plc彩灯毕业设计总结

篇一：PLC 彩灯控制系统设计开题报告

本科毕业论文（设计）

开题报告书

题 目： 基于PLC的彩灯“追灯”控制系统设计

学 院： 机械工程学院

专业年级： 机械设计制造及其自动化10级

姓 名： 简瑞 学 号：103004010302

指导老师： 张荣 职 称：讲师

二○一四 年 三 月 四 日

武昌工学院本科毕业论文（设计）开题报告书

篇二：基于PLC舞台彩灯控制设计毕业论文12.25

XINYU UNIVERSITY

毕业设计（论文）

（2013届）

题 目基于PLC的舞台艺术彩灯控制 二级学院机械工程学院 专 业 机电一体化技术 班 级机电（1）班

学 号 1001040113

学生姓名徐 琪

指导教师谢富珍

新余学院教务处制

目录

摘要..............................................................................................1

ABSTRACT ................................................................................2

第一章 绪 论............................................................................................ 3

1.1选题的意义..............................................................................................................4

1.2舞台彩灯研究内容..................................................................................................5

1.3论文拟解决的问题及难点......................................................................................6

1.4舞台彩灯研究的方法..............................................................................................7

第二章 可编程控制器的概论 ．．．......................................8

2.1 PLC 的定义.......................................................................................................9

2.2 PLC的构成 .....................................................................10

2.3 PLC的特点 ........................................................................ 11

2.4 PLC 的输入与输出 ............................................................. 12

2.5 PLC的发展趋势 .................................................................13

2.6 PLC 控制与继电器控制两者区别及优势 ..................................... 14

2.7 PLC PLC和单片机两者的区别及优势 ..........................................16

第三章 舞台灯光的PLC 设计 ............................... 17

3.1 舞台灯光的设计原则 ...........................................................18

3.2 舞台灯光系统的工艺要求 ...................................................19

3.3 舞台灯光工艺流程图 .......................................................... 20

3.4 舞台灯光控制要求 ...............................................................21

3.5 舞台灯光的PLC设计…….....................................................22

3.6舞台灯光的梯形图……............................................................23

第四章 总结 ……........................................................24

致谢................................................................................................25

参考文献.......................................................................................... 26

摘 要

可编程控制器(Programmable Logical Controller)简称为PC 或PLC 是60 年

代末发明的工业控制器件。日本电气控制学会曾对可编程控制器作了一个定义

可编程控制器是将逻辑运算，顺序控制，时序和计数以及算术运算等控制程序 用

一串指令的形式存放到存储器中，然后根据存储的控制内容，经过模拟，数字等

输入输出部件，对生产设备和生产过程进行控制的装置。

PLC 是基于计算机技术和自动控制理论发展而来的.它既不同于普通的计算

机，又不同于一般的计算机控制系统，作为一种特殊形式的计算机控制装置，它

在系统结构，硬件组成软件结构以及I/O 通道，用户界面诸多方面都有其特殊性。

舞台灯光在现代舞台演出中的作用：①照明演出，使观众看清演员表演和景

物形象;②导引观众视线;③塑造人物形象，烘托情感和展现舞台幻觉;④创造剧中

需要的空间环境;⑤渲染剧中气氛;⑥显示时、空转换，突出戏剧矛盾冲突和加强

舞台节奏，丰富艺术感染力。有时也配合舞台特技。

在现代演出中，灯光的强度、色彩、照明区的分布，灯光的运动等都具有较

大的可塑性与可控性。舞台灯光的艺术效果是随着演出的进展、舞台气氛的不断

变换而展现的。舞台灯光是空间艺术与时间艺术的结合体，舞台灯光的历史发展

是同戏剧的演变以及科学技术的进步密切相联的。

根据舞台灯光控制系统的具体要求，对控制系统进行设计。首先进行了硬件

系统的设计，选用的是S7-200的CPU226，它的24点输入/16点输出可以满足

本次设计的需求，彩灯选择好24只流水灯。在软件方面，根据设计思想进行了

实现系统功能的梯形图设计，指令采用的是移位位移寄存器指令，并利用S7-200

的STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。按照变化的要求进行硬件系统设计

和软件程序的设计。由于本次毕业时间仓促，后续还可以开展舞台灯控制系统监

控系统的设计，可以在电脑上对系统进行控制。

关键词: 可编程控制器；自动控制；舞台灯光

Abstract

Programmable controller (Programmable Logical Controller) is referred to as a PC or PLC industrial control devices invented in the late 1960s. Nippon Electric Control Society had made a programmable controller define theprogrammable controller is the logical， sequential control， timing and counting， and arithmetic control proceduresthe form of a string of commands stored to memory， and then according the stored contents of control， through the analog， digital， and other input and output member， and means for controlling the production equipment and production processes.

PLC is based on the development of computer technology and automatic control theory from both different from the ordinary computer is different from the general computer control system， as a special form of computer-controlled device， software architecture of the system architecture， hardware as well as I / O channels， and many other aspects of the user interface has its own peculiarities.

