遼寧工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（論文）PAGE遼寧工業(yè)大學(xué)電氣控制與PLC技術(shù)課程設(shè)計(jì)（論文）題目：節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)院（系）：專業(yè)班級(jí)：學(xué)號(hào)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：（簽字）起止時(shí)間本科生課程設(shè)計(jì)（論文）PAGEIII課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)及評(píng)語院（系）：電氣工程學(xué)院教研室：自動(dòng)化學(xué)號(hào)學(xué)生姓名專業(yè)班級(jí)課程設(shè)計(jì)（論文）題目節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)課題完成的功能、設(shè)計(jì)任務(wù)及要求、技術(shù)參數(shù)實(shí)現(xiàn)功能設(shè)計(jì)某酒店的節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有12組彩燈，每組有4個(gè)燈。1、點(diǎn)亮次序?yàn)椋?組→3組→5組→7組→9組→11組→12組→10組→8組→6組→4組→2組；2、1、2組→3組→2、3組→4組→3、4組→5組……設(shè)計(jì)任務(wù)及要求1、根據(jù)系統(tǒng)功能，確定輸入輸出點(diǎn)數(shù)，選擇PLC的型號(hào)；2、建立I/O分配表，完成PLC與輸入/輸出信號(hào)的的外部接線；3、按系統(tǒng)的控制要求，用梯形圖設(shè)計(jì)程序；4、上機(jī)調(diào)試、完善程序；5、按學(xué)校規(guī)定格式，撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書一份；設(shè)計(jì)說明書應(yīng)在4000字以上。技術(shù)參數(shù)彩燈循環(huán)時(shí)間0.2s—1s可控制。進(jìn)度計(jì)劃1、布置任務(wù)，查閱資料，確定系統(tǒng)的組成（1天）2、設(shè)計(jì)電機(jī)主電路（1天）3、建立I/O分配，完成外部接線設(shè)計(jì)（1天）4、按系統(tǒng)的控制要求，完成梯形圖設(shè)計(jì)（2天）5、上機(jī)調(diào)試、修改程序（2天）6、撰寫、打印設(shè)計(jì)說明書（2天）7、答辯（1天）指導(dǎo)教師評(píng)語及成績平時(shí)：論文質(zhì)量：答辯：總成績：指導(dǎo)教師簽字：年月日注：成績：平時(shí)20%論文質(zhì)量60%答辯20%以百分制計(jì)算

摘要本系統(tǒng)利用PLC采用程序設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)彩燈的控制。通過選用CPU224和數(shù)字量輸出模塊EM222來實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)便是基于PLC控制的節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)，通過對(duì)PLC的編程，來實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈的控制。先進(jìn)行總體方案的設(shè)計(jì)，確定整體的設(shè)計(jì)方案。再進(jìn)行硬件設(shè)計(jì)，選擇相應(yīng)的模塊并給出系統(tǒng)外部接線圖。整個(gè)過程通過PLC自動(dòng)完成，大大減輕了設(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，減少了出錯(cuò)的機(jī)會(huì)，并且提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。