基于S7-200PLC的彩灯控制系统设计 (3)

基于S7-200的舞台艺术彩灯控制毕业设计杜胜杰河南工业职业技术学院基于S7-200的舞台艺术彩灯控制毕业设计专业名称：电气自动化技术学生姓名：张建文导师姓名：焦欣欣职称：河南工业职业技术学院2016年09 月中图分类号：密级：UDC：单位代码：基于S7-200的舞台艺术彩灯控制S7-200 stage art lantern control design河南工业职业技术学院摘要PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，在日常生活中，智能抢答器广泛的应用于各种竞赛和抢答场合。

由于PLC系统的抢答器相对稳定，所以设想可以利用PLC进行抢答器的设计。

开始抢答前，主持人首先通过复位按钮实现电路复位，在提问之后，打开选择开关启动定时器。

在抢答限时内，当某一组抢先按下抢答按钮后，对应的辅助继电器接通，同时切断其它抢答回路，实现互锁。

抢答成功后，辅助继电器接通，启动音效电路和某分台指示灯，驱动外部数码显示器显示抢答成功组号。

抢答成功后，同时启动定时器，当定时器计时结束，启动音效电路和指示灯提示回答时间到。

如果在限时内无人抢答，则启动音效电路和总台指示灯。

关键词抢答器；可编程控制器；ABSTRACTPLC application field has been broaden from various fields, in daily life, intelligent vies to answer first device widely used in various competitions and vies to answer first occasion. Due to the PLC system responder relative stability, so imagine can use PLC for the design of the responder.Before start vies to answer first, the first through the reset button realize circuit reset, the questions later, open the selector switch start timer. In vies to answer first time, when a group of preemptive press vies to answer first button, the corresponding auxiliary relay on, at the same time cut off other vies to answer first circuit, realize interlock. Vies to answer first after the success of the auxiliary relay on, start sound circuit and some points table lamp, drive external digital display shows vies to answer first successful group number. After the success of the vies to answer first, and the launch of the timer, when the timer timing over, start sound circuit and light hint time to answer. If the time no contest, will enable audio circuit and desk lamp.Key word:responder； PLC (programmable logic controller);目录1 总设计思路 (2)2 S7-200系列PLC基本知识 (3)2.1 S7-200系列PLC概述 (2)2.2 扩展模块 (2)2.3 S7-200的编程软件 (4)2.4 S7-200的数据长度和编址方式 (5)2.5 编程注意事项 (6)2.6 梯形图设计方法 (6)3 硬件设计 (10)3.1 PLC选型 (10)3.2 I/O分配及接线图 (10)4 软件设计 (12)4.1 顺序功能图 (12)4.2 梯形图 (13)5 工作原理 (20)6 心得体会 (21)7 参考资料 (22)电气自动化技术毕业设计第1章总体设计思路1 总体设计思路本次PLC课程设计题目为舞台艺术彩灯的PLC控制，控制要求主要围绕七盏灯（Q0.0-Q0.6）进行的，颜色分别为红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、粉色、紫色。

摘要随着电子技术的飞速发展，基于可编程控制器（PLC）的控制系统已经广泛应用于工业、农业、电力、电子、智能楼宇等行业。

课设就是PLC控制系统，在实验中，要实现对广告牌彩灯的控制，即让广告牌上的彩灯按照指定要求亮和灭。

这个实验在软件方面的难点就在与逻辑的分析和实现，还有对同一个输出做不同的控制。

在硬件方面就相对比较容易，只需将分配好的I/O表做相应的连接。

本系统工作原理采用PLC作为核心。

控制系统另外包括通讯接口及组态王软件。

关键词：广告牌彩灯；可编程控制器；组态王目录目录.............................................................................................................................................. I I 1、绪论. (1)1.1、选题的意义 (1)1.2、PLC的介绍 (1)1.3、组态软件的介绍 (4)2、总体设计方案 (5)2.1、广告牌彩灯的工作要求 (5)2.2、系统设计要点 (5)2.2、总体设计流程 (7)3、系统的硬件配置 (8)3.1、PLC S7-200 (8)3.2、编程元件地址分配 (9)3.3、输入输出接线图 (10)4、系统软件设计 (10)4.1、编程软件介绍 (10)4.2、系统程序设计方案 (12)5、程序调试 (13)6、实验结果 (13)7、实验体会 (16)参考文献 (17)附录 (18)1、绪论1.1、选题的意义随着社会主义市场经济的不断繁荣和发展，各大中小城市都在进行亮化工程，各企业为宣传自己企业的形象和产品，均采用广告手法之一：广告牌彩灯来实现这一目的，当我们夜晚走在大街上，马路两旁各色各样的广告牌均可以见到，也被社会和企业广泛应用。