On MCGS (Monitor and Control Generated Systemuniversal monitoring system) is a set of configuration software used to quickly construct and generate computer monitoring system， able to run on the Windows platform. Through on-site data collection and processing. An animated display， alarm handling， process control， real-time curve， historical curve and report output in a variety of ways. To provide users with a solution to solve practical engineering problems. Fully complete windows graphics capabilities， interface consistency， easy to learn and use. Industrial control systems more versatile than ever to use a dedicated machine development， has a wider range of applications in the field of automation. In this paper， MCGS configuration software testing stage lighting control system operation.

Stage lighting in modern theatrical role: ① lighting performance， the audience to see the performers and the scene image; ② guiding vision of the audience; ③ portrayed heighten emotions and show stage illusion; ④ create a play space environment ; ⑤ rendering of the play atmosphere; ⑥ display space conversion， highlighting the dramatic conflicts and the strengthening of the stage rhythm and rich artistic appeal. Sometimes with the stage stunt.

The distribution of the intensity of the light， colors， lighting， area lighting movement in modern performances， and so has a greater plasticity and controllability. The art of stage lighting effects show progress， constantly changing the atmosphere of the stage show

. The stage lighting is a combination of the space of art and the art of time， the historical development of stage lighting is closely linked to the evolution of the same drama as well as scientific and technological progress.

Keywords: PLC automatic control stage lighting

第一章 绪 论

随着科技日新月异的发展，在现代生活中，彩灯作为一种景观，安装在建筑物的适当地方，一是作为装饰增添节日气氛，二是有一种广告宣传的作用；用在舞台上增强晚会灯光效果。对动态灯光实时控制的装置很多。这些控制装置均运用计算机技术、电子技术和声光技术，对被控灯光系统按设定的变化方案进行亮、灭灯控制，形成各种灯光图案，有时还配以和谐的音乐，使光、声、色的综合艺术效果。目前市场上各式样的LED彩灯控制器大多数用全硬件电路实现，电路结构复杂、功能单一，这样一旦制作成品只能按照固定的模式闪亮，不能根据不同场合、不同时间段的需要来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。这种彩灯控制器结构往往有芯片过多、电路复杂、功率损耗大等缺点。此外，功能效果上看，亮灯模式少而且样式单调，缺乏用户可操作性，影响亮灯效果。因此有必要对现有的彩灯控制器进行改进。 本文提出了一种基于PLC的彩灯控制方案，实现对LED彩灯的控制。本方案以西门子PLC作为主控核心，与起停、复位和限流等模块组成核心主控制模块。在主控模块上设有3个按键和多种不同颜色的LED彩灯，根据用户需要可以编写若干种亮灯模式，利用其内部定时器、计数器，根据各种亮灯时间的不同需要，在不同时刻输出灯亮或灯灭的控制信号，然后驱动各种颜色的灯亮或灭。

1.1选题的意义

随着科技的飞速发展，无论在日常生活中，还是在工农业发展中，PLC具有广泛的应用。PLC的一般特点：抗干扰能力强、可靠性极高、编程简单方便、使用方便、维护方便、（设计、施工、调试）周期短、易于实现机电一体化。PLC总的发展趋势是：高功能、高速度、高集成度、大容量、小体积、低成本、通信组网能力强。S7-200系列PLC拥有无以匹及的速度，高级的功能逻辑选件以及定位控制等特点；S7-200系列是小型化，高速度，高性能和所有方便都是相当于S7-200系列中最高档次的超小形程序装置。除输入出16-25点的独立用途外，还可以适用于在多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的PLC。在现代生活中，用PLC控制的霓虹广告灯及

篇三：艺术彩灯造型设计的PLC课程设计报告

PLC原理及应用 课程设计报告书

题目： 艺术彩灯造型的PLC控制

姓名：裴进 邹胜超刘露露

学号：113521032 113521035 113521042

专业：电气工程及其自动化

指导老师:刘芳梅

设计时间：2013年 12月

目录

1. 引 言 ..................................................

1.1. 课程任务的提出 ...................................

1.2. PLC的系统结构 ....................................

2. 彩灯造型设计方案 ....................................... 2.1. 控制要求.........................................

2.2 . PLC的选择.......................................

3. 艺术彩灯造型的PLC设计 .................................

3.1. 确定PLC的输入输出设置............................

3.2. 程序设计..........................................

4. PLC的现场维护 .........................................

4.1. PLC的可靠性设计...................................

4.2. 故障检测与分析 ...................................

5. 系统调试 ...............................................

5.1. 硬件调试 .........................................

5.2. 软件调试..........................................

6. 设计总结 ...............................................

7. 附 录B；作品实物图片 ...................................

8. 参考文献 ...............................................

