天塔之光毕业设计.doc

1、 山东华宇职业技术学院 高职毕业生毕业设计（论文） 课题名称 基于 PLC 的天塔之光设计 专业 机电一体化 班级 13 机电一体化一班 学号 20132080114 姓名 常晶晶 指导教师 赵英花 毕业设计（论 文）任务书 毕业设计（论文）题目： 基于 PLC 的天塔之光设计 专业： 机电一体化 姓名： 常晶晶 毕业设计（论文）工作起止时间： 毕业设计（论文）的内容要求： 1“天塔之光”彩灯示意图如下图所示。 2设计四种不同的彩灯花样。 3当启动开关 I0.0 闭合后，彩灯首先按花样 1 闪亮，循环 3 次后自动转至花样 2，循环 3 次后自动转至花样 3，循环 3 次后自动转至花样 4，循

2、环 3 次 后再自动转至花样 1，如此循环。 4启动开关断开，彩灯熄灭。 指导教师（签名）： 年 月 日 毕业设计开题报告 一、 课题设计（论文）目的及意义 天 塔 之光控制系统主要应用在闪光灯或花样灯饰中，目前我国灯具市场的发展空间十分广阔。近年来，伴随我国人民生活水平逐年提高，城镇住宅建设以及室内装饰装修热度不减，人均住房面积的扩大，在促使一室一灯为一室多灯、增加局部照明的同时，所用灯具正逐步由低档产品向中高档产品发展，民用照明需求旺盛。按照城市小康家庭的消费标准，客厅、饭厅、卧室、厨房、浴室都应安装不同类别的灯饰，如台灯、落地灯、壁灯、天花灯、吊灯、壁柜灯、油烟机照明灯、镜前灯、夜间照明

3、灯等等。从发展趋势上看，今后灯具 除了其外观及内在质量要求越来越优秀、时尚、体现个性等，对其功能细化、科技含量、节能环保等方面的要求也越来越高。作为与人们日常生活密切相关的灯饰市场需求，更是以每年 15左右的幅度增长。今年我国灯饰市场的需求量已经预期达到 6000 万台左右，在国际上已经名列前茅。 二 、课题设计（论文） 提纲 第一章 绪论 第二章 PLC 的基础知识 第三章 硬件设计 第四章 软件设计 第五章 工作原理 第六章 结束语 三、课题设计（论文）思路、方法及进度安排 思路方法：利用网上模拟、图书馆。搜集各种有关的书籍资料，组织论文 进度安排： 第一周：弄清该设计的工作原理，选题方案

4、，对比各种方案，选择合适的方案。 第二、三周：在网上和书上搜集各种资料，进行有效整理。 第四、五周：进行有效的补充、整理。 第六周：写毕业论文 四、课题设计（论文）参考文献； 1.黄净 电器及 PLC 控制技术，机械 工业出版社， 2002。 2.常初 PLC 编程及应用第 3 版，机械工业出版社， 2008。 3.杨长能、林小峰，可编程序控制器例题习题及实验指导 2001 重庆大学出版社 4.李彦杰 S7-200PLC 原理与实用开发指南 2009 机械工业出版社 5.刘光启 PLC 技术及应用 2009 机械工业出版社 6.金仁贵 PLC 原理与应用 2009 合肥工业大学出版社 7.廖常

5、初 PLC 应用技术问答 2009 机械工业出版社 8.宋伯生， 陈东旭 编著 PLC 应用及实验教程 2009 机械工业出 版社 9.宋伯生 PLC 编程理论 算法及技巧 2009 机械工业出版1 姓名：常晶晶 学号： 20132080114 班级： 13 机电一班 指导老师：赵英花 摘 要： 本次毕业设计是应用 S7-300 天塔之光设计的硬件电路，并利用OB1 的梯形图控制程序设计。通过控制 S7-300 的定时继电器的功能来实现各彩灯按一定规律点亮和熄灭。通过延时继电器 SD 的特点，以设定的时间值启动指令。这种电路控制简单，可控性高，应用性强 ；软件程序适应范围广，对各彩灯按一定的规

6、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： 天塔之光实验台 PLC 可编程控制器 2 目录 第一章 绪论 . 4 第二章 PLC 的基础知识 . 5 2.1 PLC 概述 . 5 2.1.1 PLC 的产生与发展 . 5 2.1.2 PLC 的特点 . 7 2.1.3 PLC 的应用领域 . 8 2.1.4 PLC 的常用编程语言 . 8 2.2 PLC 的结构和工作原理 . 10 2.2.1 PLC 的基本结构 . 10 2.2.2 PLC 的工作原理 . 12 2.2.3 PLC 的分类 . 13 2.2.4 PLC 的主要技术指标 . 13 第三章 硬件设计

