毕业设计（论文）-基于PLC的霓虹灯控制系统设计

毕 业 设 计（说 明 书）题 目：基于PLC的霓虹灯控制系统设计姓 名： 学 号： 平顶山工业职业技术学院2017年5月30日平顶山工业职业技术学院毕 业 设 计 任 务 书姓名 专业班级 14级电气自动化技术 任务下达日期 2016 年 12 月 1 日设计开始日期 2016 年 12 月 6 日设计完成日期 2017 年 5 月 30 日设计题目：基于PLC的霓虹灯控制系统设计 指 导 教 师 院（部） 主 任 2016 年12月1日平顶山工业职业技术学院毕业设计答辩委员会记录 自动化与信息工程 学院 电气自动化技术 专业，学生 2017年 6 月 8 日进行了毕业设计（论文）答辩。设计题目： 基于PLC的霓虹灯控制系统设计 指导老师： 答辩委员会根据学生提交的毕业设计材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生 李桐 毕业设计成绩为 。答辩委员会 人，出席 人答辩委员会主任（签字）： 答辩委员会副主任（签字）： 答辩委员会委员： ， ， ， ， ， , 。平顶山工业职业技术学院毕业设计评语第 页共 页学生姓名： 专业班级 电气自动化技术2班 年级14级 毕业设计题目：基于PLC的霓虹灯控制系统设计 评 阅 人： 指导教师： （签字） 2017年6月10日成 绩： 系 主 任： （签字） 2017年6 月10日毕业设计及答辩评语： 平顶山工业职业技术学院毕业设计说明书摘 要随着国家的不断改革与发展，市场经济的不断繁荣和进步，各大城市都在进行量化工程。各大中小企业为了宣传自己的企业产品，基本上均采用霓虹灯广告屏来作为广告手法。每当夜晚，城市里的霓虹灯绝对是一大亮点，它点燃了城市的灵魂与希望。道路两旁的霓虹灯广告牌随处可见，各色各样，十分好看和吸引人。再给它们配上大型的广告语和宣传画，使人一目了然，印象深刻。这些霓虹灯的亮灭，闪烁时间的长短和灯光流动的方向等等都可以通过PLC来达到控制要求。如何快捷，可靠，简单的去达到控制的目的，是人们考虑的重点。而PLC控制系统无疑是最适合的。因为PLC具有通用性强，使用方便，适用面广，可靠性强，抗干扰能力强，编程简单易懂等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺应控制中的地位，也是无法取代的。在现实生活中，人们也大多是通过PLC去控制霓虹灯的。关键词：西门子S7-200 霓虹灯 发展潜力 第I页目 录摘 要I1 绪论31.1引言31.2组态软件的发展31.2.1组态软件在我国的发展历程31.2.2流行的组态软件41.3本文主要研究内容41.4课题研究意义52 MCGS组态软件功能简介62.1 MCGS组态软件的功能和特点62.2MCGS组态软件的系统构成82.2.1MCGS组态软件的整体结构83 变频器对电机的运行控制113.1变频器的面板操作与运行113.1.1变频器面板的操作要求113.1.2操作方法和步骤113.2由PLC对变频器进行控制123.2.1任务要求123.2.2 I/O地址分配表123.2.3操作方法及步骤123.2.4梯形图程序133.3外接电位器控制圆台速度143.3.1任务要求143.3.2 I/O地址分配表143.3.3操作方法和步骤144 模拟量采集与数据处理的综合应用164.1 -2AD模块164.1.1任务要求164.1.2 I/O接线图164.1.3组态界面设定164.1.4梯形图程序174.2 -2DA模块174.2.1任务要求174.2.2 I/O接线图174.2.3组态界面设定174.2.4梯形图程序184.3调试结果185 霓虹灯控制系统的设计195.1工艺要求195.2总体设计方案195.3 I/O地址分配表195.4 I/O接线图205.5实现流程图205.6组态界面设定215.7运行结果21参考文献25 第26页1 绪论1.1引言每当夜幕降临，楼宇上、道路旁缤纷夺目的霓虹灯广告，构筑了一道璀灿的城市夜景，作为主角 霓虹灯功不可没，而可编程序控制器是专用于工业控制的工业计算机，是现代化工业的三大支柱之一。