關(guān)鍵詞：可編程邏輯器；節(jié)日彩燈；控制目錄TOC\o"1-3"\f\h\z21314第1章緒論 123566第2章節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)的方案 3288152.1概述 3132622.2總體設(shè)計(jì)框圖 332635第3章硬件設(shè)計(jì) 5218003.1PLC的介紹 5325653.2CPU型號(hào)的選擇 7164483.3模塊的選擇 8159353.4系統(tǒng)I/O分配 9176163.5外部接線圖 109119第4章軟件設(shè)計(jì) 114892第5章程序調(diào)試 13139755.1進(jìn)行外部連線 13300155.2運(yùn)行程序觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 13306第6章課程設(shè)計(jì)總結(jié) 1531752參考文獻(xiàn) 163112附錄 17PAGE19緒論由于國內(nèi)生活水平不斷提高，人民向往較佳的生活質(zhì)素，對(duì)燈具燈飾也不斷提出了新要求，近年內(nèi)地?zé)麸検袌?chǎng)有以下情況：功能細(xì)分：人們要求燈具能符合不同場(chǎng)合，不同照光功能的需求日高，因此適用于各種使用要求的燈具逐應(yīng)運(yùn)而生，如學(xué)生燈、書寫燈、應(yīng)急燈、日光燈、霞光燈、晚餐燈以及不同高度的落地?zé)舻刃缕矾B出。高技術(shù)化：由于電子技術(shù)被廣泛用于燈具的制造，適應(yīng)不同的電壓，使可調(diào)節(jié)亮度的第三代照光燈具多起來。無頻閃燈、3種波長色譜可調(diào)燈，放射遠(yuǎn)紅外光燈等具備保護(hù)視力功能的燈具也開始推出市場(chǎng)。多功能化：符合當(dāng)前的消費(fèi)時(shí)尚、集多種功能于一體的燈如床頭兼作光敏電話自控?zé)?、帶八音盒臺(tái)燈等，是近年另一需求特點(diǎn)。節(jié)能環(huán)保：新推出的高科技無頻閃書寫燈，光線平穩(wěn)并可節(jié)能源50%，這種燈具很受消費(fèi)者的歡迎。環(huán)保是燈具生產(chǎn)技術(shù)的嶄新主題，顯示人們對(duì)居室生態(tài)環(huán)境的重視，這亦是未來家居照明的主要發(fā)展方向。國際燈具行業(yè)現(xiàn)代化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的潮流是：減少產(chǎn)品的尺寸，以減少材料的投入；現(xiàn)代社會(huì)對(duì)產(chǎn)品的開以制造最重要的著眼點(diǎn)是“經(jīng)濟(jì)”和“環(huán)境保護(hù)”。

照明產(chǎn)品最好能體現(xiàn)這一潮流的是緊湊熒光燈，細(xì)管徑，超細(xì)管徑直管熒光燈和無汞的射頻(RF)或微波(MW)激發(fā)的硫燈。緊湊型熒光燈直徑和尺寸，它們的形式多種多樣用途也十分廣泛。一般來說，它們有5倍于白熾燈的光效和8倍于白熾燈的壽命。因此，它們是綠色照明工程的推薦產(chǎn)品，使用緊湊型熒光燈的燈具也日益多見。彩燈控制是以彩燈為主，從調(diào)光燈、觸摸燈和延遲燈電子控制器到節(jié)能燈、遙控?zé)艉妥钥胤奖銦綦娮涌刂破鞯膶Ｓ迷O(shè)備，種類繁多。這是一種傳統(tǒng)的燈具方式，雖然彩燈成本較低，但由于采用接觸式控制彩燈方式顯示花樣信息，因此，受干擾較大，甚至不會(huì)顯示信息，目前燈具的設(shè)計(jì)觀念未能與時(shí)俱進(jìn)，零配件質(zhì)量很差。工業(yè)照明、公共照明等大型高附加值、高檔次或新型燈具產(chǎn)品很少。燈具產(chǎn)品科技含量低、檔次不高將在一定程度上削弱了未來我燈具產(chǎn)品的競爭力。燈具樣式缺乏特色，

存在安全隱患。設(shè)計(jì)中主要依據(jù)彩燈控制電路，電路最大的特點(diǎn)是穩(wěn)壓和整流裝置，只顧按鍵、二極管、按鈕及很少的阻容器件便能實(shí)現(xiàn)各種花樣等自然的變換，并能即按即變，永久保存。在國外已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，國內(nèi)的應(yīng)用正在滲透到傳統(tǒng)的家電領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、裝飾領(lǐng)域及待開發(fā)的領(lǐng)域。在裝飾領(lǐng)域方面，采用彩燈控制電路，加強(qiáng)了人機(jī)聯(lián)系，如會(huì)顯示數(shù)字和漢字的大型彩燈組，從而有效的提高審美觀念，方便了使用者；更為人們所熟悉。隨著人們生活環(huán)境的不斷改善和美化，在許多場(chǎng)合可以看到彩色霓虹燈。彩燈由于其豐富的燈光色彩，低廉的造價(jià)以及控制簡單等特點(diǎn)而得到了廣泛的應(yīng)用，用彩燈來裝飾街道和城市建筑物已經(jīng)成為一種時(shí)尚。