1、工程技術(shù)學(xué)院PLC編程技術(shù)課程設(shè)計題 目：天塔之光控制系統(tǒng)的PLC設(shè)計 專業(yè)班級： 2012級機制機電 學(xué)生姓名： 柳吉祥 學(xué) 號： 0 指導(dǎo)老師： 王巍 成 績： 任務(wù)下達日期2015年5月19日設(shè)計完成日期2015年5月26日 目錄摘要1第一章 概 述11.1S7-200PLC簡介11.2天塔之光控制系統(tǒng)概述21.2.1天塔之光控制系統(tǒng)主要應(yīng)用21.2.2天塔之光控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容2第二章 系統(tǒng)硬件選型及設(shè)計32.1 硬件選型32.1.1PLC選型32.1.2確定主機型號及擴展模塊，根據(jù)需要選用小型機。42.1.3存儲容量預(yù)算42.2 外圍接線設(shè)計42.2.1 PLC的I/O分配表42.2.

2、2 PLC的外部接線圖5第三章 系統(tǒng)程序及調(diào)試63.1系統(tǒng)程序63.2調(diào)試73.21 硬件調(diào)試73.22 軟件調(diào)試及聯(lián)機調(diào)試7結(jié)論7參考文獻8摘要本設(shè)計是應(yīng)用S7-200 PLC天塔之光設(shè)計的硬件電路，并利用OB1的梯形圖控制程序設(shè)計。通過控制S7-20PLC的定時繼電器的功能來實現(xiàn)各彩燈按一定的規(guī)律點亮和熄滅。接通延遲定時器SD的特點（如果RLO有正跳沿，則接通延遲定時器啟動指令，以設(shè)定的時間值啟動指令的定時器）。這種控制電路結(jié)構(gòu)簡單，可靠性高，應(yīng)用性強；軟件程序適應(yīng)范圍廣，對各彩燈按一定的規(guī)律點亮和熄滅的控制，只需要改變相應(yīng)的定時器的時間接通即可。關(guān)鍵詞 PLC；彩燈； 梯形圖第一章 概

3、述1.1S7-200PLC簡介S7-200系列PLC是SIEMENS公司新推出的一種小型PLC。它以緊湊的結(jié)構(gòu)、良好的擴展性、強大的指令功能、低廉的價格，已經(jīng)成為當(dāng)代各種小型控制工程的理想控制器。S7-200 PLC包含了一個單獨的S7-200 CPU和各種可選擇的擴展模塊，可以十分方便地組成不同規(guī)模的控制器。其控制規(guī)?？梢詮膸c上到幾百點。S7-200 PLC可以方便地組成PLC-PLC網(wǎng)絡(luò)和微機-PLC網(wǎng)絡(luò)，從而完成規(guī)模更大的工程。S7-200的編程軟件STEP7-Micro/WIN32可以方便地在Windows環(huán)境下對PLC編程、調(diào)試、監(jiān)控，使得PLC的編程更加方便、快捷。可以說，S7-

4、200可以完美地滿足各種小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)的要求。S7-200有四種CPU，其性能差異很大。這些性能直接影響到PLC的控制規(guī)模和PLC系統(tǒng)的配置。目前S7-200系列PLC主要有CPU221、CPU222、CPU224和CPU226四種。檔次最低的是CPU221，其數(shù)字量輸入點數(shù)有點，數(shù)字量輸出點數(shù)有點，是控制規(guī)模最小的PLC。檔次最高的應(yīng)屬CPU226，CPU226集成了24點輸入16點輸出，共有40個數(shù)字量I/O?？蛇B接個擴展模塊，最大擴展至248點數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O。S7-200系列PLC四種CPU的外部結(jié)構(gòu)大體相同。頂部端子蓋下邊為輸出端子和PLC供電電源端子。輸出端子的運

