前言根据在常熟理工这半年对于自动化专业的学习，尤其是电工学、自动控制原理以及电力电子技术等专业课程的学习，让我对于PLC课程设计打下了基础。

对于我们自动化专业来讲，这个专业对于现实生活是非常有用的。

而我们在这半年进行的大都是理论知识，虽有实验课程，但那也是基于对于理论知识的进一步分析，故而我们也非常需要一种把我们理论应用到实际的实习锻炼。

我们的老师，根据我们自动化专业的特点，以及学生日常学习的反应给与了我们四个课题去进行实习：进行PLC编程的语言设计。

PLC可以说是我们来到常熟理工学院时学习最苛刻也是以后工作时实用的一门课程。

和学别的科学一样，在学完PLC理论课程后我们做了课程设计，此次设计一分组的方式进行，老师进行抽挑课题，可以说每人的程序都不一样。

我抽到的就是霓虹灯灯控制系统的设计。

虽然说平时理论的学习成绩还可以，但是真要自己去设计这个程序，还真是束手无策。

还好有我小组的其他成员，他们帮组我解决了不少难题，合作是成功的基础。

通过这次的课程设计，我学会了PLC的基本编程方法，以及对PLC的工作原理和操作步骤有了深刻的理解。

在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做课程设计以前，我对其的掌握都停留在思想上，许多次出现了问题总是卡在那里，却很难知道问题出在哪里，实践检验成果，理论只是基础。

本设计中详细讲解了霓虹灯等控制系统中三个不同的表现方式，如依次点亮，全亮全灭等等，我组的其他成员还有更多显示方式，在此不一一介绍。

本设计程序得到了常熟理工学院老师的大力辅导，在此深表谢意。

由于编者水平有限，错误与不妥之处，敬请原谅目录目录 (2)一．课程设计任务书 (3)1.1课程设计任务.....................................................................................错误！未定义书签。

1.2课程设计目的.....................................................................................错误！未定义书签。

1.3课程设计要求.....................................................................................错误！未定义书签。

1.4课程设计内容.....................................................................................错误！未定义书签。

二．PLC的简介.. (5)2.1PLC基本概念 (5)2.2PLC的基本结构 (5)2.3PLC的工作原理 (6)三.组态王简介 (7)3.1组态王基本特性 (7)3.2组态王与西门子S7-200的几种通信方式 (8)四．总体设计方案 (10)4.1控制要求 (10)4.2设计思路 (10)4.3PLC外部接线图 (11)4.4I/O分配表 (11)4.5PLC梯形图 (13)4.6组态王监控画面显示 (16)五．个人小结 (17)参考文献 (18)《电气与PLC控制技术课程设计》任务书（三）题目：霓虹灯灯控制系统的设计一、课程设计任务本课题要求设计一个霓虹灯控制系统，具体指标是：使用实验台上的输出接口单元模块（如下图1所示），自行设计3种醒目有趣的霓虹灯显示方式，各种显示方式由转换开关进行切换。

显示方式切换时，所有灯全部熄灭，按动启动按钮，就开始按照设计的方式显示，按动停止按钮则全部熄灭。

二、课程设计目的通过本次课程设计使学生掌握：1）GX Developer编程软件的使用方法和梯形图、SFC 图编程语言的运用；2）实际程序的设计及实现方法；3）程序的调试和运行操作技术。

从而提高学生对PLC控制系统的设计和调试能力。

三、课程设计要求1、采用状态转移图SFC图或经验设计法设计PLC控制程序。

2、设计的三种显示方式为：方式一：方式二：方式三：图1输出接口单元模块四、课程设计内容1、通过基本简单实验熟悉与本设计相关的实验台模块；2、霓虹灯控制系统设计；3、硬件接线图、程序清单。

