基于PLC的霓虹燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說明

《PLC控制技術(shù)》培訓(xùn)題目：霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄TOC\o"1-3"\h\u摘要 1一。訓(xùn)練任務(wù)書 21.1?；A(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目1：變頻器對(duì)電機(jī)的運(yùn)行控制 21.2.基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目2：模擬量采集與數(shù)據(jù)處理綜合應(yīng)用 21.3.綜合自主培訓(xùn)項(xiàng)目：霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 31.4.培訓(xùn)報(bào)告要求 41.5。培訓(xùn)時(shí)間表 51.6.實(shí)訓(xùn)考核方法 5二。基礎(chǔ)培訓(xùn)項(xiàng)目1：變頻器對(duì)電機(jī)的運(yùn)行控制 62.1面板操作與變頻器操作 62.1.1逆變器面板操作要求 62.1.2操作方法及步驟 62.2變頻器由PLC 6控制2.2.1任務(wù)要求 62.2.2I/O地址分配表 72.2.3操作方法及步驟 72.2.4梯形圖程序 82.3外接電位器控制圓桌速度 82.3.1任務(wù)要求 82.3.2I/O地址分配表 82.3.3操作方法及步驟 9三。基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二：模擬量采集與數(shù)據(jù)處理綜合應(yīng)用 103.1-2AD模塊 103.1.1任務(wù)要求 103.1.2I/O接線圖 103.1.3配置界面設(shè)置 103.1.4梯形圖程序 103.2-2DA模塊 103.2.1任務(wù)要求 103.3.2I/O接線圖 103.2.3配置界面設(shè)置 103.2.4梯形圖程序 103.3調(diào)試結(jié)果 11四。綜合自主培訓(xùn)項(xiàng)目：霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 114.1工藝要求 114.2總體設(shè)計(jì)方案 114.3I/O地址分配表 114.4I/O接線圖 124.5實(shí)施流程圖 124.6配置界面設(shè)置 134.7運(yùn)行結(jié)果 13收獲與體驗(yàn) 17參考文獻(xiàn) 18附錄 19摘要隨著改革的不斷深化和社會(huì)主義市場(chǎng)的不斷繁榮發(fā)展，大中小城市都在開展照明工程。企業(yè)為了展示自己的形象和產(chǎn)品，一般都會(huì)用霓虹燈來展示廣告，所以我們晚上走在大街上，馬路兩旁隨處可見各式各樣的霓虹燈廣告。這涉及到許多控制問題，例如如何控制霓虹燈的開關(guān)、閃爍時(shí)間和流向。如何快速、可靠、簡(jiǎn)單地控制它們成為人們考慮的重點(diǎn)。在我看來，PLC是最合適的解決方案。這些問題，是因?yàn)镻LC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)性廣、可靠性強(qiáng)、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。而PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制，尤其是順序控制方面優(yōu)勢(shì)更為突出?，F(xiàn)實(shí)中，人們也是通過PLC控制霓虹燈的。關(guān)鍵詞：PLC霓虹燈一。訓(xùn)練任務(wù)書培訓(xùn)學(xué)生需完成2個(gè)基礎(chǔ)培訓(xùn)項(xiàng)目和1個(gè)綜合自主培訓(xùn)項(xiàng)目。1.1?；A(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一：變頻器對(duì)電機(jī)的運(yùn)行控制1)培訓(xùn)目的1、進(jìn)一步鞏固和掌握PLC的基本命令功能及其應(yīng)用方法；2、根據(jù)實(shí)訓(xùn)設(shè)備，掌握PLC外圍I/O設(shè)備的接線方法；3、掌握異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速原理，熟悉變頻器的使用方法。