5、行狀態(tài)可以由頂部端子蓋下方一排指示燈顯示，ON狀態(tài)對應(yīng)的指示燈亮。底部端子蓋下邊為輸入端子和傳感器電源端子。輸入端子的運行狀態(tài)可以由底部端子蓋上方一排指示燈顯示，ON狀態(tài)對應(yīng)的指示燈亮。前蓋下面有運行、停止開關(guān)和接口摸塊插座。將開關(guān)撥向停止位置時，可編程序控制器處于停止?fàn)顟B(tài)，此時可以對其編寫程序。將開關(guān)撥向運行位置時，可編程序控制器處于運行狀態(tài)，此時不能對其編寫程序。將開關(guān)撥向監(jiān)控狀態(tài)，可以運行程序，同時還可以監(jiān)視程序運行的狀態(tài)。接口插座用于連接擴展模塊實現(xiàn)I/O擴展。1.2天塔之光控制系統(tǒng)概述1.2.1天塔之光控制系統(tǒng)主要應(yīng)用天塔之光控制系統(tǒng)主要應(yīng)用在閃光燈或花樣燈飾中，目前我國燈具市場的發(fā)

6、展空間十分廣闊。近年來，伴隨我國人民生活水平逐年提高，城鎮(zhèn)住宅建設(shè)以及室內(nèi)裝飾裝修熱度不減，人均住房面積的擴大，在促使一室一燈為一室多燈、增加局部照明的同時，所用燈具正逐步由低檔產(chǎn)品向中高檔產(chǎn)品發(fā)展，民用照明需求旺盛。按照城市小康家庭的消費標準，客廳、飯廳、臥室、廚房、浴室都應(yīng)安裝不同類別的燈飾，如臺燈、落地?zé)?、壁燈、天花燈、吊燈、壁柜燈、油煙機照明燈、鏡前燈、夜間照明燈等等。從發(fā)展趨勢上看，今后燈具 除了其外觀及內(nèi)在質(zhì)量要求越來越優(yōu)秀、時尚、體現(xiàn)個性等，對其功能細化、科技含量、節(jié)能環(huán)保等方面的要求也越來越高。1.2.2天塔之光控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容 如圖1所示，天塔之光控制面板圖。如圖2所示，為一

7、個天塔之光系統(tǒng)模擬圖。當(dāng)按下啟動按鈕時，電源指示燈亮起，天塔之光系統(tǒng)就進入初始等待狀。圖1圖21系統(tǒng)上電，按下“啟動”開關(guān)，電源指示燈亮，表示系統(tǒng)準備就緒，可以工作； 2L1、L2、L6一起點亮；1秒后，L1、L2、L6熄滅，L5、L9點亮；1秒后，L5、L9熄滅，L1、L4、L8點亮；1秒后，L1、L4、L8熄滅，L3、L7點亮；1秒后，L1、L2、L6一起點亮往復(fù)循環(huán)。第二章 系統(tǒng)硬件選型及設(shè)計2.1 硬件選型2.1.1PLC選型1.根據(jù)DI/DO的點數(shù)，我們可選用西門子S7-200系列的PLC。S7-200CPU將一個微處理器、一個集成電源和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成

8、了一個功能強大的微型PLC。S7-200CPU模塊包括一個中央處理器（CPU）、電源以及I/O點，這些都被集成一個緊湊、獨立的設(shè)備中。CPU負責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務(wù)或過程進行控制輸入和輸出時系統(tǒng)的控制點：輸入部分從現(xiàn)場設(shè)備中（例如傳感器或開關(guān)）采集信號，輸出部分則控制泵、電機、指示燈以及工業(yè)過程中的其他設(shè)備。電源向CPU及所連接的任何模塊提供電力支持。通信端口用于連接CPU與上位機或其他工業(yè)設(shè)備。狀態(tài)信號燈顯示了CPU工作模式，本機I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出的系統(tǒng)錯誤。2.1.2確定主機型號及擴展模塊，根據(jù)需要選用小型機。（1）CPU222可擴展兩塊模塊，自帶8點輸入，

9、6點輸出，輸入/輸出點不夠。供選用的擴展模塊有：EM223 DI4/DO4直流24V繼電器(2)CPU224自帶14點輸入，10點輸出，輸入/輸出點夠。根據(jù)I/O點數(shù)，經(jīng)濟性和實用性我們選用CPU224.2.1.3存儲容量預(yù)算CPU224有6KB的存儲容量，而完成顯示過程所需要的存儲容量小于6KB，因此可以使用CPU224。2.2 外圍接線設(shè)計2.2.1 PLC的I/O分配表序號PLC地址電氣符號功能說明1I0.0SD啟動(SD)2Q0.0L1指示燈L13Q0.1L2指示燈L24Q0.2L3指示燈L35Q0.3L4指示燈L46Q0.4L5指示燈L57Q0.5L6指示燈L68Q0.6L7指示燈L

