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霓虹灯广告屏设置课程设计说明书

目录之中。

机电工程学院

课程设计说明书

设计题目：

霓虹灯广告屏控制器的设计

学生姓名：

张文佳

学号：

201048050330

专业班级：

机制F1002班

指导教师：

翟雪琴

2013年12月13日

内容摘要

当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。

这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求。

此次课程设计即为霓虹灯广告屏控制器的设计过程，以及PLC设计的基本步骤和方法，其主要内容包括课题的设计任务与要求，主电路，I/0地址分配表，PLC输入输出设备的接线图，控制流程图，梯形图，语句表及元件清单等。

如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为我们考虑的重点。

而正是PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中有较为突出的优势，也成为霓虹灯广告屏控制选择PLC控制的主要原因。

关键词：

PLC；霓虹灯广告屏；输入输出；梯形图

目录

第1章引言1

1.1霓虹灯广告屏控制器的设计内容简介1

1.2霓虹灯广告屏控制器的设计要求1

1.3霓虹灯广告屏控制器的设计思想1

第2章霓虹灯PLC控制的系统总体方案设计1

2.1按控制要求进行功能分析2

2.2霓虹灯广告屏控制器的运行框图2

2.3确定I/O信号数量，选择PLC的类型3

2.4霓虹灯广告屏控制器的I/O分配表4

2.5霓虹灯广告屏控制器的I/O接线图5

第3章霓虹灯PLC控制的程序设计6

3.1霓虹灯广告屏控制器的梯形图6

3.2霓虹灯广告屏控制器的指令表14

结论18

设计总结19

谢辞20

参考文献21

第1章引言

1.1霓虹灯广告屏控制器的设计内容简介

学院此次安排我们进行了为其两周的机电传动课程设计实习，对我们即将进行毕业设计是很有益处的。

这学期我们学习了机电传动控制课程，此次实习主要是对课本中的知识进行实践，比如继电器--接触器控制和可编程控制器控制等重要章节更是练习紧密。

让我们把课本知识很好的应用于实践中去，有助于总体实力的提高。

本次我的课程设计的主要内容：

霓虹灯广告屏控制器的设计，如图1-1。

图1-1霓虹灯广告屏示意图

1.2霓虹灯广告屏控制器的设计要求

本次设计的控制要求如下：

该广告屏中间8个灯管亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第2根亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，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，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示20s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭。

全灭后停亮2s，再从头开始，周而复始。

1.3霓虹灯广告屏控制器的设计思想

霓虹灯的工作状态为从1到8顺序亮、全亮、从8到1顺序熄灭、全部熄灭、从8达到1顺序点亮、全亮、从1到8顺序熄灭、全部熄灭一共八种状态。

其中顺序（或逆序）点亮与熄灭的间隔均为1秒，各种状态顺序不同，中间保持的时间不同，用若干定时器。

考虑用顺序控制电路，移位指令，传送指令可以实现依次点亮或熄灭。

第2章霓虹灯PLC控制的系统总体方案设计

2.1按控制要求进行功能分析

霓虹灯广告屏控制器的控制功能要求为：

该广告屏中间8个灯管亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第2根亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，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，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示20s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，再从头开始，周而复始。