2)訓(xùn)練設(shè)備PLC主機(jī)模塊、電位器、MM440（或MM420）變頻器、個(gè)人電腦PC、PC/PPI編程電纜。3)過程控制要求 使用變頻器實(shí)現(xiàn)異步電機(jī)的可逆調(diào)速控制，即電機(jī)可正反轉(zhuǎn)、調(diào)速和點(diǎn)動(dòng)功能。參考教材p85中的電氣原理圖。速度控制有兩種方式：（1）外接電位器控制，（2）PLC模擬量輸出通道控制。4)訓(xùn)練步驟1、分配PLC的I/O地址，畫出變頻器控制電機(jī)的PLC控制系統(tǒng)接線圖。2、設(shè)計(jì)PLC控制的梯形圖程序。3、輸入自編程序，在機(jī)器上調(diào)試運(yùn)行，直到滿足動(dòng)作要求。1.2.基礎(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二：模擬量采集與數(shù)據(jù)處理綜合應(yīng)用1)培訓(xùn)目的1、掌握PLC中模擬量輸入輸出的基本工作原理；2.掌握數(shù)據(jù)處理指令的使用；3、熟悉組態(tài)王與PLC的連接。2)訓(xùn)練設(shè)備PLC主機(jī)模塊、電位器、萬用表、個(gè)人電腦PC、PC/PPI編程電纜。3）培訓(xùn)項(xiàng)目的原則和要求1、使用擴(kuò)展模塊中的電位器模擬測(cè)溫變送器。假設(shè)溫度為0℃0時(shí)對(duì)應(yīng)電位器輸出0V電壓，溫度為100℃10V時(shí)對(duì)應(yīng)電位器輸出電壓。使用FX2N-2AD和2、使用PLC模擬量輸出通道控制電動(dòng)執(zhí)行器。執(zhí)行器開度設(shè)置為0%時(shí)，輸出電壓為0V，執(zhí)行器開度為100%時(shí)，輸出電壓為10V。執(zhí)行器開度控制量由組態(tài)王軟件輸入，觀察模擬輸出值，用萬用表測(cè)量輸出電壓值。4）培訓(xùn)項(xiàng)目的步驟1、根據(jù)項(xiàng)目要求，繪制I/O地址分配表，繪制外部接線圖，進(jìn)行接線圖線路連接。2.設(shè)計(jì)梯形圖程序，調(diào)試和記錄數(shù)據(jù)。輸入FX2N-2AD輸出FX2N-2DA電壓CH2溫度值執(zhí)行器開度CH1電壓V0V04V40%6V60%8V80%10V100%1.3.綜合自主培訓(xùn)項(xiàng)目：霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1）實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目技術(shù)要求：本課題要求設(shè)計(jì)一個(gè)霓虹燈控制系統(tǒng)。具體指標(biāo)如下：使用實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的輸出接口單元模塊（如下圖1），自行設(shè)計(jì)3種醒目有趣的霓虹燈顯示模式，通過一個(gè)開關(guān)切換各種顯示模式。切換顯示模式時(shí)，所有燈都熄滅。按啟動(dòng)鍵按設(shè)計(jì)啟動(dòng)顯示，按停止鍵關(guān)閉所有燈。2)目的通過本次培訓(xùn)，學(xué)員可以掌握：1）GXDeveloper編程軟件的使用以及梯形圖和SFC圖編程語言的使用；2)實(shí)際方案的設(shè)計(jì)和實(shí)施；3）程序調(diào)試和操作技術(shù)。從而提高學(xué)生設(shè)計(jì)和調(diào)試PLC控制系統(tǒng)的能力。3)內(nèi)容和要求1、通過基本的簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)，熟悉與本設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)臺(tái)模塊；2.霓虹燈控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的三種顯示模式是：（請(qǐng)自行設(shè)計(jì)）方法一：24盞燈閃爍，每2秒閃爍一次方法二：22燈循環(huán)亮起，間隔2秒 方法三： 依次亮起，3秒后熄滅 圖1輸出接口單元模塊3、硬件接線圖及程序清單；4、使用時(shí)序功能圖（SFC圖）進(jìn)行設(shè)計(jì)或體驗(yàn)設(shè)計(jì)方法；5、設(shè)計(jì)組態(tài)王上位機(jī)的監(jiān)控屏，顯示霓虹燈的各種顯示模式（此部分可選）。1.4.