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。

2012年秋季学期学生姓名学号专业方向电气工程及其自动化班级09级（2）班题目名称教室照明智能控制系统一、技术要求：1．设计一个基于S7—200PLC教室智能照明控制系统；2．设计出硬件系统的接线图、梯形图等；3．系统有启动、停止功能，分时段控制；4．运用功能指令进行PLC控制程序设计；5．进行系统仿真调试，实现教室照明智能的控制要求。

二、设计任务：学生根据控制要求，明确设计任务，拟定设计方案与进度计划，运用设计方案与进度计划，运用所学的理论知识，进行教室照明智能控制系统原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新设计，提高理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题的能力。

三、设计进度及安排：第一周：星期一、二讲解设计课题内容、布置任务及要求星期三、四PLC输入输出接线图，初步设计星期五梯形图，控制面板图初步设计第二周：星期一、二PLC输入输出接线图，梯形图，控制面板的修改星期三、四绘图，系统仿真调试，写说明书及操作使用说明星期五完善上述设计内容，装订设计说明书，答辩指导教师签字：目录一、目的 (1)二、设计任务及要求 (1)1.设计任务 (1)2.设计要求 (1)三、硬件设计 (2)1.选择PLC类型 (2)2.PLC外部连线图 (3)四、软件设计 (5)1.程序流程图 (5)2.输入输出编址 (5)3.梯形图程序设计 (6)4.程序清单 (8)五、程序调试与仿真 (10)六、设计总结 (14)参考文献 (15)一、目的通过对教室智能控制器系统的分析、系统设计、编程、及上机调试工作，了解电器控制系统的一般设计思路，熟悉和掌握外围电路系统和软件设计的方法，并掌握利用PC对PLC工作状况进行监控的方法。

设计出了一种用PLC作为控制器的节能、智能控制系统。

使整个系统处于自动的工作状态，实现对教室照明系统的智能控制。

二、设计任务及要求1.设计任务根据大学教室中日光灯的利用情况，现在大多数教室的照明控制系统都采用的是传统的手动控制方式，浪费现象比较严重。

基于plc的彩灯课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理及其在彩灯控制中的应用。

2. 学生掌握彩灯电路的基本构成和设计方法，能够运用PLC进行彩灯控制程序的编写。

3. 学生了解并掌握PLC编程软件的使用，理解程序指令和逻辑表达在彩灯控制中的作用。

技能目标：1. 学生能够独立设计彩灯电路，并运用PLC进行程序编写，实现彩灯的多样控制效果。

2. 学生通过实践操作，培养解决问题的能力，提高创新实践技能。

3. 学生通过小组合作，提升团队协作和沟通能力。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对电气工程和自动化技术的兴趣，增强对现代科技的认识和探索精神。

2. 学生在学习过程中，培养耐心、细致、严谨的科学态度。

3. 学生通过课程学习，认识到科技发展对生活的影响，增强环保意识和创新意识。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实践操作，使学生在动手实践中掌握PLC在彩灯控制中的应用。

学生特点：学生具备一定的电子基础和编程知识，对新鲜事物充满好奇心，喜欢动手实践。

教学要求：教师需引导学生将理论知识与实践操作相结合，鼓励学生创新思考，培养解决问题的能力。

在教学过程中，注重学生的主体地位，关注个体差异，确保每个学生都能在课程中取得实际的学习成果。

通过课程目标的分解，为教学设计和评估提供明确的方向。

二、教学内容1. 理论知识：- PLC的基本原理与结构- 彩灯电路设计基础- PLC编程指令与逻辑表达- 彩灯控制程序设计方法2. 实践操作：- PLC编程软件的使用与操作- 彩灯电路的搭建与调试- PLC彩灯控制程序的编写与优化- 小组合作完成彩灯控制项目教学大纲：第一周：PLC基本原理与结构学习，了解彩灯电路设计基础。

第二周：学习PLC编程指令与逻辑表达，进行编程软件的实操训练。

第三周：分组进行彩灯电路搭建，编写控制程序，进行初步调试。

第四周：优化彩灯控制程序，完成项目展示与评价。

课程名称：PLC原理及应用实验项目：实验三霓虹灯控制实验实验预习报告（上课前完成)一、实验目的1．熟悉可编程序控制器的编程软件及编程方法.2．熟悉可编程序控制器的组成及基本逻辑指令。

