PLC控制跑马灯系统的设计

河南工业职业技术学院

2012—2013学年

第一学期

毕业设计

课题名称：PLC控制跑马灯系统的设计设计时间：20012.9.25—20012.10.21 系部：机电工程系

班级：机电1003

*名：**

指导教师：***

目录

前言 (3)

第1章概论 (5)

1.1跑马灯系统的意义、现状及要求 (5)

1.1.2 技术现状 (5)

1.2彩灯的发展 (6)

1.2.1 彩灯的最初来源 (6)

1.2.2 彩灯给城市带来的五彩缤纷 (6)

1.3PLC的发展前景及趋势 (7)

1.4PLC的定义及特点 (11)

第2章硬件电路的设计 (13)

2.1跑马灯电路的设计 (13)

2.2开关电路的设计 (14)

第3章软件设计 (15)

3.1软件设计的方案 (11)

3.2PLC结构 (14)

3.3工作原理 (15)

3.4编程语言 (16)

3.5S7-200的指令系统 (18)

3.6跑马灯的工作要求 (19)

3.7梯形图 (20)

结束语 (26)

致谢 (27)

参考文献 (28)

附图 (29)

PLC控制跑马灯系统的设计

[摘要]本次毕业设计是应用S7-200 PLC跑马灯设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能

来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点（如

果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动

指令的定时器）。这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软

件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需

要改变相应的定时器的时间接通即可。

[关键词] PLC 彩灯梯形图；

前言

随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。PLC的一般特点：抗干扰能力强，可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、设计、施工、调试周期短、易于实现机电一体化。PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。

本次毕业设计是应用S7-200 PLC跑马灯设计的硬件电路，并利用OB1的梯形图控制程序设计。通过控制S7－200 PLC的定时继电器的功能来实现各彩灯按一定的规律点亮和熄灭。接通延迟定时器SD的特点（如果RLO有正跳沿，则接通延迟定时器启动指令，以设定的时间值启动指令的定时器）。这种控制电路结构简单，可靠性高，应用性强；软件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规律点亮和熄灭的控制，只需要改变相应的定时器的时间接通即可。

第1章概论

本篇概述跑马灯系统有关的一些基本知识，为对该彩灯系统的了解做一个基础。首先要说明彩灯系统的意义、要求及本设计的任务，然后介绍跑马灯系统的基本组成单元及功能原理；接着讲述元器件的选择与参数设置要求，最后讲述软件的调试和硬件的调试。

1.1 跑马灯系统的意义、现状及要求

1.1.1 课题背景及目的

随着科学技术的的不断提高，社会经济的不断发展，人们对城市的装束有了很大的变化。在城市的夜晚，大街小巷都布满了五颜六色的彩灯，给原来萧条的城市带来了气息和活力，给人们的视觉很大的冲击，有的地方将彩灯很好的配置安装在城市主要建筑物上，使之绚丽多彩，更加吸引人的眼球，有的则利用彩灯装扮城市，给当地的城市带来了丰富的旅游资源。

1.1.2 技术现状

本课题与同类相比，优越性更大，不过各有各的特点，市场上大部分是单片

机做的，而本设计是用S7－200 PLC做的，是用S7-200 PLC的硬件和软件结合起来。这样的设计可以控制和设定不同的彩灯变化方式，相比之下，实用性和操作性更高一些，易学易懂，深受工程技术人员的欢迎。

1.2 彩灯的发展

1.2.1 彩灯的最初来源

1879年，美国著名的科学家爱迪生发明了白炽灯，结束了人类“黑暗”的历史。然而白炽灯只是给人类为以后各种各样彩灯的发展埋下了伏笔。1902年，黑维特发明了水银灯。这种水银灯是在真空的灯管中充入水银和少量氩气。通电后，水银蒸发，受电子激发而发光。水银灯会辐射出大量紫外线，而紫外线

是对人体有害的，且水银灯光线太亮，太刺眼，因此它不能得到广泛应用。又经过了很长一段时间的发展，最值得一提的就是美国通用电子公司的研究员伊曼，与其他科学家一样，从霓虹灯的亮光中，看到了光明的前途。他加快了研究的步伐。终于在1938年，突破了启动装置的设计与制作大关，制作了与水银等性能截然不同的荧光灯。这种荧光灯是在一根玻璃管内，充进一定量的水银，管的内壁涂有荧光粉，管的两端各有一个灯丝做电极。它的工作原理是：通电后，水银蒸气放电，同时产生紫外线，紫外线激发管内壁的荧光物质而发出可见光。显然，荧光灯没有水银灯的弊端，它比白炽灯更亮，且电能利用率高，省电。因此，它一诞生，便很快进入了一般家庭和公司。

1.2.2 彩灯给城市带来的五彩缤纷

随着社会经济的发展，越来越多的城市大街小巷都布满了彩灯，这给原来并不怎么好看很单调的城市带来了朝气，随着城市里彩灯的不断增加，光效的不同，

给了人们视觉很大的享受和冲击，给原本萧条的城市带来了繁荣的景象。

1.3 PLC的发展前景及趋势

PLC发展至今，已有30余年的历史，随着半导体技术、计算机技术和通信技术的发展，工业控制领域已有翻天复地的变化，PLC亦在不断的发展变化之中，PLC正朝着新的技术发展。

向高性能、高速度、大容量发展

大型PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展。三菱的AnA系列PLC使用了世界上第一个在一块芯片上实现PLC全部功能的32位微处理器，即顺序控制专用芯片，其扫描时间为每条基本指令0.15μs。松下公司的FP10SH系列PLC采用32位5级流水线RISC结构的CPU，可以同时处理5条指令，顺序指令的执行速度高达0.04μs/步，高级功能指令的执行速度也有很大的提高。在有2个通信接口、256个I/O点的情况下，FP10SH总的扫描时间为0.27～0.42ms。在模拟量控制方面，除了专门用于模拟量闭环控制的PID指令和智能PID模块，某些PLC还具有模拟量模糊控制、自适应、参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。

增强小型PLC的功能

小型PLC一般指I/O点数小于等于256的PLC，大多采用整体式结构。小型PLC的价格便宜，性能价格比不断提高，很适合于单机自动化或组成分布式控制系统。近年来，PLC生产厂商不断推出功能更强的小型PLC，更新换代的周期越来越短。如三菱公司的小型PLCFX系列先后推出了FX、2FX、FX、FX、FX、FX、FX0SN 2C C 1S和FX等系列，它们的性能价格比1N越来越高。除了开关量逻辑控制功能外，现代的小型PLC一般具有以下功能：

(1)多种工作模式的32位高速计数器，当计数值达到预置值时，用中断方式改变PLC的输出。高速计数功能是用中断方式实现的，因此其计数频率受到限制。三菱的FX1S和FX的计数频率可达100kHz。1N