培訓(xùn)報(bào)告要求報(bào)告應(yīng)寫在統(tǒng)一的報(bào)告紙上，并應(yīng)包括評(píng)分表、封面、目錄、文本、收獲、參考文獻(xiàn)（并按此順序裝訂）。該報(bào)告提供以下內(nèi)容：1.目錄2.文字（一）培訓(xùn)任務(wù)書；（2）實(shí)訓(xùn)內(nèi)容，三個(gè)任務(wù)分別寫一個(gè)。各訓(xùn)練任務(wù)的總體設(shè)計(jì)方案（應(yīng)有PLC選型和依據(jù)）灣。程序中使用的I/O分配表、PLC外部接線圖、元件及功能表；C。程序控制的SFC圖、梯形圖或指令列表的列表，以及注釋和說明；d。調(diào)試、運(yùn)行及其結(jié)果；3.收獲，體驗(yàn)4.參考文獻(xiàn)（培訓(xùn)報(bào)告可以打印，但一樣會(huì)被記為零分）1.5。培訓(xùn)時(shí)間表星期工作日工作能力首先一星期1安排培訓(xùn)任務(wù)，查找相關(guān)資料，熟悉實(shí)驗(yàn)臺(tái)。2完成兩個(gè)基本培訓(xùn)計(jì)劃。3根據(jù)綜合訓(xùn)練任務(wù)，完成整體設(shè)計(jì)方案（硬件選型、IO點(diǎn)分配等）4完成硬件接線，編寫程序并調(diào)試5編寫程序和調(diào)試首先二星期1編寫程序和調(diào)試2編寫程序和調(diào)試3編寫程序并調(diào)試和準(zhǔn)備培訓(xùn)報(bào)告4完成報(bào)告并在下午2點(diǎn)前上交5回復(fù)本次培訓(xùn)需要兩周時(shí)間1.6.實(shí)訓(xùn)考核方法本次培訓(xùn)滿分100分，其中培訓(xùn)成績占30%（包括完成2個(gè)基礎(chǔ)培訓(xùn)項(xiàng)目），綜合培訓(xùn)項(xiàng)目答辯占50%，培訓(xùn)報(bào)告占20%。二?；A(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目一：變頻器對(duì)電機(jī)的運(yùn)行控制2.1面板操作及變頻器操作2.1.1逆變器面板的操作要求使用變頻器的操作面板及相關(guān)參數(shù)設(shè)置，可以實(shí)現(xiàn)變頻器的一些基本操作，如正反轉(zhuǎn)、點(diǎn)動(dòng)等。2.1.2操作方法及步驟1、按要求接線給逆變器加AC220V電源，將逆變器的輸出U、V、W接到圓桌的U、V、W上。檢查電路無誤后，接通主電源。2.參數(shù)設(shè)置(1)設(shè)置P0003=3，P0004=0，然后設(shè)置P0725=0；選擇三菱PLC。(2)設(shè)置面板操作控制參數(shù)，見表2-1。參數(shù)號(hào)出廠默認(rèn)設(shè)置闡明P070021從鍵盤輸入設(shè)定值（選擇命令源）P100021從鍵盤輸入設(shè)定值（電動(dòng)電位器）表2-1面板基本操作控制參數(shù)3、變頻器運(yùn)行操作(1)變頻器啟動(dòng)：按變頻器前操作面板運(yùn)行鍵，變頻器啟動(dòng)(2)正反轉(zhuǎn)及加減速運(yùn)行：按前操作面板上的鍵/減鍵（▲/▼）可直接改變電機(jī)轉(zhuǎn)速?？梢灾苯痈淖兎较?。(3)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行：按下變頻器前操作面板的點(diǎn)動(dòng)按鈕，變頻器帶動(dòng)電機(jī)加速運(yùn)行。松開后，圓桌停止轉(zhuǎn)動(dòng)。(4)圓桌停止：按下變頻器前操作面板上的停止鍵，圓桌停止轉(zhuǎn)動(dòng)。2.2變頻器由PLC控制2.2.1任務(wù)要求使用開關(guān)SB0和SB1通過PLC控制MM440變頻器，帶有自鎖按鈕SB3，實(shí)現(xiàn)電機(jī)的正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和點(diǎn)動(dòng)控制。其中，DIN1口設(shè)置為正轉(zhuǎn)控制，DIN1口設(shè)置為反轉(zhuǎn)控制。2.2.2I/O地址分配表序列號(hào)姓名地址序列號(hào)姓名象征地址1前進(jìn)開始按鈕X04向前DIN1Y02反向啟動(dòng)按鈕X25撤銷DIN2是13點(diǎn)動(dòng)按鈕X36慢跑DIN3Y22.2.3操作方法及步驟1、按I/O接線圖接線I/O接線圖如圖2-1所示。圖2-1外部操作操作接線圖2.參數(shù)設(shè)置合上斷路器QS，上電完成參數(shù)設(shè)置。具體設(shè)置見表2-2。