课程设计任务书
一、设计课题
广告招牌灯自动闪烁控制系统设计
二、设计目的
1．进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。 2．掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。
3．掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。 4．培养查阅图书资料、工具书的能力。 5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
三、控制要求
设计一个自动闪烁广告牌，其内容为“河北建筑大学欢迎您！”，这十个字用十个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先是“河”亮1s ，接着是“北”字亮1s ，再接着是“建”字亮1s ，如此至“！”后，“河北建筑大学欢迎您！”这十个字以0.6s 的周期闪烁3次，然后重新开始，如此循环进行。
四、设计任务
1．简述本设计的意义。根据控制要求，制定合理的设计方案。 2．硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计。 3．控制程序的设计（并加以注释）。 4．监控系统设计。
选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PLC 进行通信等步骤完成监控系统的设计（必须要有设计过程）。 5．模拟调试
6．编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。
五、设计时间安排（共1周）
六、输入输出信号
课程设计报告
第一章 PLC 概述
随着科技的发展，PLC 的应用已经越来越广泛，尤其实在霓虹灯、广告牌中的应用更是在我们的现实生活中随处可见。所以，学会应用PLC 编写最简单的程序来控制广告牌的显示，是我们将所学的PLC 知识应用与实践中的第一步。
广告牌是近年来出现的一种商业广告与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对广告牌的控制花样也越来越多，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。
本文结合任务设计书的要求，以广告牌为研究对象，采用了S7-200系列PLC 作为广告牌的控制器。对广告牌闪烁的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了广告牌硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了广告牌系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求，对此也可以用组态王进行模拟操作。
第二章 广告牌设计方案
2.1设计目的
1．进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。 2．掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。
3．掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。 4．培养查阅图书资料、工具书的能力。 5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
2.2设计要求
设计一个自动闪烁广告牌，其内容为“河北建筑大学欢迎您！”，这十个字用十个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先是“河”亮1s ，接着是“北”字亮1s ，再接着是“建”字亮1s ，如此至“！”后，“河北建筑大学欢迎您！”这十个字以0.6s 的周期闪烁3次，然后重新开始，如此循环进行。
选用的设计方案：顺序控制基本指令对系统进行控制。
第三章 系统硬件设计
3.1主要选择的设备
本次实验，我们选择的是西门子公司生产的S7-200。之所以选择此型号的PLC ，是因为本次实验所设计的课题是对一个简单的控制广告牌显示方式进行编程与调试。并不需要大型的PLC 设备，对I/O的数量需求也不是很大。而S7-200的优点就在于运行稳定，使用简单方便，价格便宜，很适用于小型控制系统。所以，本次实验选择了S7-200PLC 。
3.2 S7-200PLC简介
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
S7-200的CPU 集成了集成的24V 负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA 输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA 。可用作负载电源。
不同的设备类型。CPU 221-226各有2种类型CPU ，具有不同的电源电压和控制电压。本机数字量输入/输出点。CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP 具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。本机模拟量输入/输出点。CPU 224XP 具有2个输入点，1个输出点。中断输入。允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。高速计数器。CPU 221/222 有4个高速计数器（30KHz ），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器。有CPU224/224XP/226有6个高速计数器（30KHz ），具有CPU221/222相同的功能。CPU 222/224/224XP/226可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。
为了节约成本，合理利用手中资源，在CPU 型号上我们选择了CPU 224。 CPU 224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K 字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。I/O
端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
图3-1 S7-200结构图
S7-200 CPU模块包括一个中央处理器单元（CPU ）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。
3.3 PLC选型