但目前市場(chǎng)上各式樣的彩燈控制器大多數(shù)用全硬件電路實(shí)現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、功能單一，這樣一旦制作成品只能按照固定的模式閃亮，不能根據(jù)不同場(chǎng)合、不同時(shí)間段的需要來調(diào)節(jié)亮燈時(shí)間、模式、閃爍頻率等動(dòng)態(tài)參數(shù)。這種彩燈控制器結(jié)構(gòu)往往有芯片過多、電路復(fù)雜、功率損耗大等缺點(diǎn)。此外從功能效果上看，亮燈模式少而且樣式單調(diào)，缺乏用戶可操作性，影響亮燈效果。因此有必要對(duì)現(xiàn)有的彩燈控制器進(jìn)行改進(jìn)。本文設(shè)計(jì)正是利用PLC為控制器，配合輸入輸出模塊，控制彩燈顯示出絢麗的圖案。彩燈的點(diǎn)亮順序一個(gè)有兩種，可以手動(dòng)自行選擇。本系統(tǒng)還有很大的拓展空間，可以控制更多的彩燈顯示更絢爛的圖案，為節(jié)日增添喜慶氣氛。

節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)的方案概述本次設(shè)計(jì)主要是綜合應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，設(shè)計(jì)節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)，并在實(shí)踐的基本技能方面進(jìn)行一次系統(tǒng)的訓(xùn)練。能夠較全面地鞏固和應(yīng)用“PLC”課程中所學(xué)的基本理論和基本方法，并初步掌握PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本方法。應(yīng)用場(chǎng)合:應(yīng)用于酒店，咖啡廳，酒吧等用戶所需場(chǎng)所。并用彩燈來裝飾街道和城市建筑物系統(tǒng)功能介紹:節(jié)日彩燈本文提出了一種基于PLC的彩燈控制方案，實(shí)現(xiàn)對(duì)彩燈的控制。本方案以PLC作為主控核心，與按鈕，開關(guān)等模塊組成核心主控制模塊,可以顯示不同的花樣?？傮w設(shè)計(jì)框圖本系統(tǒng)利用PLC采用程序設(shè)計(jì)方法來實(shí)現(xiàn)彩燈的控制。通過選用CPU224和數(shù)字量輸出模塊EM222來實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括硬件和軟件兩大部分，依據(jù)控制系統(tǒng)的工作原理和技術(shù)性能，將硬件和軟件分開設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)部分包括系統(tǒng)總框圖、元器件的選擇、外部接線圖，然后對(duì)硬件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。軟件設(shè)計(jì)部分，首先在總體設(shè)計(jì)中完成系統(tǒng)總框圖和各模塊的功能設(shè)計(jì)后，擬定詳細(xì)的工作計(jì)劃。選擇合適的軟件進(jìn)行梯形圖設(shè)計(jì)等；最后是對(duì)軟件進(jìn)行調(diào)試、測(cè)試，達(dá)到所需功能要求。系統(tǒng)總體控制結(jié)構(gòu)框圖如圖2.1所示：總開關(guān)主機(jī)總開關(guān)主機(jī)彩燈彩燈按鈕按鈕圖2.1系統(tǒng)總體控制結(jié)構(gòu)框圖硬件設(shè)計(jì)PLC的介紹可編程邏輯控制器，它采用一類可編程的\t"/subview/3180185/_blank"存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入?？删幊踢壿嬁刂破髟谟脩舫绦驁?zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)\t"/subview/3180185/_blank"邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該\t"/subview/3180185/_blank"梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。