3．掌握定时器及计数器的使用方法。

4．掌握霓虹灯控制电路设计方法。

5．熟悉SFC编程方法，分析控制过程中的状态及状态的转移条件。

二、所用实验仪器设备、耗材及数量三、实验内容和简单原理（包括实验电路图及原理说明）内容：设计一个霓虹灯控制电路，要求按如下方法控制霓红灯A、B、C的亮灭：1．A亮一秒;2．B亮一秒;3．C亮一秒；4．ABC灭一秒；5．ABC亮一秒；6．ABC灭一秒；7．ABC亮一秒；8．ABC灭一秒.实验原理图如图3。

1所示(实验原理图中的粗线为实验所需连线).四、操作方法与实验步骤（详细说明实验的操作过程及注意事项）1．确定输入与输出量。

2．画该控制过程的状态转移图(SFC）。

3．编写可编程序控制器的梯形图程序或指令表程序.4．进入FX系列可编程序控制器的编程软件界面，把程序输入计算机。

5．按事先画好的连线图连线，进行PLC实验。

实验报告部分五、实验数据记录及处理（实验前画好表格或坐标图形）（实验结束时交予老师签名)（1）原始数据记录1、I/O分配表类别元件PLC元件作用输入单脉冲信号M8002 启动L1 Y000 灯A亮L2 Y001 灯B亮L3 Y002 灯C亮2、指令表程序LD M8002 LD M3 OUT Y001 SET M0 MPS LD M3 LD M0 AND T6 AND T6 AND T0 OUT T5 K10 OR M2 SET M1 MRD OUT Y002 RST M0 ANI T5 ENDLD M1 OUT T6 K10AND T1 MPPSET M2 AND T3RST M1 SET M0LD M2 RST M3AND T2 LD M3SET M3 OUT T3 K49RST M2 LD M3LD M0 AND T6OUT TO K10 OR M0LD M1 OUT Y000OUT T1 K10 LD M3LD M2 AND T6OUT T2 K10 OR M13、梯形图程序3、PLC接线图（2）数据处理与分析教师签名：六、回答思考题1．添加一个启动和停止按钮，程序该如何改动？将原梯形图程序第一行改为下图：X0为启动按钮，X1为停止按钮2．试述使用定时器进行程序控制的方法？用定时器组成闪烁电路；用多个定时器组合实现较长时间的延时；用定时器和计算器组合，实现长延时功能电路。

基于PLC的彩灯控制系统的设计彩灯在我们的日常生活中是随处可见的，彩灯控制能够达到的渲染效果是通过控制全部或者部份彩灯的亮和灭、闪烁的频率、灯的亮度及灯光流的方向来实现的。

在本次设计中采用西门子公司S7-200系列PLC来进行控制。

本次设计对彩灯的要求是变换类负载其控制对象设定为“国庆快乐”字形，且均匀分布在彩灯的中央部位、由红、黄、蓝三色灯箱组成，三色灯箱按照一定的控制闪烁；流水类负载是在灯箱的周围有32盏颜色不同的流水灯组循环闪烁。

根据设计要求，首先进行了硬件系统的设计，选用的是S7-200的cpu226，它的24点输入/16点输出可以满足本次设计的需求，并画出了输入和输出接线图。

在软件方面，根据设计的思想进行了实现系统功能的梯形图的设计，指令采用的是减计数器指令和移位寄存器指令，并利用S7-200的STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。

它可以方便地在Windows环境下对PLC编程、调试、监控，且编程方便，快捷，利用PLC/PPI电缆将计算机与PLC相连接来验证程序，在PLC上可以清楚的看到控制效果，从来证明了本次设计的成功。

标签：彩灯控制；S7-200；PLC；STEP7-Micro/WIN321、PLC的结构与工作原理1.1 PLC的结构PLC实质上是一种工业控制计算机，比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的结构，以及更直接的适应于控制要求的编程语言。

