PLC课程设计霓虹灯跑马灯.

烟台南山学院

PLC课程设计

题目霓虹灯广告屏装置PLC设计与调试

姓名：李海港

所在学院：烟台南山学院

所学专业：电气工程及其自动化

班级：电气工程1102班

学号：

指导教师：姜倩倩

小组成员：邱胜强马帅李海洋

课程设计任务书

一、基本情况

学时：1周学分：1学分适应班级：10电气技术

二、课程设计的意义、性质、目标、要求

1．意义

课程设计是PLC课程教学的最后一个环节，是对学生进行全面的系统的训练。进行课程设计可以让学生把学过的比较零碎的知识系统化，真正的能够把学过的知识落到实处，能够开发简单的系统，也进一步激发了学生再深一步学习的热情，因此课程设计是必不少的，是非常必要的。

2．性质

课程设计是提高学生PLC技术应用能力以及文字总结能力的综合训练环节，是配合PLC课程内容掌握、应用得的专门性实践类课程。

3．目标

通过典型实际问题的实际，训练学生的软硬件的综合设计、调试能力以及文字组织能力，建立系统设计概念，加强工程应用思维方式的训练，同时对教学内容做一定的扩充。

4．要求

（1）课程设计的基本要求

PLC课程设计的主要内容包括：理论设计与撰写设计报告等。其中理论设计又包括选择总体方案，硬件系统设计、软件系统设计；硬件设计包括单元电路，选择元器件及计算参数等；软件设计包括模块化层次结构图，程序流程图。程序设计是课程设计的关键环节，通过进一步完善程序设计，使之达到课题所要求的指标。课程设计的最后要求是写出设计总结报告，把设计内容进行全面的总结，若有实践条件，把实践内容上升到理论高度。

（2）课程设计的教学要求

PLC课程设计的教学采用相对集中的方式进行，以班为单位全班学生集中到设计室进行。做到实训教学课堂化，严格考勤制度，在实训期间（一周）累计旷课达到6节以上，或者迟到、早退累计达到8次以上的学生，该课程考核按不及

格处理。在实训期间需要外出查找资料，必须在指定的时间内方可外出。

课程设计的任务相对分散，每3—5名学生组成一个小组，完成一个课题的设计。小组成员既有分工、又要协作，同一小组的成员之间可以相互探讨、协商，可以互相借鉴或参考别人的设计方法和经验。但每个学生必须单独完成设计任务，要有完整的设计资料，独立撰写设计报告，设计报告雷同率超过50%的课程设计考核按不及格处理。

三、课程设计题目及设计过程

1、霓虹灯广告屏装置PLC控制梯形图的设计与调试，该广告屏共有8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组，如下图所示：

2、控制要求：：

（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。

（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“①、③”亮→Ⅱ“⑤、⑦”亮，同时Ⅰ“①、③”灭→Ⅲ“⑨、”亮，同时Ⅱ“⑤、⑦”灭……，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间，……如此循环往复。

（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。

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Ⅱ

Ⅴ

Ⅰ

Ⅲ

Ⅵ

Ⅳ

911

2422

11

（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。

（5）要求有移位指令的应用

（6）*在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。

四、设计报告

设计完成后，必须撰写课程设计报告。设计报告必须独立完成，格式符合要求，文字（不含图形、程序）不少于3000字，图形绘制规范报告书用A4纸书写，装订成册。设计报告的格式如下：

1、封面

2、内容提要（摘要）

3、目录

4、正文

(1) 所作题目的意义、本人所做的工作及系统的主要功能；

(2) 硬件电路设计及描述；

1）确定元器件的型号及参数。

2）画出完整的原理图。

3）列出元器件清单。

(3) 软件设计流程及描述；

5、心得体会（总结）

6、参考文献

7、附录（源程序代码）

8、有关图纸

五、进度安排

单片机课程设计共安排1周，合计40学时，具体分配如下：

实习动员及准备工作：2学时

总体方案设计：6学时

硬件设计：8学时

软件设计：10学时

撰写设计报告：6学时

答辩与总结：4学时

教师辅导：6学时

六、考核方法

单片机课程设计的考核方式为考查，考核结果为优秀、良好、中等、及格和不及格五等，分数在90-100之间为优秀，80-89分之间为良好，70-79分之间为中等，60-69分之间为及格，60分以下为不及格。