艺术彩灯造型的PLC控制

1.引言

1.1课程任务的提出

彩灯是一种比较常见的设备，它通过不同颜色彩灯有规律的变化，形成特定的艺术效果。彩灯控制系统有继电器控制，单片机控制及逻辑电路控制。继电器控制系统故障率高，不以维修。另外，继电器元件设备寿命短，更换元件不方便。单片机和逻辑电路控制系统需要附加配套的集成电路I/0接口，又必须完成大量的硬件设计和制作工作，而且对维修人员技术水平要求太高。鉴于以上原因我们选择PLC来控制彩灯。PLC控制系统有上述系统不具有的优点：

1. 抗干扰能力强，可靠性好

2. 控制系统结构简单，通用性强

3. 编程方便，易于使用

4. 功能完善

5. 设计，施工，调试的周期短

6. 体积小，维护操作方便

7. 易于实现网络化

8. 可实现三电一体化

1.2 PLC的系统结构

目前PLC种类繁多，功能和指令系统也都各不相同，但都是以微处理器为核心用做工业控制的专用计算机，所以其结构和工作原理都大致相同，硬件结构与微机相似。主要包括中央处理单元CPU，存储器RAM和ROM,输入输出接口电路，电源，I/O扩展接口，外部设备接口等。其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输。

PLC各部分的作用

1.2.1中央处理器

CPU是由控制器和运算器组成的。运算器也称为算术逻辑单元，它的功能就是进行算术运算和逻辑运算。控制器的作用是控制整个计算机的各个部件有条不紊的工作，它的基本功能是从内存中取出指令和执行指令。他的重要功能如下：

（1） 诊断PLC电源，内部电路的工作状态及编制程序中的语法错误。

（2） 采集由现场输入装置送来的状态和数据，并送入PLC的寄存器中。

（3） 按用户程序存储器中存放的先后顺序逐条读取指令，进行编译解释按 规定的任务完成各种运算和操作。

（4） 将存于寄存器中的处理结果送至输出端。

（5） 响应各种外部设备的工作请求。

1.2.2存储器

PLC的存储器分为两大部分：

一大部分是系统存储器，用来存放系统管理程序，监控程序及其系统内部数 据。二大部分是用户存储器，包括用户程序存储区及工作数据存储区。

1.2.3输入输出接口电路

PLC通过输入输出（I/O）接口电路实现与外围设备的连接。输入接口通过PLC的输入端子接受现场输入设备的控制信号，并将这些信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

1.2.4电源

PLC的电源是指将外部输入的交流经过整流，滤波，稳压等处理后转换成 满足PLC的CPU，存储器，输入输出接口等内部电路工作所需要的直流电源电路或电源模块。

1.2.5输入输出I/O扩展接口

若主机单元的I/O点数不能满足输入输出点数需要时，可通过此接口用扁 平电缆线将I/O扩展单元与主机单元连接。

2.彩灯造型设计方案

2.1控制要求

A B C D E F为六只彩灯，控制要求如下：

将启动开关S1合上，六只灯泡按照ABCDEF的顺序依次亮一秒，接着ABCDEF同时亮一秒，然后ACE亮一秒，接着BDF亮一秒，接着ABC亮一秒，接着DEF亮一秒。如此循环。

系统工作流程图如图2-1所示：

图2-1 程序流程图

2.2 PLC的选择：

2.2.1系统对PLC的要求

1. 确定系统所需输入输出点数

通过对控制系统要求分析，系统输入设备只有两个按钮开关，PLC至少要有两个输入点，彩灯造型六盏灯，PLC要用六个输出点来驱动它们。为了指令后期调整和扩充，需要再加15%-20%的裕量，因此可编程控制器的输入输出总点数至少要有12个。

2. 系统对PLC响应时间的要求

系统输入输出量都是开关量，系统开启后连续工作，PLC的响应时间一般为10ms，因此对于本次设计，任何类型的PLC都能满足要求。

3. 内存的估计

用户程序所需内存量受到内存利用率，开关输入输出点数，模拟量输入输出点数及用户编程水平的影响。对于本次设计，估算内存量只考虑开关量输入输出点数，用户编程水平。

（1） 一般设计中，根据开关量输入输出点数和的经验公式来估计所需内存字

数。

所需内存字数=开关量总数*10(2-1)

(2) 程序编程质量

根据经验公式可确定存储器字数

总存储字数=开关量总数*10+模拟量*150（2-2） 考虑到用户编程水平及后期调整，在计算的存储总字数上再加上25%的裕量，所需总字节数为150字节。

4. 输入输出模块选择

可编程控制器的输入输出模块有直流5,12,24,48,60V交流115V和220V等，考虑到驱动负载的额定电压为交流220V，因此输入模块选用交流220V。PLC输出模块同时接通点数的电流累计值必须小于公共端所允许通过的最大值，输出模块的电流值必须大于所有负载的额定电流值。本设计中负载为六只彩灯，额定功率为10W，额定电压为220V，因此PLC输出驱动为交流220V.

2.2.2确定PLC的类型

根据以上计算考虑具体情况，本设计选用三菱FX2N-16MR可编程控制器。FX2N-16MR主要参数如下：