欧姆龙循环彩灯课程设计(自编)

题目4：循环彩灯PLC控制系统设计

专业：自动化年级：2009级班级：09自动化一班姓名：XXX

摘要

随着人们生活水平的提高，环境的不断改善和美化，PLC对人类的影响越来越广。在许多场合可以看到很多彩色的霓虹灯。特别是当今充满竞争的时代，各地政府为吸引游客和投资者，在城市的沿街、沿道、沿河、沿线等地用霓虹灯造景，实施“亮化工程”，以美化环境、树立城市形象。

由于LED彩灯克服了传统霓虹灯投资大，制作工艺复杂，使用玻璃管、高压电源及惰性气体等诸多不便，同时解决了耗电高、造价高，使用寿命短的不足，因此得到了广泛的应用。越来越多的商家开始关注这块商机无限的市场，竞相制作生产。

但是目前市场上各种式样的LED彩灯多半是采用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制成成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮度时间、模式、闪烁频率等动态参数。同时这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外从功能上来看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。

关键字：PLC LED彩灯控制器

一、设计要求及任务

系统功能和控制要求:

1、流水型彩灯控制：

按下流水型彩灯启动按钮A，彩灯从前往后流水型控制，各灯点亮时间为1s,5s后从后往前流水型控制，循环10次后自动停止，各灯点亮。

按下流水型彩灯启动按钮B，彩灯从前往后隔位点亮流水型控制，并无限循环，各灯点亮时间自行设定；按下停止按钮系统停止工作。

2、发射与聚集型彩灯控制：

按下发射型彩灯启动按钮：彩灯以L5—L6，L4—L7，L3—L8，L2—L9，L1—L10顺序发射型依次点亮，各灯亮2s循环5次自动停止；

按下聚集型彩灯启动按钮：彩灯以L1—L10，L2—L9，L3—L8，L4—L7，L5—L6顺序聚集型依次点亮，各灯亮2s循环5次自动停止；

3、四灯同亮型彩灯控制：

自行设计一种四灯同亮控制规律，要求有5种四灯同亮模式，各模式依次点亮，点亮时间为2s，要求一次循环每个灯均被点亮2次。循环5次后自动停止。

按下四灯同亮彩灯启动按钮，彩灯按设计的四灯同亮控制规律运行。

4、综合彩灯控制：

将上述各种彩灯控制功能综合，自行设计控制规律，要求在按下综合彩灯启动按钮时彩灯按设计的控制规律循环运行，直至按下系统停止按钮时停止工作。要求一次循环中必须要有上述各种彩灯控制功能，每种功能在一次循环中出现不超过两次。

二、系统分析

近年来不断开发出许多功能模块，如高速计数模块、温度控制模块、远程I/O模块、通信和人机接口模块等。这些带CPU和存储器的智能I/O模块，既扩展了PLC功能，又使用灵活方便，扩大了PLC应用范围。加强PLC联网通信的能力，是PLC技术进步的潮流。PLC的联网通信有两类：一类是PLC之间联网通信，各PLC生产厂家都有自己的专有联网手段；另一类是PLC与计算机之间的联网通信，一般PLC都有专用通信模块与计算机通信。为了加强联网通信能力，PLC生

产厂家之间也在协商制订通用的通信标准，以构成更大的网络系统，PLC 已成为集散控制系统（DCS ）不可缺少的重要组成部分。PLC 是一种专门为了在工业环境下应用而设计的数字运算操作装置。它采用一可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各类型的机械或生产过程。控制系统必须进行调试后才投入实际生产之中，在这之前，以便发现问题及时解决。本系统的调试主要是利用电气工程系的实验设备进行模拟。根据前面的分析，限位开关采用点动开关模拟，输出都采用指示灯表示不同的状态，以模拟系统的工作的正确性。接线图与前面的图3-4外部接线类似，可以采用那种接法进行调试。从分析结果来看，系统基本是按设计要求进行工作。

三、控制流程图

开始 按下总启

动SB6 选择启动方式按钮

开始

输入信号输出信号

信号元件及作用PLC输入口地址信号元件及作用PLC输出口地址流水1启动SB1 0.00 LED1 10.00

四、I/O分配表

流水2启动SB2 0.01 LED2 10.01

发射启动按钮SB3 0.02 LED3 10.02

聚集启动按钮SB4 0.03 LED4 10.03

同亮启动按钮SB5 0.04 LED5 10.04

总启动按钮SB6 0.06 LED6 10.05

总停止按钮SB7 0.07 LED7 10.06

LED8 10.07

LED9 10.08

LED10 10.09

本设计中共有七个输入开关，十个LED输出灯，根据PLC外部接线图，我们可以得出I/O分配表如上；

五、I/O接线图

六、梯形图设计见附录

七、程序说明

程序用CX-programmer7.3编译，PLC为CPMA1。

程序说明：程序共分为7段，第一段为主程序段，其余为功能子程序段按下SB6按钮后，总启动开启，过程中可用总停止按钮SB7停止程序,选择启动模式：（1）按下SB1：进入段2程序，线圈200.00导通，程序运行，计时器依次启动,每个灯点亮1秒后由后一计时器来断开，循环一次结束后，计数器PV值减1，各计时器复位，当循环10次后计数器常闭触点断开程序停止,开触点导通各灯点亮. （2）按下SB2：进入段3程序，依次隔位点亮彩灯，通过自锁达到无限循环的目的，只能由SB7停止程序，当SB7按下时，SB7常开触点断开，跳转指令生效，程序跳转到末尾。

（3）按下SB3：进入段4程序，彩灯由中间向两边发射型点亮,各定时器依次启动，程序一次循环后，计数器计数，5次循环后，计数器常闭触点断开，跳转指令生效，程序结束

（4）按下SB4：进入段5程序，控制设计方式类似第三步。

（5）按下SB5：进入段6程序，4灯同亮模式循环为L1L2L3L4--L3L4L5L6--L5L6L7L8--L7L8L9L10--L9L10L1L2,为防止重复线圈输出，由多个中间继电器并联后串接于输出线圈，由中间继电器线圈代替输出线圈接于梯形图右母线,循环5次后CNT006常闭触点断开，程序自动停止

（6）主程序段作用：按触发条件可调用各子程序功能。

八、总结及心得体会

小组成员：XXX XX XX XX

主要任务分配如下：

XX：负责控制系统的分析、元器件和PLC的选用

XX：负责I/O口的分配和接线以及流程图的设计

XXX：负责程序的设计和调试、完善控制程序

XX：负责设计报告的编写以及部分控制过程的分析、方案的确定

这次PLC课程设计，我们四人一组，大家一起共同协作，我负责的是程序设计和调试的工作，通过这次课程设计，我从中学到了很多有用的知识，能有机会将平时一些零散的知识结合起来运用，在这个过程中我也遇到了很多问题，后来通过思考和查找相关资料，以及询问较有经验的同学，慢慢的找到了问题的所在，回顾此次PLC课程设计，时间虽比较短暂，但是在此次实习中学到很多有用的东