考核分三个方面进行：平时表现20%；设计过程25%；设计报告40%；设计答辩15%。

有下列情形之一者，课程设计考核按不及格处理：

1、设计期间累计迟到、早退达8次；

2、设计期间累计旷课达6节；

3、设计报告雷同率超过50%或无设计报告；

4、不能完成设计任务，达不到设计要求。

摘要

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速的发展，可编程控制器技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。霓虹灯做为一种现代化的工具，与人们的日常生活紧密相关，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以见到，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。这些灯的闪烁时间及流动方向都可以通过可编程控制器（PLC）来达到控制的要求。

本文采用可编程控制器（PLC）对霓虹灯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了霓虹灯的控制水平，并改善了霓虹灯灯光控制的可靠性，使霓虹灯控制达到了较为理想的控制结果。

关键词可编程控制器（PLC),霓虹灯，自动控制

目录

1 绪论 (7)

2 硬件设计 (2)

2.1 PLC简介 (2)

2.2 I/O分配口 (3)

2.3 PLC控制接线图 (3)

3 PLC控制梯形图 (4)

4 调试与完善 (11)

总结 (12)

参考文献 (13)

1绪论

随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,个大中小城市都在进行亮化工程。个企业为宣传自己企业的形象和产品，均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的。

霓虹灯是一种特殊的低气压冷阴极辉光放电发光的电光源，而不同于其它诸如荧光灯、高压钠灯、金属卤化物灯、水银灯、白炽灯等弧光灯。霓虹灯是靠充入玻璃管内的低压惰性气体，在高压电场下冷阴极辉光放电而发光。霓虹灯的光色是由充入惰性气体的光谱特性决定：光管型霓虹灯充入氖气，霓虹灯发红色光；荧光型霓虹灯充入氩气及汞，霓虹灯发蓝色、黄色等光，这两大类霓虹灯都是靠灯管内的工作气体原子受激辐射发光。

可编程控制器（PLC)，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC实验装置采用的是模块化结构，主要模块有可编程序控制器、编程器模块，九种实验模块，按钮、开关输入模块和继电器输出模块，以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统训练以及多种控制对象的程序设计训练。

2 硬件设计

2.1 PLC简介

从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU 板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。

CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每套PLC至少有一个CPU，它按PLC 的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据，用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，同时，诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路。

PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。

PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：交流电源（220VAC或110 VAC），直流电源（常用的为24VDC）。

大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。

PLC从特点上来看，有以下几个特点：可靠性高，抗干扰能力强；通用性强，控制程序可变，使用方便；功能强，适应面广；编程简单，容易掌握；减少了控制系统的设计及施工的工作量；体积小、重量轻、功耗低、维护方便。

2.2 I/O分配口

I分配：

总开关I0.0

总关闭I0.1

霓虹灯关闭I0.2（0.2按下去，再按0.1，只关闭流水灯）流水灯关闭I0.3

点动I0.4

O分配：

霓虹灯输出QB4

流水灯输出QB5、QB6、QB7

2.3 PLC控制接线图

图1 PLC控制接线图

3 PLC控制梯形图

4 调试与完善

将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。运行PLC软件，打开霓虹灯的控制程序，进行调试。

总结

这一周的课程设计进行的是霓虹灯的PLC控制的设计与调试，从最开始的对PLC进行了解到最重要的程序的编写，每一步都是巨大的尝试和挑战。课程设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行，始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义．我今天认真的进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础。

这次的课程设计，使得我对PLC的掌握进一步的增强，加深了对PLC的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣，但是我也深深的知道自己的不足之处，比如说对应用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。这次的设计使我从中学到了如何从理论到实践的转化，怎样将我所学到的知识运用到我以后的工作中去。在PLC调试过程中，同学之间相互合作和交流，终于将课程设计完成。

经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

参考文献

1.史国生《电气控制与可编程控制器技术》[M].化学工业出版社 2005.2

2.张万忠《可编程控制器应用技术》[M].化学工业出版社 2002

3.张凤珊《电器控制及可编程控制器》[M].中国轻工业出版社 2001

4.尹宏业《PLC可编程控制器教程》[M].航空工业出版社 1997

5.罗雪莲《可编程控制器原理与应用》[M].清华大学出版社 2008.10

6.严盈富《PLC入门》[M].北京人民邮电出版社 2006