10、79Q0.7L8指示燈L810Q1.0L9指示燈L911主機M、面板V+接電源+24VV+電源+24V電源正端12主機1L、2L、3L、面板COM面板COM電源地端I/O分配表2.2.2 PLC的外部接線圖 外部接線圖第三章 系統(tǒng)程序及調(diào)試3.1系統(tǒng)程序天塔之光系統(tǒng)程序圖3.2調(diào)試3.21 硬件調(diào)試硬件組裝前首先要仔細核對硬件系統(tǒng)設(shè)計原理的正確性，包括參數(shù)選用的正確性和原理的正確性，這取決于學(xué)識和經(jīng)驗積累。對沒有把握的電路可以通過實驗板上直接焊接實際電路來進行調(diào)試和驗證。在系統(tǒng)通過理論分析后，便可進行印刷電路設(shè)計和加工。第一步：斷電調(diào)試為安全起見，首先必須進行斷電調(diào)試。斷電調(diào)試的內(nèi)容至少包含短

11、路檢測和原理的正確性確認。第二步：通電調(diào)試（1）復(fù)位是否正常（2）關(guān)鍵點電壓參數(shù)是否正常3.22 軟件調(diào)試及聯(lián)機調(diào)試將所編的軟件程序輸入到PLC仿真軟件中通過相應(yīng)的編譯來調(diào)試程序。首先進入機房看所選擇的機型型號是否與自己本次課程設(shè)計所選擇的機型匹配，待完全匹配后，檢查計算機與硬件調(diào)試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)電纜是否接好，待檢查完畢后，將自己所做的實物的輸入端和輸出端與硬件調(diào)試系統(tǒng)端子一一對應(yīng)插好，連接好正負極接線，使實物與硬件調(diào)試系統(tǒng)串聯(lián)，然后打開計算機啟動S7-200軟件調(diào)試系統(tǒng)，點擊“瀏覽”找到自己所做的程序點擊打開，然后啟動硬件調(diào)試系統(tǒng)，緊接著點擊軟件調(diào)試系統(tǒng)的“下載”指令，待硬件調(diào)試系統(tǒng)的綠燈閃爍完

12、畢后，閉合開關(guān)(I0.0)，然后觀察實物是否按照自己設(shè)計好的規(guī)律點亮和熄滅，如果實物按照自己的設(shè)計一一點亮和熄滅的則本次設(shè)計軟硬件系統(tǒng)均成功，如果沒有按照自己的設(shè)計一一點亮和熄滅的則失敗，再重新調(diào)試程序直至成功。結(jié)論本次設(shè)計旨在利用S7-200控制天塔之光系統(tǒng)的設(shè)計，熟悉掌握好定時器的作用，按照選題利用定時器的特點進行編程，使各燈按一定的規(guī)律點亮和熄滅，熟悉掌握好S7-200軟件調(diào)試系統(tǒng)，當(dāng)程序編好后，利用這一系統(tǒng)進行調(diào)試，如果調(diào)試沒有成功再校驗程序有沒有輸入錯誤或者檢查程序是否編輯錯誤，就這樣周而復(fù)始直至程序調(diào)試成功。了解硬件調(diào)試系統(tǒng)那部分是輸入端子哪部分是輸出端子，按照編程將實物與硬件調(diào)試系統(tǒng)一一對應(yīng)端子接好，直至實物調(diào)試成功。在此次設(shè)計的關(guān)鍵是程序的編寫，在設(shè)計過程中出現(xiàn)了很多錯誤，經(jīng)過認真仔細的研究，反復(fù)的驗證，調(diào)試，最終圓滿的完成。也熟練的對S7-200軟件的使用。參考文獻1.S7-300PLC硬件和安裝手冊，西門子公司2.電氣控制與PLC應(yīng)用，王永華，北京航空航天大學(xué)出版社3.宋德玉