长期以来，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用，其主要原因在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业对自动化的需要。但在开发传统的工业控制软件时，当被控对象一旦变动，就必须修改控制系统源程序，导致开发周期长。组态软件的出现解决了这个问题，通过MCGS组态软件仿真PLC的控制对象，我们不需要实物而通过微机的显示器就可以检验所编程序的正确与否和执行结果。1.2组态软件的发展新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统，具有适应性强、开发性好、易于扩展、经济、开发周期短等明显优点。组态软件指数据采集与过程控制的专用软件，它们是在自动控制系统监控一级的软件平台和开发环境，能以灵活多样的组态方式提供良好的用户开发界面和简洁的使用方法，并同时支持各种硬件厂家的计算机和I/O产品。目前世界上不少专业厂商提供各种组态软件产品。1.2.1组态软件在我国的发展历程最早开发的通用组态软件是DOS环境下的组态软件，其特点是具有简单的人机界面、图库、绘图工具箱等基本功能。随着Windows的广泛应用，Windows环境下的组态软件与DOS环境下的组态软件成为主流。与DOS环境下的组态软件相比，其最突出的特点是图形功能有了很大的增强。国外很多优秀通用组态软件是在英文状态下开发的，对国内而言，它具有应用时间长，用户界面不理想，不支持国内普遍使用的硬件设备，这些正是国外通用组态软件在国内部能广泛应用的原因。随着国内计算机水平和工业自动化水平的不断提高，近年来，一些技术力量雄厚的高科技公司相继开发出了适合国内使用的通用组态软件。MCGS组态软件就是其中的一种。1.2.2流行的组态软件目前中国市场上的组态软件产品按厂商划分大致可以分为三类：国外专业软件厂商提供的产品；国外硬件和系统厂商提供的产品；国内自行开发的国产化产品。近年来国外一些著名硬件或系统厂商亦推出了日趋成熟的组态软件产品，如美国GE公司的Cimplicity,德国西门子公司的WinCC等1。这些软件一改过去仅为其本身硬件配套的OEM形式，通过大力加强对其它硬件产品的驱动支持和软件内部的各种功能，而发展成为专业化的通用组态软件。1.3本文主要研究内容课题主要内容为霓虹灯仿真系统的设计，组态软件主要用于实现实时监控；同时编制相应的脚本程序完成控制功能。仿真系统由上位机和下位机两部分组成。上、下位机通过串行口进行通信交换数据。上位机利用PC机，下位机利用三菱的PLC 。上位机内装MCGS组态软件和三菱编程软件。MCGS组态软件用以制作仿真画面、编写仿真程序并与下位机进行通信。本界面需实现的控制要求为：a 主要是控制“西安”，“工业”，“大学”，“50”，“周年”5个字形霓虹灯的闪亮过程，具体实现的控制功能为：5个灯依次点亮后闪三闪，再沿相反的方向依次熄灭；字灯下两个灯轮流闪亮；利用组态设置周围的灯配合闪烁。5个字灯对应于PLC的5个输出结点Y0Y4,下面的两个灯对应于Y5，Y6。每个输出结点的输出值“0”或“1”对应于灯的灭与亮。b 要求按动“开始”按钮时灯按控制要求依次点亮或熄灭，并循环往复，当按动“停止”按钮时霓虹灯全部熄灭。c 当没有连接PLC时，利用脚本程序也可以完成霓虹灯的控制功能。由于涉及到灯亮灭的时间，所以需要使用组态软件内部的定时器。1.4课题研究意义长期以来， PLC始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全可靠和比较完善的解决方