自主创新实践报告参考模版Word格式.docx

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长通类负载是指彩灯中用以照明或起衬托底色作用之类的负载，其特点是只要彩灯投入工作，则这类负载长期接通。

变幻类负载则指在工作过程中定时进行花样变换的负载，如字形的变幻、色彩的变幻或位置的变幻等，其特点是定时通断，但频率不高。

流水类负载则指变幻速度快，犹如行云流水、星光闪烁，其特点虽然也是定时通断，但频率较高（通常间隔几十毫秒至几百毫秒）。

对于长通类负载，其控制十分简单，只需一次接通或断开。

而对变幻类及流水类负载的控制，则是按预定节拍产生一个“环形分配器”（一般可用SHRB、ROL-W产生），有了环形分配器，彩灯就能得到预设频率和预设花样的闪亮信号，即可实现花样的变幻。

通常先根据花样变幻的规律写出动作时序表，再按预设彩灯变换花样在表中“打点”，然后再根据动作时序表输出即可。

用PLC控制一个自动闪烁的广告牌，其内容“

无锡科技学院”这七个字用七个灯点亮并实现闪烁要求：

在打开闪烁开关后，

无锡科技学院的外框亮，首先“

”亮1s，接着“无”字亮1s，接着“锡”字亮1s，以此类推至“您”字亮1s后，“

无锡科技学院”这七个字以0.6s的周期闪烁3次，而后2s后“

”和“院”字亮，接着“无”和“学”字亮，紧接着“锡”和“技”字亮，然后“科”字亮了，再“

无锡科技学院”闪烁3次后，“科”字灭，接着“锡”和“技”字灭，以此逆向消失，然后从头开始循环。

在此期间

无锡科技学院的外框一直都亮。

二、PLC的选择

在制造业和过程工业中，除了以模拟量为被控对象的反馈控制外，还存在着大量的以开关量（数字量）为主的逻辑顺序控制，这一点在以改变几何形状和机械性能为特征的制造业中，尤为突出。

它要求控制系统按照逻辑条件和一定的顺序、时序产生控制动作，并能够对来自现场的大量开关量、脉冲、计时、计数及模拟量的越限报警等数字信号进行监视和处理。

这些工作在早期由继电-接触器电路来实现的，其缺点是体积庞大、故障率高、功耗大、不易维护、不易改造和升级等。

而目前，PLC控制器的程序存储容量多以MB为单位，随着超大规模集成电路技术的发展，微处理器的性能大幅提高，指令执行速度达到微妙级，从而极大提高了PLC的数据处理能力，高档的PLC可以进行复杂的浮点数运算，并增加了许多特殊功能，如高速计数、脉宽雕制变换、PID闭环控制、定位控制等，从而在以模拟量为主的过程控制领域也占有了一席之地，在一定程度上具备了组建DCS系统的能力。

此外，PLC的通信功能和远程I/O能力非常强大，可以组建成分布式通信网络系统。

在组成结构上，PLC具有一体化结构和模块式结构两种模式。

一体化结构的PLC追求功能的完善，性能的提高，体积越来越小，有利于安装。

而模块式结构的PLC则利用单一功能的各种模块拼装成一台完整的PLC，用户在设计自己的PLC控制系统时拥有极大的灵活性，并使设备的性价比达到最优。

同时，模块式结构也有利于系统的维护、换代和升级，并使系统的扩展能力大大加强。

可编程控制器的产生是基于工业控制的需要，是面向工业控制领域的专用设备，归纳为以下几点：

1.可靠性高，抗干扰能力强

2.灵活性强，控制系统具有良好的柔性。

3.通用性强，使用方便

4.功能强，适应面广

5.编程方法简单，容易掌握

6.PLC控制系统的设计、安装、调试、维护方便

7.体积小、重量轻、功耗低

综上所述，设计彩灯用德国西门子S7-200型编程器。

PLC的选型

一般选择PLC型号可以从对输入/输出点、存储容量、I/O响应时间、输出负载的特点、在线和离线编程等方面考虑。

1.PLC容量的选择

首先对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O，以及这些I/O点的性质。

I/O点的性质主要指它们是直流信号还是交流信号，它们的电源电压，以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。