在制造工業(yè)中存在大量的開關(guān)量為主的開環(huán)的順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作號(hào)按照時(shí)序動(dòng)作;另外還有與順序、時(shí)序無關(guān)的按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制;以及大量的開關(guān)量、脈沖量、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)器、模擬量的越限報(bào)警等狀態(tài)量為主的—離散量的數(shù)據(jù)采集監(jiān)視。由于這些控制和監(jiān)視的要求，使PLC發(fā)展成了取代繼電器線路和進(jìn)行順序控制為主的產(chǎn)品。PLC廠家在原來CPU模板上提逐漸增加了各種通訊接口，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，使PLC的應(yīng)用范圍越來越廣泛。PLC具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因。PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，有母板，數(shù)字I/O模板，模擬I/O模板，還有特殊的定位模板，條形碼識(shí)別模板等模塊，用戶可以根據(jù)需要采用在母板上擴(kuò)展或者利用總線技術(shù)配備遠(yuǎn)程I/O從站的方法來得到想要的I/O數(shù)量。PLC在實(shí)現(xiàn)各種數(shù)量的I/O控制的同時(shí)，還具備輸出模擬電壓和數(shù)字脈沖的能力，使得它可以控制各種能接收這些信號(hào)的伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)，變頻電機(jī)等，加上觸摸屏的人機(jī)界面支持，施耐德的PLC可以滿足您在過程控制中任何層次上的需求。在可編程邏輯控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是可編程邏輯控制器工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。可編程邏輯控制器及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用可編程邏輯控制器應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)，可編程邏輯控制器的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定可編程邏輯控制器的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的可編程邏輯控制器和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代。簡單可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。可編程邏輯控制器主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高可編程邏輯控制器的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì)可編程邏輯控制器的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。可編程邏輯控制器接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2～0.4Ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K；大中型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。CPU型號(hào)的選擇隨著目前生產(chǎn)自動(dòng)化水平的提高，以及各種監(jiān)控系統(tǒng)的需要，PLC以其外部電路簡單、模塊化結(jié)構(gòu)、軟硬件開發(fā)周期短、可靠性高，尤其可以通過方便的編程和修改軟件來實(shí)現(xiàn)順序控制的功能等特點(diǎn)，將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)與計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)融為一體，在工業(yè)的應(yīng)用中越來越廣泛。CPU221：本機(jī)集成6輸入/4輸出，無擴(kuò)展能力，程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量較小，有一定的高數(shù)計(jì)數(shù)功能和通信功能，非常適合于少點(diǎn)數(shù)的或特定的控制系統(tǒng)使用。