广告牌控制系统有2个输入信号，8个输出信号，本着够用又不浪费，投资尽量少的原则，采用型号CPU224(14入10出) 的小型PLC 。该型号具有14输入/10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展到168点数字量I/O或35路模拟量I/O，6个独立的30kHz 高数计数器，2路独立的20kHz 高数脉冲输出，PID 控制器，1个RS-485通讯/编程口，集成了点对点接口PPI 通讯协议、多点接口MPI 通讯协议和自由口通讯协议。
3.4 PLC外围接线图
图 3.2 外围接线图
第四章 系统软件设计
在软件选择上我们选择了STEP7-MICRO/WIN作为PLC 程序的编写程序。STEP7-Micro/WIN32是西门子公司专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于Windows 的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。下面将介绍该软件的安装、基本功能以及如何应用编程软件进行编程、调试和运行监控等内容。 其基本功能如下：
1、在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时，计算机与PLC 断开连接，此时能完成大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。
2、在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC 直接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。
3、在编辑程序的过程中进行语法检查，可以避免一些语法错误和数据类型方面的错误。经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。
4、对用户程序进行文档管理，加密处理等。 5、设置PLC 的工作方式、参数和运行监控等。
用HL1～HL10十个字，分别做成“河北建筑大学欢迎您！”10个字。闪烁要求见下表，时间间隔为1s ，反复循环进行。
4.1 程序流程图
图
第五章 系统调试
5.1组态的功能及特点
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，是在自动化控制系监控层一级的软件平台和开发环境，以灵活多样的组态方式(而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简洁的使用方法，其预设值的各种软件模块可以非常容易的实现和完成监控各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机I/O设备。与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软件、硬件的全部接口，进行系统集成。
组态软件的目的是让用户迅速开发出适合自己需要的可靠的应用系统，具备：使用简单，用户只需编写少量自己所需要的控制算法代码甚至可以不写代码；运行可靠，用户在组态软件平台上开发的应用系统可长时间的连续运行，在运行期间实现免维护；提供数据采用设备的驱动程序，以把控制现场的数据采集到计算机中，并把运算的控制结果送回到控制现场；提供自动化应用系统所需的通用监控软件的组件等特点。
利用组态软件仿真PLC 被控对象，不仅可以接收多种由PLC 发出的控制信号，也可以相PLC 发出各种命令信号，还可以与PLC 之间进行各种状态数据的传输，从而反映出PLC 与被控对象及控制结果之间的联系。
5.2广告灯仿真系统设计
仿真系统主要由两部分组成：上位机PC 下位机PLC ，它们通过串口进行通讯。在上位机中利用组态软件与组态环境，完成仿真画面的制作、编写必要的仿真程序并与下位机进行通讯设置。另外利用西门子STEP7-MICRO/WIN V4.0实现PLC 程序输入、注释、修改编译等。下面介绍广告灯组态仿真具体实现过程。
工程建立：进入组态环境在工程浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现“新建工程”对话框。在对话框中输入工程名称：“十个广告牌显示”在工程描述中输入：工程路径自动指定为当前目录下以工程名称命名的子目录。如果你需要更改工程路径，请单击“浏览”按钮。 单击“确定”。组态王将在工程路径下生成初始数据文件。至此，新项目已经可以开始建立了。建立画面如图5.2.1
图5.2.1组态新建工程示意图
构造实时数据库：
打开建立新的工程，点击设备目录下的COM1在COM1下打开“新建”，在设备配置向导内选择PLC 中西门子下S7—200系列中的PPI ，点击下一步，最终显示的PLC 设备驱动。的PLC 设备驱动如图5.2.2
图5.2.2 新建设备驱动
点击数字词典，打开新建建立如下变量：启动按钮、停止按钮、河、北、建、筑、大、学、欢、迎、您、！其对应寄存器分别为：M1.0、M1.1、Q0.7、 Q1.0、Q1.1、Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6。
图5.2.3 数据词典
点击画面，打开新建，写入画面名称，确定进入编辑画面，编辑图如下画面：
图5.2.4动画连接示意图
依次设置动画连接，将启动按钮、停止按钮河、北、建、筑、大、学、欢、迎、您、！与上述变量依次对应。
例如启动按钮设置和设置文本色如下所示
图5.2.5动画连接示意图
图5.2.6动画连接示意图
图5.2.7动画连接示意图
图5.2.8动画连接示意图
设置完成后，点击文件下“全部存”，然后切换到VIEW 状态，点击画面，选择打开并选中相应的画面名称，进入组态监控状态。
图5.2.10组态效果图
第六章 PLC 梯形图
广告牌“河北建筑大学欢迎您！”闪烁的控制梯形图
本设计采用顺序控制基本指令。其梯形图如下所示
指令语句如下所示
NETWORK 1 LD SM0.1 R M2.0, 20
NETWORK 2 LD M1.7 A T51 O M0.0 O SM0.1 AN M0.1 = M0.0 //循环启动电路 NETWORK 3 LD I1.0 O M2.0 O M2.2 = M2.2 //启动自保 NETWORK 4 LD M0.0 A M2.2 O M0.1 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.2 = M0.1 TON T37, +10 //第一个灯亮，开始计时 NETWORK 5 LD M0.1 A T37 O M0.2
AN M2.1 AN I1.1 AN M0.3 = M0.2 TON T38, +10 //第二个灯亮，切断上一个灯，开始下一次计
时
NETWORK 6 LD M0.2 A T38 O M0.3 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.4 = M0.3 TON T39, +10 //第三个灯亮，切断上一个灯，开始下一次计
时 NETWORK 7 LD M0.3 A T39 O M0.4 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.5 = M0.4 TON T40, +10 //第四个灯亮，切断
上一个灯，开始下一次计时