7、. 15 3.1 S7-200 系列 PLC 基本知识 . 15 3.1.1 S7-200 系列 PLC 概述 . 15 3.1.2 扩展模块 . 15 3.1.3 S7-200 的编程元件 . 16 3.1.4 S7-200 的数据长度和编址方式 . 18 3.1.5 注意事项 . 18 3.2 梯形图设计方法 . 20 3.2.1 经验设计法 . 20 3.2.2 继电器电路移植法 . 21 3.2.3 顺序控制设计法 . 21 3.2.4 I/O 分配 及接线图 . 24 第四章 软件设计 . 25 3 4.1 顺序功能图 . 25 4.2 梯形图 . 25 第五章 工作原理 . 34

8、7 参考资料 . 37 4 第一章 绪论 目前， PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、 汽纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个 行业，使用情况大致可归纳为：开关量的逻辑控制、运动控制、过程控制、数据处理和通信及联网。为满足各种自动化控制系统的要求，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

9、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。皮带运输机是输送设备中最常用的一种传输机构。该机种具有结构简单，经济方便，使用可靠，传输平稳，输送量大效率高，低噪音等优点。其形式多样，适用范围广，特别适合一些散碎原料与不规则物品的输送。产品广泛应用于轻工，电子，食品，化工，木业，机械等行业。本设计主要是用 PLC 实现天塔之光的模拟控制。5 第

10、二章 PLC 的基础知识 2.1 PLC概述 2.1.1 PLC 的产生与发展 1可编程控制器的名称演变 PLC 是可编程控制器（ Programmable Controller）的简称，是一种在继电接触器控制技术和计算机控制技术的基础上发展起来的一种新型工业自动控制装置。早期的可编程控制器仅有逻辑运算、定时、计数等基本功能，主要用来取代传统的继电器控制，因此，通常将其称为可编程逻辑控制器（ Programmable Logic Controller）。随着微电子技术和计算机技术的发展，微处理器技术应用到 PLC 中，使 PLC 不仅具有逻辑控制功能， 还增加了算术运算、通信联网等功能。但是，

11、为了不与个人计算机（ Personal Computer）的简称 PC 相混淆，常常还将可编程控制器简称为 PLC。 2 PLC 产生的背景 继电器控制系统的特点 优点：简单易懂，操作方便，价格便宜，容易掌握。 缺点：设备体积大，耗电多，开关动作慢，功能较少，接线复杂，触点易损坏，寿命短，改接麻烦，可靠性差，灵活性差。 计算机控制系统的特点 优点：功能完善，灵活性强，通用性好。 缺点：计算机技术复杂，编程很不方便，价格十分昂贵，抗干扰能力差。 3 GM10 条 1968 年 ，美国通用汽车公司 (GM 公司 )为了在每次汽车改型或改变工艺流程时不改动原有继电器柜内的接线，以便降低生产成本，缩短

12、新产品的开发周期，而提出了研制新型逻辑顺序控制装置，并提出了该装置的研制指标要求，即 10 项招标技术指标。其主要内容如下： 编程简单，可在现场修改程序 ； 维护方便，最好是插件式 ； 6 可靠性高于继电器控制柜 ； 体积小于继电器控制柜 ； 可将数据直接送入管理计算机 ； 在成本上可与继电器控制柜竞争 ； 输入可以是交流 115V； 输出为交流 115V、 2A 以上，能直接驱动电磁阀 ； 在扩展时，原 系统只需很小变更 ； 用户程序至少能扩展到 4K。 4 PLC 的诞生 1969 年，美国数字设备公司（ DEC）研制出世界上第一台可编程控制器，型号为 PDP-14，并在 GM 公司汽车生

13、产线上首次应用成功。 5 PLC 的发展 第一代：从第一台可编程控制器诞生到 70 年代初期。其特点是： CPU 由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器； 第二代： 70 年代初期到 70 年代末期。其特点是： CPU 采用微处理器，存储器采用 EPROM ； 第三代： 70 年代末期到 80 年代中期。其特点是： CPU 采用 8 位和 16 位微处理器，有些还采用多 微处理器结构，存储器采用 EPROM、 EAROM、 CMOSRAM 等 ； 第四代： 80 年代中期到 90 年代中期。 PC 全面使用 8 位、 16 位微处理芯片的位片式芯片，处理速度也达到 1us/步 ； 第五代： 90 年代中期至今。 PC 使用 16 位和 32 位的微处理器芯片，有的已使用 RISC芯片。 6 PLC 的地位 现代的 PLC 已成为现代工业控制的三大支柱（ PLC，机器人和 CAD CAM）之一。 7我国 PLC 的发展 1974 年我国开始仿制美国的第二代 PLC 产品，但因元器件质量和技术问题等原因未能推广。直到 1977 年，我国才研制出第 一台具有实用价值的 PLC，并开始批量生产和应用于工业过程的控制。由于使用单片 1 位处理器，因此，应用的规模较小，主要的控制方式是开关量控制。