基于PLC的彩灯控制系统毕业论文
目录
摘要……………………………………………………………………
第一章绪论
1．1 PLC的背景………………………………………………………
1．2 设计的主要容…………………………………………
第二章 PLC概述
2．1 PLC的主要功能和特点……………………………………………………
2．1．1 PLC的主要功能…………………………
2．1．2 PLC的特点………………………………
第三章 PLC的结构与工作原理
3．1 PLC的结构………………………
3．2 PLC的工作原理………………………
3．3 PLC的编程语言………………………
第四章基于PLC的彩灯控制系统的设计
4．1工作原理与要求………………………
4．2工艺过程………………………
4．3硬件设计………………………
4.3.1 S7-200系列PLC性能简介………………………
4.3.2 编程元件地址分配………………………
4．4 软件设计………………………
4.4.1设计思想………………………
4.4.2 梯形图设计………………………
4.4.3 STEP-7-Micro/Win编程软件………………………
4.4.4 程序的编写与下载………………………
4.4.5程序的验证………………………
致谢…………………………………………………………………
参考文献……………………………………………………………
第一章绪论
1.1 PLC的背景
随着科学技术的发展，电气控制技术在各领域中得到了越来越广泛的应用。可编程序控制器（PLC）的应用使电气控制技术发生了根本的变化。PLC是以微处理器为基础，综合了计算机技术，半导体技术，自动控制技术，数字技术和网络通信技术发展起来的一种通用工业自动控制装置。PLC以其可靠性高，灵活性强，使用方便的优越性，迅速占领了工业控制领域。从运动控制到过程控制，从单机自动化到生产线自动化乃至工厂自动化，从工业机器人，数控设备到柔性制造系统，从几中控制系统到大型集散控制系统，PLC均充当着重要角色，并展现出了强劲的态势。身为生产过程自动化专业的学生，PLC更是重中之重。
1.2 设计的主要容
本次设计是运用PLC来实现对彩灯系统的控制，设计的彩灯系统具有结构简单，变换形式多样，价格低等有点。西门子公司的PLC是现在市面上利用率较高的PLC。它指令丰富，功能强大，可靠性高，适应性好，便于扩展，性价比高，符合要求。因此，本设计中选用西门子公司的SIMATIC S7- 小型PLC来进行控制。在硬件设计中选择了CPU226，设计除了系统输入和输出的接线图。根据所要实现的功能，画出了系统功能的梯形图。S7- 的PLC本身自带STEP-7-Micro/WIN编程软件为编程及调试带来相当大的方便。
第二章 PLC概述
2.1 PLC的主要功能和特点
2.1.1 PLC的主要功能
1.开关量逻辑控制
可实现各种简单和复杂的逻辑控制，常用于取代畅通的继电器控制系统。
2.模拟量控制
PLC中配置了A/D和D/A转换模块，把现场输入模拟量经A/D转换后送CPU 处理。而CPU处理的数字量结果，经D/A转换后，转换成模拟量去控制被控设备，以完成对连续量的控制。
3.闭环过程控制
配置PID控制模块，对控制过程中某一变量进行PID控制。、
4. 定时控制
为用户提供了若干个定时器。可以由用户在编写用户程序时设定，也可以用键盘开关外部设定，实现定时或延时的控制。
5. 计数控制
为用户提供了若干个计数器。可以由用户在编写用户程序时设定，也可以用键盘开关外部设定，实现计数控制。
6. 顺序（步进）控制
在工业控制中，选用PLC实现顺序（步进）控制，可以采用IEC规定的用于顺序控制的标准化语言-顺序功能图进行设计。可以用移位寄存器和顺控指令编写程序。
7. 数据处理
不仅能进行数字运算和数据传送，而且还能进行数据比较，数据转换，数据显示，打印以及数据通信等。
8. 通信和联网
可以对远程I/O进行控制，又能实现PLC与PLC,PLC与计算机之间的通信，从而构成“集中管理，分散控制”的分布式控制系统，实现工厂自动化。PLC还可与其他只能控制设备实现通信。PLC与变频器组成联合控制系统，可提高控制交流电动机的自动化水平。
2.1.2 PLC的特点
1.高可靠性
（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC部电路之间电气上隔离。
（2）各输入端均采用R-C滤波器其滤波时间常数一般为10~20ms
（3）各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。
（4）采用性能优良的开关电源。
（5）对采用的器件进行严格的筛选。
（6）良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大。
（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成余系统或由CPU构成表决系统，使可靠性更进一步提高。
2.丰富的I/O接口模块
PLC针对不同的工业现场鑫昊如交流或直流，开关量或模拟量，电压或电流，脉冲或点位，强电或弱点等由相应的I/O模块与工业现场的器件或设备如按钮、行程开关、接近开关、传感器及变送器、电磁线圈，控制阀，直接连接。另外为了提高操作性能它还有多种人-机对话的接口模块。为了组成工业局部网络它还有多种通讯联网的接口模块等等。
3. 采用模块化结构
为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC以外，绝大多数PLC均采用模块化结构，PLC的各个部件包括CPU电源I/O等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
4. 编程简单易学
PLC的编程大多采用类似于继电器控制显露的梯形图形式，对使用者来说不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
5。安装简单维修方便
PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行，使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接即可投入运行，各种模块上均有运行和故障提示装置，便于用户了解运行情况和查找故障。忧郁采用模块化结构，因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。
第三章 PLC的结构与工作原理
3.1PLC的结构
PLC实质上是一种工业控制计算机，比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的结构，以及更直接的适应于控制要求的编程语言。从硬件结构看，它也有中央处理器(CPU)模块，输入/输出(I/O)模块，电源等组成，可编程序控制器的基本组成如下图3.1所示：