表2-2變頻器參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)出廠默認(rèn)設(shè)置闡明P070022命令源選擇“從端子排輸入”P070111ON開啟正轉(zhuǎn)，OFF停止P070212ON開啟反轉(zhuǎn)，OFF停止P0703910慢跑P100021從鍵盤輸入設(shè)定值（電動(dòng)電位器）3、變頻器運(yùn)行操作(1)正轉(zhuǎn)：按下SB0時(shí)，變頻器數(shù)字口DIN1為ON，電機(jī)正轉(zhuǎn)。(2)反轉(zhuǎn)運(yùn)行：按下SB1時(shí)，變頻器數(shù)字口DIN2為ON，電機(jī)反轉(zhuǎn)。(3)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行：按下帶鎖按鈕SB2時(shí)，變頻器數(shù)字口DIN3為ON，電機(jī)正轉(zhuǎn)。松開按鈕SB2，變頻器數(shù)字口“DIN3”為OFF，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。(4)電機(jī)的轉(zhuǎn)速（運(yùn)行頻率）可以通過按前操作面板上的鍵/減鍵（▲/▼）直接改變。2.2.4階梯程序2.3外接電位器控制圓桌速度2.3.1任務(wù)要求在變頻器外部運(yùn)行控制的基礎(chǔ)上，提高模擬量輸入端子控制的轉(zhuǎn)臺(tái)速度。2.3.2I/O地址分配表序列號(hào)姓名地址序列號(hào)姓名象征地址1前進(jìn)開始按鈕X04向前DIN1Y02反向啟動(dòng)按鈕X25撤銷DIN2是13點(diǎn)動(dòng)按鈕X36慢跑DIN3Y22.3.3操作方法及步驟1.根據(jù)I/O地址分配表接線MM440外接電位器控制圓桌速度的接線如圖2-2所示。檢查電路無誤后，打開主電源開關(guān)QS。圖2-2MM440外接電位器控制圓桌調(diào)速接線圖2.參數(shù)設(shè)置設(shè)置P1000=2，頻率設(shè)定值選擇為模擬輸入3、逆變器運(yùn)行結(jié)果(1)電機(jī)正轉(zhuǎn)調(diào)速按下電機(jī)正轉(zhuǎn)開關(guān)按鈕SB0，數(shù)字輸入口DINI為“ON”，電機(jī)正轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速由外接電位器RP1控制，模擬電壓信號(hào)在0~10V之間變化，頻率對(duì)應(yīng)于逆變器為0在~50Hz之間變化。(2)電機(jī)反轉(zhuǎn)調(diào)速按下電機(jī)反轉(zhuǎn)開關(guān)按鈕SB1，數(shù)字輸入口DIN2為“ON”，電機(jī)反轉(zhuǎn)，與電機(jī)正轉(zhuǎn)相同，反轉(zhuǎn)速度的大小仍由外接電位器調(diào)節(jié)。當(dāng)釋放開關(guān)按鈕SB1時(shí)，電機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)。(3)電機(jī)點(diǎn)動(dòng)按下鎖定按鈕SB2時(shí)，變頻器數(shù)字口DIN3為ON，電機(jī)正轉(zhuǎn)。松開按鈕SB2，變頻器數(shù)字口“DIN3”為OFF，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)。三?；A(chǔ)實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目二：模擬量采集與數(shù)據(jù)處理綜合應(yīng)用3.1-2AD模塊3.1.1任務(wù)要求使用-2AD和2DA的模擬輸入通道采集電位器電壓，進(jìn)行刻度轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的溫度值存入變量存儲(chǔ)器，在配置界面顯示具體溫度。3.1.2輸入輸出接線圖使用擴(kuò)展模塊中的電位器模擬測(cè)溫變送器。假設(shè)溫度為時(shí)0℃，對(duì)應(yīng)電位器輸出0V電壓，溫度為時(shí)100℃，對(duì)應(yīng)電位器輸出3.1.3配置界面設(shè)置新項(xiàng)目的名稱是AD。進(jìn)入工程后，新建一個(gè)I/O設(shè)備。在數(shù)據(jù)字典中新建兩個(gè)I/O整型變量，分別命名為溫度1和溫度2。連接新創(chuàng)建的I/O設(shè)備，寄存器類型為D100、D107，數(shù)據(jù)類型為short，只讀。新建一個(gè)畫面，放置兩個(gè)文本，模擬輸出分別連接變量D100和D107，整數(shù)位分別為4和3。