CPU222：本機(jī)集成8輸入/6輸出，和CPU221相比，它最多可以擴(kuò)展2個(gè)模塊，因此是應(yīng)用更廣泛的全功能控制器。CPU224：本機(jī)集成14輸入/10輸出，和前兩者相比，程序存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了四倍，它最多可以有七個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，有更強(qiáng)的模擬量和高數(shù)計(jì)數(shù)的處理能力，是使用的最多的S7-200產(chǎn)品。CPU224XP：其大部分功能和CPU224相同，但和CPU224相比，它的程序存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量都增加了不少，處理高速計(jì)數(shù)器的能力也有增強(qiáng)；其最大的區(qū)別是在主機(jī)上增加了2輸入/1輸出的模擬量單元和一個(gè)通信口，非常適合在有少量模擬量信號(hào)的系統(tǒng)中使用，在有復(fù)雜通信要求的場(chǎng)合也非常適合。CPU226：本機(jī)集成24輸入/16輸出，I/O共計(jì)40點(diǎn)，和CPU224相比，程序存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量增加到10KB，它具有兩個(gè)通信口，通信能力大大增強(qiáng)。它可用于點(diǎn)數(shù)較多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。本系統(tǒng)為節(jié)日彩燈控制系統(tǒng),共控制12組彩燈實(shí)現(xiàn)多種顯示方式，本系統(tǒng)僅列出兩種，實(shí)際中可以有很多種?？刂品椒梢院軓?fù)雜，程序量很大，要求穩(wěn)定性高，所以選用CPU224作為核心控制器。模塊的選擇本設(shè)計(jì)中共需要數(shù)字量輸入4點(diǎn)，數(shù)字量輸出12點(diǎn)。選用的CPU224中含有14點(diǎn)數(shù)字量輸入，10點(diǎn)數(shù)字量輸出。故需要額外配置至少兩點(diǎn)的數(shù)字量輸出點(diǎn)。數(shù)字量輸出模塊EM222共有5種產(chǎn)品，即8點(diǎn)DC和4點(diǎn)DC、8點(diǎn)AC、8點(diǎn)繼電器和4點(diǎn)繼電器。配置I/O點(diǎn)時(shí)盡量多配置1-2個(gè)點(diǎn)，所以選擇EM222-4點(diǎn)DC的模塊。與CPU的連接圖如圖3.1所示。主機(jī)主機(jī)PLC224模塊1EM222DO4DC24V圖3.1模塊連接方式系統(tǒng)I/O分配根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及要求實(shí)現(xiàn)的功能，進(jìn)行I/O分配。本設(shè)計(jì)PLC的I/O分配情況見表3.1所示：CPU224地址名稱及作用輸入I1.0總開關(guān)I1.1模式選擇開關(guān)I1.2時(shí)間增加按鈕I1.3時(shí)間減小按鈕輸出Q1.0第一組彩燈Q1.1第二組Q1.2第三組Q1.3第四組Q1.4第五組Q1.5第六組Q1.6第七組Q1.7第八組Q2.0第九組Q2.1第十組Q2.2第十一組Q2.3第十二組表3.1I/O地址分配表外部接線圖各部分與CPU的連接圖，如圖3.2所示。2L2L1L3LL124VDC+Q0.7Q0.6Q0.5Q0.3Q0.4Q0.2Q0.0Q0.1K21MI0.3I0.2I0.1I0.0~L+SF0SF1K1L1L2L3L4L5L6L7L8M~Ｎ地~~120/220VDCL(+)L(+)L(+)N(-)N(-)N(-)L+M24VDC1LQ2.0Q2.1Q2.2Q2.31LL9L10L12L11EM222CPU224圖3.2系統(tǒng)外部接線圖連線圖中，SF0與SF1為開關(guān)，K1和K2為按鈕。SF0代表系統(tǒng)總開關(guān)，SF0扳下，彩燈按一定順序開始點(diǎn)亮，循環(huán)定時(shí)器開始定時(shí)。SF1代表顯示方式選擇開關(guān)，扳至上檔按方案一的順序點(diǎn)亮，扳至下檔按方案二的順序點(diǎn)亮。K1為調(diào)時(shí)加一按鈕，每按一次循環(huán)時(shí)間增加0.1s。K2為調(diào)時(shí)減一按鈕，每按一次循環(huán)時(shí)間減小0.1s。循環(huán)時(shí)間可調(diào)范圍在0.2s~1.0s之間。