硬件设计
2.1 控制要求
该广告屏共有8 根灯管，24 只流水灯，每4 只灯为一组，如下图所示：

(1)该广告屏中间8个霓虹灯字亮灭的时序为第1根亮→2亮→3亮……第8根亮,时间间隔均为1S,8个霓虹灯字全亮后,显示10S,再反过来从8→7……1顺序熄灭.全灭后,停亮2S,再从第8根开始亮起,顺序点亮8→7…1,时间间隔为1S,全亮后显示5S.再从1→2…8按1S间隔顺序熄灭.全熄灭后,停亮2S,再从头开始运行,周而复始。
(2)广告屏四周的流水灯共24只,4个1组,共分6组,每组灯间隔1S向前移动一次,且I~VI每隔一组的灯点亮,即从I“①、③”,亮后II“⑤⑦”,同时Ⅰ“①﹑③”灭→Ⅲ“⑨﹑11”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭………移动一段时间后(如30S),再反过来移动,即从VI,IV亮后V,III亮后IV,II亮后III,I亮…,如此循环往复。
(3)系统有单步\连续控制,有启动和停止按钮。
(4)启动时，灯管和流水灯同时启动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）要求有位移指令的应用。
PLC型号的选择：
由于本文程序共有14个端口输出，并且用是用交流电的，所以我选择用FX2N-48MR-001。FX2N-48MR-001的主要的技术参数：输入继电器有24点，输出继电器有24点。电源电压为AC100—240V 50/60Hz。

2.2功能图

2.3 系统接线图设计

2.4控制系统流程图

2.5 I\O分配表
原件
启动按钮 SB1
复位按钮 SB2
灯管复位按钮SB3
流水灯复位 按 钮SB4
对应接口
I0.1
I0.2
I0.3
I0.4

原件
灯管1
灯管2
灯管3
灯管4
灯管5
灯管6
灯管7
灯管8
对应接口
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
Q0.5
Q0.6
Q0.7

原件
流水灯1、3
流水灯5、7
流水灯9、11
流水灯13、15
流水灯17、19
流水灯21、23
对应接口
Q1.0
Q1.1
Q1.2
Q1.3
Q1.4
Q1.5

原件
流水灯24、22
流水灯20、18
流水灯16、14
流水灯12、10
流水灯8、6
流水灯4、2
对应接口
Q2.0
Q2.1
Q2.2
Q2.3
Q2.4
Q2.5

由于本文程序共有32个输出，并且是用交流电的，选择用CPU224。

2.6 I/O接线图

第3章 软件设计
3.1 梯形图的设计
在程序设计过程中采用了SCR指令的顺序控制梯形图的设计方法，S7-200中的顺序控制寄存器（SCR）专门用于编制顺序控制程序，顺序控制程序被划分为LSCR与SCRE指令之间的若干个SCR段，一个SCR段对应与顺序功能图中的一步。
梯形图中设计了八个子程序，分别赋八个数，因为需要前一个输入信号由一变为零，所以添加了负跳变指令；为了实现题中的循环要求，在程序中添加了加一指令，从而使得数字自动往下循环；为了点亮八段显示管各段的代码，运用了段译码指令，为了输出需要的数字在段译码指令前添加了字节比较指令，当为所需数字时，就会在显示管上显示相应的数。通过计时器和移位指令，传送指令的运用，大大简化了程序的编制。

3.2梯形图

、

第4章 系统调试：

硬件调试：接通电源，检查可编程控制器是否可以正常工作，接头是否接触良好，然后把其与电脑的通信口连接。
软件调试：按要求输入梯形图，转换成指令表，并进行语法的检查，正确后设置正确的通信口，将指令读入到指定的可编程控制器ROM中，进行下一步的调试。
运行调试：在硬件调试和软件调试正确的基础上，打开可编程控制器的“RUN”开关进行调试；观察运行的情况，看按下题中所说按钮时是否按要求工作。
根据以上的调试情况，本次的自动显示的PLC控制系统设计符合要求。

结论
本程序是用梯形图所写的，在启动按钮按下以后，有两步程序同时运行，一个是霓虹灯字的亮灭，一个是四周边框流水灯的亮灭。霓虹灯字的亮灭：在按下启动按钮以后，八个灯管会按要求亮灭，主要是定时器控制的，在S0.1至S0.7分别控制灯管的顺序亮灭。流水灯的亮灭，状态就比较多了，我是把每一中亮的情况都纳入一个状态的，所以有6中状态，然后在循环，在30秒过后，会由正序的亮转换成反序的亮。反序的亮30秒都又转换成正序的两，这个30秒我是用计数器控制的，因为每一个循环是6秒，那30秒就是5次，计到5次都才会进行正反序的转换。本次控制程序的的设计，运用了移位指令和传送指令，虽然这两个指令让我头痛了好几天，但经过这几天的认真研究，基本掌握了该指令的应用，我觉得这是最大的收获。

设计总结
经过这次的毕业设计，使得我对PLC的掌握进一步的增强，加深了对PLC它们的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣，但是我也深深的知道自己的不足之处，比如说对应用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。多在学习过程中不能想通的问题，在PLC调试过程中，终于得以解决。可以看出它对理论教学起到了必要的补充和额拓宽作用，对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才必不可少。在这次的课程中，我发现PLC在工业控制中的作用很大，它能使人的控制转变成计算机的控制，大大地降低了产品的成本，很大地提高生产效率。
在此过程中我还发现到修改完善程序的重要性。当时编完一个程后感觉是正确的。就是这样还要仔细检查自己的程序。考虑到各种可能发生的情况。
经过这次毕业设计培养了我的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

致谢
在这次课程设计的编写过程中，我们得到了很过人的帮助。
首先，我们要感谢陈老师在课程设计上给予我们的指导，提供给我们的支持和帮助，这是我们能顺利完成这次报告的主要原因，更重要的是帮助我们解决了许多技术上的难题，让我们能把系统做的更加完善。同时也感谢老师为我们提供了良好的做课程设计的环境。
其次，也要感谢那些帮助过我们的同学，是他们不厌其烦的回答我们的疑问，解决了不少我们不太明白的设计上的难题，使我们能够顺利的完成调试工作。
我也要感谢那些免费的论文网站，虽说这些网站都是些不起眼的小网站，可正是它们无偿的向我们提供大量的论文蓝本，保证了贫穷的我们得到所需的论文。这可以说是一种“想人之所想。急人之所急的人道主义精神”。
再一次感谢是所有在设计中曾经帮助过我的良师益友和同学，谢谢你们！

在我设计期间，得到了老师的帮助，在忙碌的工作之余，给予我专业知识上的指导，而且教给我学习的方法和思路，使我在科研工作及设计过程中不断有新的认识和提高。在此，我对他们表示由衷的谢意！
衷心的感谢给予我建议和帮助的王宗才老师！

参考文献
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