NETWORK 8 LD M0.4
A T40 O M0.5 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.6 = M0.5 TON T41, +10 //第五个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时 NETWORK 9 LD M0.5 A T41 O M0.6 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.7 = M0.6 TON T42, +10 //第六个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时 NETWORK 10 LD M0.6 A T42 O M0.7 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.0 = M0.7 TON T43, +10 //第七个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时
NETWORK 11 LD M0.7 A T43 O M1.0 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.1 = M1.0 TON T44, +10 //第八个灯亮，切 断上一个灯， 开始下一次计时 NETWORK 12 LD M1.0 A T44 O M1.1 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.2 = M1.1 TON T45, +10 //第九个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时 NETWORK 13 LD M1.1 A T45 O M1.2 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.3 = M1.2 TON T46, +10 //第十个灯亮，切
断上一个灯， 开始下一次计时 NETWORK 14 LD M1.2 A T46 O M1.3 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.4 = M1.3 TON T47, +6 //所有灯第一次 一起亮0.6秒 NETWORK 15 LD M1.3 A T47 O M1.4 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.5 = M1.4 TON T48, +6 //所有灯灭0.6秒NETWORK 16 LD M1.4 A T48 O M1.5 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.6 = M1.5 TON T49, +6 //所有灯第二次 一起亮0.6秒
NETWORK 17 LD M1.5 A T49 O M1.6 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.7 = M1.6 TON T50, +6 //所有灯灭0.6秒 NETWORK 18 LD M1.6 A T50 O M1.7 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.0 = M1.7 TON T51, +6 //所有灯第三次一起亮0.6秒
NETWORK 19 LD M0.1 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.0 O M3.0 AN M2.1 AN I1.1 = Q0.7
NETWORK 20 LD M0.2
O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.0 O M3.0 AN M2.1 AN I1.1 = Q1.0
NETWORK 21 LD M0.3 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.1 O M3.1 AN M2.1 AN I1.1 = Q1.1
NETWORK 22 LD M0.4 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.1 O M3.1 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.0
NETWORK 23 LD M0.5 O M1.3
O M1.5 O M1.7 O I0.2 O M3.2 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.1
NETWORK 24 LD M0.6 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.2 O M3.2 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.2
NETWORK 25 LD M0.7 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.3 O M3.3 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.3
NETWORK 26 LD M1.0 O M1.3 O M1.5
O M1.7 O I0.3 O M3.3 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.4
NETWORK 27 LD M1.1 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.4 O M3.4 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.5
NETWORK 28 LD M1.2 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.4 O M3.4 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.6
第七章 调试心得
经过一周的时间，我们进行了自主的课程设计，虽然课题很简单，但是因为我们是第一次进行课程设计，所以最开始的时候没有头绪，尤其是对组态的使用很不熟悉，可以说根本不知道怎么使用，但是经过指导教授范老师的讲解，我们大体明白了整个设计流程，并学会了使用组态王软件。并从此走出了PLC 理论与实践相结合的第一步。
参考各种参考资料，我们首先写出了PLC 的控制程序，随后用经过组态王模拟环境，再将程序写入PLC 中，通过组态王调试程序，使程序能够正常运行。调试的过程中，会出现很多的问题，我们要做的，就是从调试中发现的错误，修改所设计的程序，使其最终能够完美显示。开始一次次的调试，就会出现一次次的失败。但是我们没有灰心，在错误中寻找出路，立刻修改PLC 控制程序，是最终能够争取的调试出结果。
