节日彩灯控制系统设计报告书

成绩：

课程设计说明书

设计题目节日彩灯控制系统设计

所属课程机电传动控制（含PLC）

所属学院机械电子工程学院

专业班级机械设计制造及其自动化 B1301 学号 0612130119 学生姓名赵景岩

指导教师赵业平

2016年6月

目录

1课程设计任务书 (1)

2总体设计 (5)

3硬件系统设计 (7)

4程序设计 (16)

5程序调试及结果分析 (17)

6总结 (18)

7参考文献 (18)

课程设计任务书

课程设计题目：节日彩灯控制系统设计

课程设计时间：自2011 年7 月11日起至2011 年7 月22 日。课程设计要求：十组控制要求：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：

2010年月日

节日彩灯控制系统

1.课程设计内容

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，运用所学的理论知识，进行节日彩灯控制原理设计、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。主要内容包括：

（1）设计出硬件系统的结构图、接线图等；

（2）系统有启动、停止功能；

（3）运用功能指令进行PLC控制程序设计，包括梯形图和语句表；

（4）程序结构与控制功能自行创新设计；

（5）进行系统调试，实现霓虹灯饰的控制要求。

2.总体设计

2.1节日彩灯控制系统设计分析

本次设计为十组节日彩灯的控制系统设计，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……

为了满足以上要求，设计采用PLC控制系统，只需设置一个输入接口和十个输出接口，通过PLC程序的设计，使用以为寄存器功能，便可轻松简便地实现所需功能。

2.3 PLC型号选择

随着PLC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

本设计PLC的选择主要从I/O端口数来选择，系统需要1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。完全符合设计系统的需要。

3 硬件系统设计

3.1可编程控制器I/O端口分配

根据设计控制系统的要求，启动按钮SD采用带自锁的按钮，接主机的输入端口I0.0,十组节日彩灯1、2、3、4、5、6、7、8、9、10分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1。

按下启动按钮SDI0.0接通，输出端Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1便可以控制节日彩灯1、2、3、4、5、6、7、8、9、10的亮灭。具体可编程控制器I/O端口分配如表3.2：

表3.1 I/O端口分配表

输入输出

输入点功能输出点功能

I0.0 复位按钮Q0.0 灯组1亮灭

I0.4 启动按钮Q0.1 灯组2亮灭

Q0.2 灯组3亮灭

Q0.4 灯组4亮灭

Q0.6 灯组5亮灭

Q0.5 灯组6亮灭

Q0.3 灯组7亮灭

Q1.1 灯组8亮灭

Q1.0 灯组9亮灭

Q0.7 灯组10亮灭3.2 PLC外部输入输出电路

（注：1、2、3、4、5、6、7、8、9、10灯分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7、Q1.0、Q1.1.启动按钮接主机的输入点I0.0.）

。

3.PLC的结构图

4 程序设计

4.1实验程序

步序指令步序指令

0 LD I0.0 启动29 O M21.0

1 AN M0.0 30 O T47

2 TON T37, +20 31 = Q0.0

3 LD T37 32 D M10.2

4 = M0.0 33 O M11.0

5 LD I0.0 34 O M11.2

6 TON T38, +30 35 O M11.3

7 AN T38 36 O M11.4

8 = M1.0 37 O M11.5

9 LD M1.0 38 O M20.5

10 O M0.2 39 O M20.7

11 = M10.0 40 O M21.1

12 LD M11.7 41 7= Q0.1

13 = M20.0 42 O T4

14 LD M21.4 43 LD M10.3

15 TON T39, +20 44 O M10.7

16 O M11.6 45 O M11.3

17 = M0.2 46 O M11.4

18 LD M0.0 47 O M11.5

19 SHRB M10.0, M10.1, +15 48 AN T39

20 SHRB M20.0, M20.1, +12 49 O M20.4

21 LD M10.1 50 O M20.6

22 O M11.1 51 O M21.0

23 O M11.2 52 O T47

24 O M11.3 53 = Q0.2

25 O M11.4 54 LD M10.4

26 O M11.5 55 M20.2

27 O M10.6 O 56 O M11.3

28 O M20.6 57 O M11.4

步序指令步序指令

58 O M11.5 89 O M11.6