切換到運(yùn)行時(shí)查看以進(jìn)行監(jiān)控。3.1.4階梯程序3.2-2DA模塊3.2.1任務(wù)要求用PLC模擬量輸出通道控制電動(dòng)執(zhí)行器，執(zhí)行器開度控制值由組態(tài)王軟件輸入，觀察模擬量輸出值，用萬用表測(cè)量輸出電壓值。3.3.2輸入輸出接線圖使用PLC模擬量輸出通道控制電動(dòng)執(zhí)行器。執(zhí)行器開度設(shè)置為0%時(shí)，輸出電壓為0V，執(zhí)行器開度為100%時(shí)，輸出電壓為10V。3.2.3配置界面設(shè)置創(chuàng)建一個(gè)名為DA的新項(xiàng)目，并創(chuàng)建一個(gè)新的I/O設(shè)備。在數(shù)據(jù)字典中創(chuàng)建兩個(gè)名為input和output的新I/O整數(shù)變量。連接新創(chuàng)建的I/O設(shè)備，寄存器類型為D105、D107，數(shù)據(jù)類型為short。創(chuàng)建一個(gè)新屏幕并放置兩個(gè)文本。D105讀寫輸入輸出連接變量，D107讀寫模擬輸出連接變量。整數(shù)位分別為4和3。切換到運(yùn)行時(shí)查看以進(jìn)行監(jiān)控。用電壓表測(cè)量電壓。3.2.4階梯程序3.3調(diào)試結(jié)果表3-1-2AD、-2AD模塊調(diào)試結(jié)果輸入-2AD輸出-2DA電壓CH2溫度值執(zhí)行器開度CH1電壓V0V 00000V4V11622940%16003.58V6V21165260%24005.38V8V30677680%32007.19V四。綜合自主培訓(xùn)項(xiàng)目：霓虹燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1工藝要求使用測(cè)試臺(tái)上的輸出接口單元模塊，設(shè)計(jì)了3種醒目有趣的霓虹燈顯示模式，各種顯示模式通過轉(zhuǎn)換開關(guān)進(jìn)行切換。切換顯示模式時(shí)，所有燈都熄滅。按啟動(dòng)鍵按設(shè)計(jì)啟動(dòng)顯示，按停止鍵關(guān)閉所有燈。方法一：24燈閃爍，間隔2秒熄滅；方法二：以2秒的間隔循環(huán)點(diǎn)亮2盞燈；方法三：依次開啟，2秒后依次關(guān)閉 。4.2總體設(shè)計(jì)方案將開關(guān)接到PLC輸入口，設(shè)置X0-X2模式切換，X3停止，X4啟動(dòng)，然后將PLC輸出口接24燈觀察顯示。如圖4-1所示。圖4-1總體設(shè)計(jì)方案4.3I/O地址分配表類別電氣元件PLC裝置功能輸入（一）SB0X0方式1開始按鈕SB1X1模式2開始按鈕SB2X2方式3開始按鈕SB3X3停止按鈕SB4X4啟動(dòng)按鈕輸出(O)LED1-LED24Y0-Y7Y10-Y17Y20-Y27燈1-燈244.4I/O接線圖圖4-2霓虹燈控制系統(tǒng)I/O接線圖4.5實(shí)施流程圖方式方式2開始按下SB4啟動(dòng)方式選擇方式1方式3SB3停止結(jié)束4.6配置界面設(shè)置這個(gè)新項(xiàng)目被稱為霓虹燈。進(jìn)入工程后，新建一個(gè)I/O設(shè)備。在數(shù)據(jù)字典中創(chuàng)建24個(gè)I/O離散變量，變量名分別為Y0-Y7、Y10-Y17、Y20、-Y27。.連接新創(chuàng)建的I/O設(shè)備，寄存器類型，數(shù)據(jù)類型為Y0-Y7，Y10-Y17，Y20，-Y27，只讀。創(chuàng)建一個(gè)新屏幕，放置24個(gè)燈，并將模擬輸出連接到變量。.切換到運(yùn)行時(shí)查看以進(jìn)行監(jiān)控。如圖4-3所示圖4-3霓虹燈控制系統(tǒng)配置監(jiān)控界面4.7運(yùn)行結(jié)果模式1：按I/O接線圖連接，按下啟動(dòng)按鈕SB4，按下SB0，如圖4-4所有燈亮，2秒后全部熄滅，模式1按鈕開關(guān)打開，如圖4-5所示。圖4-4所有燈都亮圖4-5燈全部熄滅方法二：按下SB1，此時(shí)燈全部熄滅，然后兩燈循環(huán)亮，間隔2秒。模式2按鈕開關(guān)亮起。如圖4-6和4-7所示。圖4-6：霓虹燈循環(huán)亮（此時(shí)Y12、Y13亮）圖4-7：霓虹燈循環(huán)亮（此時(shí)Y24、Y25亮）方法三：瞬間按下SB2，所有燈熄滅，然后依次亮起，間隔2秒。模式1按鈕開關(guān)亮起。如圖4-8所示。所有燈亮3秒后依次熄滅，間隔2秒。如圖4-9所示。.圖4-8：霓虹燈依次亮起圖4-9：霓虹燈依次熄滅按下停止按鈕后，所有燈熄滅。如圖4