机电传动课程设计报告书

成绩：课程设计报告书

所属课程名称机电传动控制（含PLC）

题目霓虹灯饰的控制系统（十组）分院机电学院

专业、班级

学号

学生姓名

指导教师

2012年07月25日

目录

一、课程设计任务书 (1)

二、总体设计 (2)

（一）设计方案的比较和论证 (2)

（二）总体设计方案 (4)

三、硬件系统设计 (5)

（一）PLC的介绍 (5)

（二）S7-200可编程控制器部分指令 (6)

（三）可编程控制器I/O端口分配 (7)

（四）外部接线图 (8)

四、程序设计 (9)

（一）程序设计框图 (9)

（二）梯形图 (10)

（三）语句表 (13)

五、程序调试及问题处理 (17)

（一）程序调试 (17)

（二）设计实物图 (17)

（三）问题处理 (19)

六、总结 (20)

七、参考文献 (21)

一、课程设计任务书课程设计题目：霓虹灯饰的控制系统（十组）

课程设计时间：

自 2012 年 7 月 16日起至 2012 年 7 月 27日

课程设计要求：

合上启动按钮，按以下规律显示：1→2、8→3、7→4、6→5→4、6→3、7→2、8→1→1、2→1、2、3、4→1、2、3、4、5、6→1、2、3、4、5、6、7、8→3、4、5、6、7、8→5、6、7、8→7、8→1、5→4、8→3、7→2、6→1、3、5、7→2、4、6、8→1、3、5、7→2、4、6、8→全部闪烁3次→9→10→1……

学生签名：

年月日

课程设计评阅意见

项目课程设

计态度

评价

10%

出勤

情况

评价

10%

任务难

度

、量评价

10%

创新性评价

10%

综合设计

能力评价

20%

报告书写

规范评价

20%

口试

20%

成

绩

综合评定等级

评阅教师：

2012年月日

二、总体设计

（一）设计方案的比较和论证

此次设计根据设计需要，我们设计的题目的实质就是控制灯的循环闪烁，然后通过灯的布局来达到美化的目的。选用S7-200可编程控制器作为编程工具。

●选用定时器

优点：首先，在平时的PLC学习中，我们经常使用该指令进行一些程序的编写，对它的实际应用也有比较深刻的理解。其次，选用定时器，使编写的程序更加容易理解，也便于修改，从而，根据实际情况更好的调试程序。

缺点：该指令也存在很大的问题，通过该指令编写的程序一般都比较冗长，稍有不细心，就会在时间的控制上出现错误，导致整个程序不能按实际的设计要求达到目的。而我们此次设计的题目要控制灯闪烁的组别特别多，需要29组不同的情况，同时，还要达到循环闪烁。

所以，如果单纯的使用该指令将会使程序过于复杂，不适合实验的调试和以后的修改。

●选用移位寄存器

优点：听过老师的介绍和自己在网上查阅的资料，这条指令对于我们此次设计的要求十分满足，特别是在控制灯的循环闪烁方面。能更好的优化程序，使设计的程序更加简洁。

缺点：该指令平时的学习接触的比较少，不能更好的在实际情况中应用。同时，该条指令在控制灯的闪烁时间上不能满足，但这也是我们此次设计要面对的问题。

所以，单纯的选用移位寄存器也难以达到设计要求。

综上所述，应该将两者结合在一起，用定时器控制灯的闪烁时间，移位寄存器控制灯的循环闪烁。根据设计要求我们将各个灯的闪烁情况做成如表2-1

（二）总体设计方案

图2-1 系统总体设计框图

据此，本设计系统以S7-200为控制核心，可编程控制器作为控制端，10组灯状态模块。系统的总体框图2-1所示。S7-200上电后，系统进入正常工作状态，执行10组灯的闪烁控制，在此过程中随时调用复位按键。

三、硬件系统设计

（一）PLC的介绍

根据我们学校现有设备的基本情况，我们这次课程设计主要使用的PLC为西门子的S7-200。以此为基础，设计我们的程序。

西门子S7-200系列小型PLC可应用于各种自动化系统。紧凑的结构、低廉的成本以及功能强大的指令集使得S7--200 PLC成为各种小型控制任务理想的解决方案。另外，西门子S7-200产品的多样化以及基于Windows的编程工具使用户能够更加灵活地完成自动化任务。而且有国产的，价格更低廉。

图3-1 PLC结构图

S7-200系列出色表现在以下几个方面：极高的可靠性；极丰富的指令集；易于掌握；便捷的操作；丰富的内置集成功能；实时特性；强劲的通讯能力；丰富的扩展模块

S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛，覆盖所有及自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

我们此次设计PLC的选择主要从I/O端口数来选择，系统需要2个输入端口，10个输出端口，所以选择西门子S7-200系列的CPU224。其输入端口14个，输出端口10个，共24个，还带有扩展功能，最大可扩展为168点数字量或者35点模拟量的输入和输出；存储容量也进一步增加，有内置时钟，还增加了一些数学指令和高速计数器的数量，具有较强的控制能力。完全符合我们设计系统