从硬件结构看，它也有中央处理器（CPU）模块，输入/输出（I/O）模块，电源等组成，可编程序控制器的基本组成。

1.2 PLC的工作原理PLC有兩种工作方式，即RUN（运行）方式或STOP（停止）方式。

在RUN 方式，通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。

在CPU模块的面板上用“RUN”LED显示当前的工作方式。

2、基于PLC的彩灯控制系统的具体设计2.1 工作原理与要求利用PLC实现对彩灯的控制，使彩灯系统结构简单，变换形式多样，可用较低的造价达到较好的效果。

学号1151401143《电气控制与可编程控制技术》课程设计（2011级本科）题目：基于S7-200PLC的彩灯控制系院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化*名：***指导教师：张静职称：副教授完成日期：2014 年 6 月30 日课程设计任务目录一、设计目的 (1)二、控制要求 (1)三、PLC型号选择 (2)四、地址分配表 (2)五、外部接线图 (2)六、工作流程图 (3)八、程序 (5)九、仿真 (11)十、心得体会 (13)十一、参考文献 (14)一、设计目的为了将所学的的理论知识与与实际问题结合起来，去解决工程实际问题，及搞懂PLC的工作原理与应用，加深PLC在工业自动化及楼宇自动化方面的应用，为以后的工作打坚实的基础。

二、控制要求当I0.0闭合时，如图所示：L1→L2→L3→L4→L5→L6→L7→L8，每隔1S依次点亮，全部点亮之后保持20S，每隔0.5S闪烁一次共闪烁5次，之后奇数L1，L3，L5，L7及偶数L2，L4，L6，L8每隔0.5S相互交差亮灭一次，共亮灭5次，之后从头开始循环，当I0.0闭合的同时，将“梦”字按笔画顺序依次点亮，先点亮L9，L10，L11，过1S后点亮L12，L13，L14，过1S后点亮L15，L16，过1S后点亮L17，L18……如此按顺序点亮到L39，保持20S，在每隔0.5S闪烁一次共闪5次，有重头开始循环……三、PLC型号选择PLC机型的选择是PLC硬件设计的中心，同时也要照顾软件的的需要，在本题的设计中使用的是S7--200PLC，由于设计要求有2个输入点和39个输出点。

CPU226主机数字量I/O点为24输入/16输出；扩展能力强具有PID控制器；I/O 端子排可能很容易地整体拆卸，是具有将强控制能力的控制器，因此选择CPU226较为合适，本设计中使用一个主芯片CPU226及两个扩展快，分别为EM223（16I/16Q），EM223(8I/8Q)。

西门子plc 彩灯循环控制编程设计摘要: 用plc 控制二彩灯闪烁电路，要求如下：彩灯受开关SB1 控制，开关SB1 接通，彩灯LD1~LD2 开始顺序工作，开关SB1 断开时，彩灯全熄灭。

彩灯工作顺序如下循环：1.LD1 彩灯亮5 秒后熄灭。

2.接着LD2 彩灯亮3 秒，然后闪烁三次（每...用plc 控制二彩灯闪烁电路，要求如下：彩灯受开关SB1 控制，开关SB1 接通，彩灯LD1~LD2 开始顺序工作，开关SB1 断开时，彩灯全熄灭。

彩灯工作顺序如下循环：1.LD1 彩灯亮5 秒后熄灭。

2.接着LD2 彩灯亮3 秒，然后闪烁三次（每一周期为亮1 秒熄1 秒）后熄灭。

进入再循环，不断重复（1）~（2）过程。

题意分析，这个程序一点点遍很麻烦。

所以小编打算用一种类似顺序控制的编程方法，顺序控制遍这样一步步走的程序是比较简单的：PLC 输入输出表这个程序输入输出很少，但变化比较多，程序共有9 个网络，下面一一讲解：这3 个网络就是这个程序的主干，这也是一个简单的顺序控制，这个顺序控制共有三步，分别与M0.0、M0.1、M0.2 对应，每一次只有一步动作，前面的常开点是跳转条件。

比如：I0.0 与T37（5 秒）将M0.1 置位并将M0.0 复位，而第一步因为除了I0.0 启动这个条件外，还有一个循环的条件，所以第一步共有2 个条件。

这就是根据题意要求，对3 个脉冲计数，3 次后给出跳转信号这个就是一个2 秒的脉冲信号，一秒高电平，一秒低电平。

并且与M0.2 步相对应。

这个就是M0.0 步与M0.1 步的计时器。

一个5 秒，一个3 秒。

这是最后的输出，Q0.1 在M0.1 与M0.2 步都动作，只不过M0.2 时为周期性亮1 秒熄1 秒，共3 次。

这是一个停止的指令，当I0.0 由1 变为0 时，将M0.0，M0.1，M0.2 都复位。

好了，这个程序输入输出很少，但是难度还是有一些的。

不知道小伙伴们都有收获吗？。