2.2霓虹灯广告屏控制器的运行框图

根据其上具体要求，可作出霓虹灯广告屏在运行时的流程框图，如下图所示，结合考虑控制的具体步骤要求，可将灯管分8个状态。

初始状态（S0.0）

I0.0

由定时器控制，顺序点亮，时间间隔一秒（S0.1）

T37

保持10秒（S0.2）

T38

由定时器控制，逆序熄灭，时间间隔一秒（S0.3）

T39

T44

保持2秒（S0.4）

T40

由定时器控制，逆序点亮，时间间隔一秒（S0.5）

T41

保持20秒（S0.6）

T42

由定时器控制，顺序熄灭，时间间隔一秒（S0.7）

T43

保持2秒（S1.0）

图2-1霓虹灯广告屏控制器的流程图

2.3确定I/O信号数量，选择PLC的类型

由于共有2个端口输入，8个端口输出，霓虹灯管的功率消耗较小，所以我选择用S7-200CPU224型PLC。

其主要的技术参数：

CPU224具有14输入/10输出共24个数字量I/O点，S7-224型PLC可以带七个扩展模块，最大可扩展至168个数字量I/O或35路模拟量I/O。

电源电压为AC24V—230V50/60Hz。

电源电压波动DC20.4VAC84-264V47-63Hz。

为扩展I/O提供的+5VDC电源的最大电流为660mA.

2.4霓虹灯广告屏控制器的I/O分配表

S7—200系列（CPU--224）PLC有14DI/10DO，本次设计只需2个输入，8个输出，具体原件配置表如表2-1

表2-1霓虹灯广告屏控制器的输入输出I/O地址分配表

控制信号

信号名称

元件名称

元件符号

地址编码

输入信号

启动信号

常开按钮

SB1

I0.0

停止信号

常闭按钮

SB2

I0.1

输

出

信

号

霓虹灯L1点亮信号

霓虹灯管

L1

Q0.0

霓虹灯L2点亮信号

霓虹灯管

L2

Q0.1

霓虹灯L3点亮信号

霓虹灯管

L3

Q0.2

霓虹灯L4点亮信号

霓虹灯管

L4

Q0.3

霓虹灯L5点亮信号

霓虹灯管

L5

Q0.4

霓虹灯L6点亮信号

霓虹灯管

L6

Q0.5

霓虹灯L7点亮信号

霓虹灯管

L7

Q0.6

霓虹灯L8点亮信号

霓虹灯管

L8

Q0.7

2.5霓虹灯广告屏控制器的I/O接线图

图2-2霓虹灯广告屏控制器的I/O接线图

第3章霓虹灯广告屏控制器的程序设计

3.1霓虹灯广告屏控制器的梯形图

霓虹灯广告屏控制器系统设计程序的梯形图见下图3-1，共有34个网络，具体详析见图所示。

图3-1霓虹灯广告屏控制器的梯形图

3.2霓虹灯广告屏控制器的指令表

根据梯形图转的指令表见下表3-1

表3-1指令表

ORGANIZATION_BLOCK主程序:

OB1

TITLE=

BEGIN

Network1

LDI0.0

OM0.0

ANI0.1

=M0.0

Network2

LSCRS0.1

Network3

LDM0.0

AI0.1

RQ0.0,8

RS0.1,8

Network4

LDM0.0

LPS

TONT37,80

EU

MOVW0,VW0

LPP

ANSM0.5

EU

+I1,VW0

MOVBVB1,QB0

SLBVB1,1

Network5

LDT37

SCRTS0.2

Network6

SCRE

Network7

LSCRS0.2

Network8

LDM0.0

TONT38,100

Network9

LDT38

SCRTS0.3

Network10

SCRE

Network11

LSCRS0.3

Network12

LDM0.0

TONT39,80

ASM0.5

EU

SRBQB0,1

Network13

LDT39

SCRTS0.4

Network14

SCRE

Network15

LSCRS0.4

Network16

LDM0.0

TONT40,20

Network17

LDT40

SCRTS0.5

Network18

SCRE

Network19

LSCRS0.5

Network20

LDM0.0

LPS

TONT41,80

EU

MOVW0,VW0

LPP

ASM0.5

EU

+I1,VW0

MOVBVB1,QB0

RRBVB1,1

Network21

LDT41

SCRTS0.6

Network22

SCRE

Network23

LSCRS0.6

Network24

LDM0.0

TONT42,200

Network25

LDT42

SCRTS0.7

Network26

SCRE

Network27

LSCRS0.7

Network28

LDM0.0

TONT43,80

ASM0.5

EU

SLBQB0,1

Network29

LDT43

SCRTS1.0

Network30

SCRE

Network31

LSCRS1.0

Network32

LDM0.0

TONT44,20

Network33

LDT44

SCRTS0.0

Network34

SCRE

END_ORGANIZATION_BLOCK

SUBROUTINE_BLOCKSBR_0:

SBR0

TITLE=子程序注释

BEGIN

Network1//网络标题

//网络注释

END_SUBROUTINE_BLOCK

INTERRUPT_BLOCKINT_0:

INT0

TITLE=中断程序注释

BEGIN

Network1//网络标题

//网络注释

END_INTERRUPT_BLOCK

结论

本设计能满足一般的霓虹灯广告屏的基本控制，可充分发挥PLC可编程控制器的性能。

能够实现霓虹灯广告屏中间8个灯管亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第3根亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，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，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示20s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，再从头开始，周而复始。

经过调试运行，其性能稳定可靠，性价比高。

而且编程简单易懂，方便以后变换不同的程序进行不同的控制。

优点：

在编程此梯形图时大量采用了功能指令，简化了程序，减少了工作量。

采用了移位指令、传送指令、顺序控制指令。

精简程序的同时，为CPU在每个扫描周期减轻负担。

除此之外，编程中出现一些问题。

如怎样才能更巧妙的使用传送指令和移位指令的配合，在一个扫描周期里，程序时如何在这些程序中按什么样的顺序执行的。

同样也由于没有实体PLC，而模拟器不能全部模拟器全部指令，并且模拟器使用的电脑CPU和PLC上的CPU扫描周期有很大的不同。

所以不确定在模拟器上能成功运行的程序，在实体PLC上也同样能按照要求运行。

设计总结

这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面考虑问题的能力。

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重大的影响。

我们的两周的课程设计就要告一段落，纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许多问题都有了较好的解决方案。

软件部分采用各部分程序直接转的方式，依次实现了PLC流程图、梯形图、指令表三种控制方式，并对PLC产生了浓厚的兴趣。

同时我也发现了自身的许多不足之处，比如说对应用指令的不熟悉，使得编程过程极为艰难。

用此种方法编写程序条理清晰，连贯性强，但若要增加其它控制方式或进行扩展，程序会变得相当复杂而且容易出错，出错后调试修改也很困难。

谢辞

这次课程设计我收获很大，这很大程度上得益于大家对我的无私帮助。

首先，我要感谢翟老师在课程设计上给予我的指导，对每个简单或难的问题都予以精彩深刻的解答，是我又学到了很多的知识，这是我能顺利完成这次报告的主要原因，他也帮助我解决了许多技术上的难题，让我把系统做的更加完善。

其次，也要感谢那些帮助过我的同学，是他们不厌其烦的回答我们的疑问，解决了很多我不太明白的难题，使我能够顺利的完成调试工作。

通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。

为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。

通过实践，巩固了理论知识的学习，提高了实际应用所学知识的能力，还积累了许多宝贵的经验。

特别是老师严谨冶普的态度给我启发不小。

在这次的设计实践过程中，我认识到不管做什么事，尤其是科学实践，都需要大胆假设，小心求证。

任何一个方案都要经过详细周全的论证后才能着手去做，否则即使很快做出来，但经不起推敲和考验。

对于那些要求能够扩展功能的课题更是如此，总之，这次课程设计让我受益匪浅，为毕业设计以及以后工作奠定了一定的基础。

参考文献

[1]廖常初主编.PLC基础及应用.机械工业出版社,2004.

[2]王宗才主编.机电传动与控制.电子工业出版社，2010

[3]赵金荣主编.可编程序控制器原理及应用.上海应用技术学院，1999.

[4]易传禄主编.可编程序控制器应用指南.上海科普出版社,2006.

[5]方承远主编.工厂电气控制技术.机械工业出版社,2004.

[6]王永华主编.现代电气及可编程技术.机械工业出版社,1997.

[7]林明星主编.电器控制及可编程控制器.机械工业出版社，2004