然后要对用户存储器容量进行估算。

用户程序所需内存容量受到内存利用率、开关量输入/输出点数、模拟量输入/输出点数和用户编程水平等几个主要因素的影响。

2.PLC机型的选择

（1）功能方面

所有PLC一般都具有常规的功能，但对某些特殊要求，就要知道所选用的PLC是否有能力完成控制任务。

如对PLC与PLC、PLC与智能仪表及上位机之间有灵活方便的通信要求；

或对PLC的计算速度、用户程序容量等有特殊要求等。

（2）价格方面

不同厂家的PLC产品价格相差很大，有些功能类似、质量相当、I/O点数相当的PLC的价格能相差40%以上。

因此，在使用PLC较多的情况下，价格比是一个重要的因素。

（3）售后服务

用户应考虑相关的技术支持，统一型号以方便维护，系统改造、升级等因素。

PLC主机选定后，如果控制系统需要，则相应的配套模块也就选定了。

如模拟量单元、显示设定单元、位置控制单元或热电偶单元等。

三、输入/输出分配

输入/输出信号在PLC接线端子上的地址分配是进行PLC控制系统设计的基础。

对软件设计来说，I/O地址分配以后才可进行编程；

对控制柜及PLC的外围接线来说，只有I/O地址确定以后，才可以绘制电气接线图、装配图，让装配人员根据线路图和安装图安装控制柜。

对于彩灯闪烁控制电路，有两个输入点即停止按钮SB1由输入点I124.0控制，启动按钮SB2由I124.1控制，“

无锡科技学院”这七个彩灯由Q124.0~Q124.6七个点控制。

在进行I/O地址分配时把I/O点的名称、代码和地址以表格形式列写出来，如图，广告牌的I/O地址表格表示形式：

输入信号

停止按钮SB1

I124.0

启动按钮SB2

I124.1

输出信号

彩灯“

”

Q124.0

彩灯“无”

Q124.1

彩灯“锡”

Q124.2

彩灯“科”

Q124.3

彩灯“技”

Q124.4

彩灯“学”

Q124.5

彩灯“院”

Q124.6

四、由PLC实现的广告牌的系统接线图

一般I/O模块分开关量输入模块和开关量输出模块

1.开关量输入模块

PLC的输入模块是用来检测接收现场输入设备的信号并将输入的信号转换为PLC内部接受的低电压信号。

2.开关量输出模块

输出模块是将PLC内部低电压信号转换为外部输出设备所需的驱动信号。

即广告牌闪烁控制电路输入输出接线方式如图所示：

广告牌接线图示

在I124.1有信号输入时，则电路接通，开始按程序要求执行指令，灯L1是由发光二极管组成的一个字“

”，L2是由二极管组成的“无”字，L3是由二极管组成的“锡”字，L3是由二极管组成的“科”字，L4是由二极管组成的“技”字，L5是由二极管组成的“学”字，L6是由二极管组成的“院”字，按照指令，使“

无锡科技学院”实现其要求，只有I124.0有信号输入时，则PLC响应停止指令。

工作过程中，电流的流向是从公共端COM流入PLC,从信号端流出。

五、软件及调试

梯形图编程语言

梯形图编程语言是在继电器-接触器控制系统电路图基础上简化了符号演变而来的，在简化的同时还加进了许多功能强而又使用灵活的指令，将微机的特点结合进去，使编程容易，而实现的功能也大大超过了传统控制电路图。

广告牌的梯形图编程如图所示：

该梯形图实现了闪烁控制、顺序控制、以及循环控制。

其中有两个循环，第一个循环是利用功能指令实现了对发光二极管所组成的彩灯“

无锡科技学院”逐个的控制点亮，并实现对着七个字的共同闪烁。

第二个循环实现了对头尾的两个彩灯的点亮，然后对第二个和倒数第二个彩灯进行点亮，以此类推。

使所有的灯都亮，然后对“

无锡科技学院”实现闪烁。

PLC的广泛应用也使现在的彩灯样式变得越来越多。

六总结及体会

经过三个多星期的学习，我对PLC控制编程也有了更深层次的了解，同时也对过去所学的知识进行了温习，对我设计的课题《广告牌闪烁控制电路》所用到的功能指令也有了一些了解。

PLC控制编程的普及，让我也真正知道PLC控制编程在日常生活中的应用。

PLC突出的特点，也给现在社会经济的发展提供了很大的便捷。

尤其在工业领域做出了巨大的贡献。

其可靠性高，抗干扰能力强；

通用性强，使用方便；

功能强，适应面广；

编程方法简单，容易掌握等特点，让我们很容易的学习PLC和使用PLC编程。

在实训的课程中，陶丽萍老师给我讲解了实训期间该做的工作，例如怎样去查找相关的资料，遇到问题的时候该怎么办等等。

对于一些不懂的问题，陶老师也会给我们相应的指导。

在进行实训的过程中，我真正学到了我以前所没有接触到的一些知识，这样，既巩固了旧知识，又掌握了新知识。

对于毕业设计期间我所做的课题，让我更加了解了西门子PLC系列的程序编程，让自己的专业知识得以进一步提升，同时通过实际调试过程，考验了自己的动手和编程能力。

通过学习和应用西门子系列PLC制作彩灯的闪烁，也使我们对与PLC相关的知识有了一个全面而且系统的认识，如：

PLC的定义，PLC的历史、发展趋势、选型，PLC的相关知识以及PLC基本指令和功能指令的正确使用等。