五、课程设计报告要求报告应采用统一的报告纸书写，应包括评分表、封面、目录、正文、收获、参考文献。

报告中提供如下内容：1、目录2、正文（1）课程设计任务书；（2）总体设计方案（3）I/O分配表，PLC外部接线图，程序中使用的元件及功能表；（4）程序控制的SFC图、梯形图或指令表清单，注释说明；（5）组态王监控画面及其设置；（6）调试、运行及其结果。

3、收获、体会4、参考文献六、课程设计进度安排周次工作日工作内容第一周1布置课程设计任务，查找相关资料2熟悉实验台，完成一些相关基本实验3根据设计任务，完成总体设计方案（硬件选型、分配IO点等）4完成硬件接线，编写程序并调试5编写程序并调试第二周1编写程序并调试2编写程序并调试3编写程序并调试及准备课程设计报告4答辩5完成课程设计报告本课题共需两周时间七、课程设计考核办法本课程设计满分为100分，从课程设计平时表现、课程设计报告及课程设计答辩三个方面进行评分，其所占比例分别为20%、20%、60%二．PLC的简介2.1PLC基本概念早期的可编程控制器乘坐可编程逻辑控制器（programmable Logic controller PLC）,主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种采用微型计算机技术的工业控制装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PLC。

但是为了避免与个人计算机（personal computer）的简称混淆，所以讲可编程控制器简称PLC，PLC自1969年美国数据设备公司(DEC)研制出现，现行美国，日本，德国的可编程程序控制器质量优良，功能强大。

2.2PLC的基本结构PLC的实质是一种专用于工业控制的计算机，硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成位：a.电源PLC的电源在整个系统中起十分重要的作用，如果没有一个良好的，可靠地电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造十分重视，一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

b.中央处理器（CPU）中央处理器（CPU）是控制中枢，它按照PLC系统程序的功能接收并储存从编程器键入的用户程序和数据，检查电源，存储器，I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断该用户程序中的语法错误。

当PLC投入运行时，首先它们以扫描的方式接收现场各输入装置的数据和状态，并分别存入I/O映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后，最后将I/O映像区或数据寄存器内，等所有执行完毕后，最后将I/O映像区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型的PLC还采用双CPU构成冗余系统或采用三CPU的表决式系统，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能运行。

c.存储器存放系统软件的存储器称为程序存储器。

存放应用软件的存储器称为用户存储器。

d.输入输出接口电路1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口的电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。

2.现场输出接口电路由输出数据寄存器，选通电路电路和中断请求电路集成作用，PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的e.功能模块如计数定位等功能模块。

f.通讯模块如以太网，ps485,ph:bus-DP通讯模块等。

2.3PLC的工作原理a.扫描技术当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样，用户程序执行和输出刷新三个阶段乘坐一个扫描周期，在整个运行期间，PLC的CPU按一定扫描速度重复上述三个阶段。

(一)输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中的相应单元内，输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。

在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映像区相应单元的状态和数据，也不会发生改变，因此，如果是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

(二)用户程序执行阶段在用户程序执行阶段中，PLC总是由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。

在扫描一条梯形图是，又总是先扫描梯形图左边的由各出点构成控制线路，并接先左后右先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算结果刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中相应的状态，或者刷新该输出线圈的I/O映像区中对应位的状态，或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令，即在用户程序执行中，只有输入点在I/O映像区内的状态和数据不会发生变化，而且其它输出点和软设备在I/O映像区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上的梯形图，其程序执行结果会对排在下的凡是用到这些线圈或数据梯形图起作用，相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

(三)输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段，在这期间，CPU按照I/O 映像区内应的装他和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设，这时，才是PLC的真正输出。

三.组态王简介3.1组态王基本特性1.定义组态王开发监控系统软件，是新型的工业自动控制系统，它以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统。

2.特点它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。

其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。

尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。

通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。

组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。

而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。

它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

3.实践1.使用组态王实现控制系统实验仿真的基本方法：(1)图形界面的设计(2)构造数据库(3)建立动画连接(4)运行和调试2.使用组态王软件开发具有以下几个特点:(1)实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实验,从而大大减少购置仪器的经费。