扬州大学PLC课程设计分析

扬州大学能源与动力工程学院课程设计报告

题目：广告屏控制系统设计

课程：电气控制及可编程控制器

专业：电气工程及其自动化

班级：

姓名：

学号：

指导老师：

完成日期：2016 年12 月

第一部分

任

务

书

电器控制及可编程控制器课程设计任务书

一、课题名称

广告屏控制系统设计

二、设计目的及要求

1、熟悉电气控制系统的一般设计原则、设计内容及设计程序。

2、掌握电气设计制图的基本规范，熟练掌握PLC程序设计的方法和步骤。

3、学会收集、分析、运用电气设计有关资料及数据。

4、培养独立工作和工程设计能力以及综合运用专业知识解决实际工程技术问题的能力。

三、原始资料

各大中小城市或企业为了宣传自己企业形象和产品，均采用广告手法之一——广告屏来实现这一目的，当我们夜晚走在大街上，马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可见到，一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多种彩色的灯管，另一种为日光灯管或白炽灯管作为光源，另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。

某广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，用PLC对广告屏实现控制，其具体要求如下：

1、该广告屏中间8个灯管亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第3根亮→…→第8根亮，时间间隔为ls，全亮后，显示l0s，再反过来从8→7→…→1顺序熄灭。全灭后，停亮2s，再从第8根灯管开始亮起，顺序点亮8→7→…→1，时间间隔为1s，显示20s。再从l→2→…→8顺序熄灭。全熄灭后，停亮2s，再从头开始运行，周而复始。

2、广告屏四周的流水灯共24只，4个l组，共分6组，每组灯间隔ls向前移动一次，且I～Ⅵ每隔一组灯为亮，即从I、Ⅲ亮→Ⅱ、Ⅳ亮→Ⅲ、V亮→Ⅳ、Ⅵ亮…，移动一段时间后(如30s)，再反过来移动，即从Ⅵ、Ⅳ亮→V、Ⅲ亮→Ⅳ、Ⅱ亮→Ⅲ、I亮…，如此循环往复。

3、系统有单步／连续控制，有启动和停止按钮。

4、系统日光灯管、白炽灯的电压及供电电源均为市电220V。

四、课题要求

1、设计原则：国家现行有关电气设计规范及主管部门规定等。

2、设计范围：控制系统主电路及控制电路设计，电器设备选型。

3、设计成果：课程设计报告（设计说明书及计算书等），主电路图、控制电路图、流程图、I/O端子接线图、梯形图及程序。（所有成果均应为打印稿）

五、日程安排

本次课程设计时间共一周，进度安排如下：

1、设计准备，熟悉有关电气设计规范，熟悉课题设计要求及内容。（1天）

2、分析控制要求、主电路及控制电路方案设计。（1天）

3、绘制控制流程图、I/O端子接线图。（1天）

4、梯形图设计、编制程序及程序说明。（1天）

5、整理计算书及图纸、写课程设计报告。（1天）

六、主要参考书

1、《电气控制与可编程控制器应用技术》郁汉琪主编东南大学出版社

2、《工厂电气控制技术》方承远主编机械工业出版社

3、《可编程控制器原理应用网络》徐世许主编中国科学技术大学出版社

4、《工厂常用电气设备手册》（第2版）上、下册中国电力出版社

第二部分

课

程

设

计

报

告

目录

1课题简介 (2)

1.1课题目的与任务 (2)

1.2课题要求 (2)

2 可编程控制器（PLC）简介 (2)

2.1可编程逻辑控制器（PLC)的定义 (2)

2.2PLC的组成 (3)

2.3PLC控制的优越性 (3)

3.硬件系统设计 (4)

3.1控制器的选择 (4)

3.2按钮的选择 (5)

3.3霓虹灯与流水灯的选择 (5)

3.4霓虹灯的I/O分配表 (5)

3.5I/O接线图 (5)

3.6主接线图 (6)

3.7梯形图 (6)

4软件编程设计 (12)

4.1主程序整体逻辑 (12)

4.2时间控制 (13)

4.3广告屏中间8个灯管亮灯控制 (13)

4.4广告屏四周的流水灯控制 (13)

4.5步进控制 (13)

实验与结果分析 (14)

5.1实验的前期准备 (14)

5.2实验的结果 (14)

5.2.1广告屏1-8秒状态 (14)

5.2.2广告屏18-26秒状态 (15)

5.2.3广告屏28-36秒状态 (15)

5.2.4广告屏56-64秒状态 (16)

5.2.5广告屏复位状态 (17)

6小结与体会 (18)

参考文献 (19)

附录（指令助记符） (20)

1课题简介

1.1 课题目的与任务

以欧姆龙CPM1A型PLC为核心设计一个广告屏控制系统。

1.2 课题要求

1、该广告屏中间8个灯管亮灭的时序为第1根亮→第2根亮→第3根亮→…→第8根亮，时间间隔为ls，全亮后，显示l0s，再反过来从8→7→…→1顺序熄灭。全灭后，停亮2s，再从第8根灯管开始亮

起，顺序点亮8→7→…→1，时间间隔为1s，显示20s。再从l→2→…→8顺序熄灭。全熄灭后，停亮

2s，再从头开始运行，周而复始。

2、广告屏四周的流水灯共24只，4个l组，共分6组，每组灯间隔ls向前移动一次，且I～Ⅵ每隔

一组灯为亮，即从I、Ⅲ亮→Ⅱ、Ⅳ亮→Ⅲ、V亮→Ⅳ、Ⅵ亮…，移动一段时间后(如30s)，再反过来移

动，即从Ⅵ、Ⅳ亮→V、Ⅲ亮→Ⅳ、Ⅱ亮→Ⅲ、I亮…，如此循环往复。

3、系统有单步／连续控制，有启动和停止按钮。

4、系统日光灯管、白炽灯的电压及供电电源均为市电220V。

2 可编程控制器（PLC）简介

2.1 可编程逻辑控制器（PLC)的定义

可编程逻辑控制器简称PLC（英文全称：Programmable Logic Controller）。随着科学技术的发展，为适应多品种，小批量生产的需求而产生发展起来的一种新型的工业控制装置。

1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

2．现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。

常用的I/O分类如下：

开关量：按电压水平分，有220V AC、110V AC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。

模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。

按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。

1987年国际电工委员会（IEC）颁布的PLC标准草案中对PLC做了如下定义：