軟件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)要實(shí)現(xiàn)功能有以下幾個(gè)：設(shè)計(jì)某酒店的節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)有12組彩燈，每組有4個(gè)燈。1、點(diǎn)亮次序?yàn)椋?組→3組→5組→7組→9組→11組→12組→10組→8組→6組→4組→2組；2、1、2組→3組→2、3組→4組→3、4組→5組……彩燈循環(huán)時(shí)間0.2s—1s可控制?？刂埔蠓治觯?2組彩燈，每組4個(gè)，一共有兩種點(diǎn)亮方式，可手動(dòng)選擇。每隔一定的時(shí)間下一個(gè)彩燈點(diǎn)亮，循環(huán)時(shí)間可以自行調(diào)節(jié)。實(shí)現(xiàn)方案：采用兩個(gè)開關(guān)兩個(gè)按鈕作為輸入信號(hào)進(jìn)行控制，即總開關(guān)控制是否點(diǎn)亮，顯示方式選擇開關(guān)選擇彩燈點(diǎn)亮方式。顯示控制使用查表的方式，先在變量存儲(chǔ)區(qū)中建立一個(gè)12組彩燈顯示順序的表格，然后在選擇不同的顯示方式時(shí)賦予不同的數(shù)據(jù)指針，然后利用指針進(jìn)行查表讀取數(shù)值送出顯示，不同的顯示方式使用不同的指針。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)的程序有主程序，和時(shí)間控制子程序。軟件流程圖如圖4.1、4.2所示，程序見附錄，程序中包含相應(yīng)的注開始開始是否按下按鈕ＮＹ循環(huán)時(shí)間加減循環(huán)時(shí)間加減0.1是否大于設(shè)定值值是否大于設(shè)定值值ＮＹ時(shí)間為設(shè)定值時(shí)間為設(shè)定值結(jié)束結(jié)束圖4.1子程序開始開始初始值初始值移位次數(shù)移位次數(shù)數(shù)據(jù)輸出數(shù)據(jù)輸出移位移位延時(shí)移位次數(shù)完成ＹＮ移位次數(shù)完成圖4.2主程序程序調(diào)試進(jìn)行外部連線本設(shè)計(jì)總體連線如圖5.1所示，由于實(shí)驗(yàn)設(shè)備原因缺少兩個(gè)輸出點(diǎn)，所以僅進(jìn)行了10個(gè)輸出點(diǎn)的模擬。圖5.1系統(tǒng)整體連線圖運(yùn)行程序觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)際效果圖如下：（1）下圖為顯示方案一中的第一個(gè)狀態(tài)，即第一組燈點(diǎn)亮。后面按照點(diǎn)亮方式一的順序進(jìn)行顯示。顯示到最后一個(gè)狀態(tài)后循環(huán)回第一個(gè)狀態(tài)顯示。圖5.2顯示方案一（2）下圖為顯示方案二中的第三個(gè)狀態(tài)，第二組與第三組同時(shí)點(diǎn)亮。本方式共有24個(gè)狀態(tài)，顯示到第24個(gè)狀態(tài)后循環(huán)回第1個(gè)狀態(tài)顯示。課程設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)主要研究的是節(jié)日彩燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。節(jié)日彩燈是節(jié)日中不可缺少的一部分，它可以增添節(jié)日氣氛，用于裝飾，布置節(jié)日現(xiàn)場(chǎng)，如公園、商場(chǎng)、舞臺(tái)、酒店等等。現(xiàn)代的節(jié)日花燈使用色彩繽紛的燈泡，通過控制器來控制他們的亮滅規(guī)律，使其變幻多姿。利用編程與外部開關(guān)的組合控制可以實(shí)現(xiàn)多種的點(diǎn)亮規(guī)律的手動(dòng)切換，避免了但以顯示方式的單調(diào)。顯示規(guī)律還可以利用編程重新編寫。利用PLC控制的彩燈系統(tǒng)為大型系統(tǒng)，小型系統(tǒng)一般由單片機(jī)控制。PLC具有穩(wěn)定性好，實(shí)時(shí)性高，使用壽命長等諸多優(yōu)點(diǎn)。通過本次PLC課程設(shè)計(jì)，讓我對(duì)PLC的廣泛用途有了進(jìn)一步的了解，也使我加深了對(duì)PLC梯形圖、指令表、外部接線圖的理解及結(jié)構(gòu)的掌握，而且經(jīng)過在網(wǎng)上查找資料以及到圖書館學(xué)習(xí)，也使我更好的理解和認(rèn)識(shí)了關(guān)于PLC設(shè)