经过本次PLC 设计之后，让我在理论上对PLC 又有一个重新的认识，不再是对PLC 程序一个模块一个模块的理解，而是对整体上有一个认识的升华。以前学习PLC 时是一章一章的进行学习，知识网络不免有些独立化，虽然学习过，但不知道该如何组成一个整体工作，做过PLC 后，让我的认识思路有了变化，在设计时我先想需要完成什么任务，完成任务需要哪些程序，然后怎样把这些程序与实际结合连接起来，最后对程序进行一定处理。除了思路上的变化外，也加深了对程序各种功能上的理解，让自己对知识的记忆变得更加牢固。
课程设计，最重要的就是理论与实践相结合，将自己所学的理论知识，与实际建立联系。而本次的课程设计，让我们每个人都有机会亲手去做，亲手进行程序设计与调试，这多我们今后的发展非常有利，为我们今后的工作打下了基础。在课程设计的最后，感谢我们的指导教授范老师，对我们课程设计的讲解与支持。本次课程设计，让我收获良多。
参考文献
[1].范永胜主编《可编程控制器应用技术》[M].中国电力出版社 2001
[2]罗宇航. 《流行PLC 实用程序及设计》（西门子S7-200PLC 系列）. 西安电子科技大学出版社, 2007。
[3].史国生主编 《电气控制与可编程控制器技术》 [M].北京:化学工业出版社 2005 [4].尹宏业主编《PLC 可编程控制器教程》[M].北京:航空工业出版社 1997 [5].张凤珊主编《电器控制及可编程控制器》[M].北京:中国轻工业出版社 2001 [6].黄中玉主编 《PLC 应用技术》[M].人民邮电出版社 1999
课程设计任务书
一、设计课题
广告招牌灯自动闪烁控制系统设计
二、设计目的
1．进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。 2．掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。
3．掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。 4．培养查阅图书资料、工具书的能力。 5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
三、控制要求
设计一个自动闪烁广告牌，其内容为“河北建筑大学欢迎您！”，这十个字用十个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先是“河”亮1s ，接着是“北”字亮1s ，再接着是“建”字亮1s ，如此至“！”后，“河北建筑大学欢迎您！”这十个字以0.6s 的周期闪烁3次，然后重新开始，如此循环进行。
四、设计任务
1．简述本设计的意义。根据控制要求，制定合理的设计方案。 2．硬件选型并进行硬件电路（接口电路）设计。 3．控制程序的设计（并加以注释）。 4．监控系统设计。
选择工业领域流行的组态软件，然后经过制作监控界面、画面属性设置及与PLC 进行通信等步骤完成监控系统的设计（必须要有设计过程）。 5．模拟调试
6．编写设备的电气工作原理说明及其使用说明。
五、设计时间安排（共1周）
六、输入输出信号
课程设计报告
第一章 PLC 概述
随着科技的发展，PLC 的应用已经越来越广泛，尤其实在霓虹灯、广告牌中的应用更是在我们的现实生活中随处可见。所以，学会应用PLC 编写最简单的程序来控制广告牌的显示，是我们将所学的PLC 知识应用与实践中的第一步。
广告牌是近年来出现的一种商业广告与花式观赏相结合的一种产物。随着可编程控制器在我国的迅速发展，对广告牌的控制花样也越来越多，使得越来越多的控制部分需要可编程控制器来实现。
本文结合任务设计书的要求，以广告牌为研究对象，采用了S7-200系列PLC 作为广告牌的控制器。对广告牌闪烁的总体功能进行了分析，阐述了可编程控制器的组成和工作原理。提出了广告牌硬件的各组成模块及详细的硬件模块设计方案，并对控制方式进行了设计和程序的编写。本设计改善了广告牌系统的控制品质，并真正地达到了实时控制的要求，对此也可以用组态王进行模拟操作。
第二章 广告牌设计方案
2.1设计目的
1．进一步巩固理论知识，培养所学理论知识在实际中的应用能力。 2．掌握一般电气设备电气控制系统的设计方法。
3．掌握一般电气设备电气控制系统的施工设计、安装与调试方法。 4．培养查阅图书资料、工具书的能力。 5．培养工程绘图、书写技术报告的能力。
2.2设计要求
设计一个自动闪烁广告牌，其内容为“河北建筑大学欢迎您！”，这十个字用十个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先是“河”亮1s ，接着是“北”字亮1s ，再接着是“建”字亮1s ，如此至“！”后，“河北建筑大学欢迎您！”这十个字以0.6s 的周期闪烁3次，然后重新开始，如此循环进行。
选用的设计方案：顺序控制基本指令对系统进行控制。
第三章 系统硬件设计
3.1主要选择的设备
本次实验，我们选择的是西门子公司生产的S7-200。之所以选择此型号的PLC ，是因为本次实验所设计的课题是对一个简单的控制广告牌显示方式进行编程与调试。并不需要大型的PLC 设备，对I/O的数量需求也不是很大。而S7-200的优点就在于运行稳定，使用简单方便，价格便宜，很适用于小型控制系统。所以，本次实验选择了S7-200PLC 。
3.2 S7-200PLC简介
S7-200 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
S7-200的CPU 集成了集成的24V 负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器），CPU 221，222具有180mA 输出， CPU 224，CPU 224XP，CPU 226分别输出280，400mA 。可用作负载电源。
不同的设备类型。CPU 221-226各有2种类型CPU ，具有不同的电源电压和控制电压。本机数字量输入/输出点。CPU 221具有6个输入点和4个输出点，CPU 222具有8个输入点和6个输出点，CPU 224具有14个输入点和10个输出点，CPU 224XP 具有14个输入点和10个输出点，CPU 226具有24个输入点和16个输出点。本机模拟量输入/输出点。CPU 224XP 具有2个输入点，1个输出点。中断输入。允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。高速计数器。CPU 221/222 有4个高速计数器（30KHz ），可编程并具有复位输入，2个独立的输入端可同时作加、减计数，可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器。有CPU224/224XP/226有6个高速计数器（30KHz ），具有CPU221/222相同的功能。CPU 222/224/224XP/226可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器（选件）对本机输入信号进行仿真，用于调试用户程序。
为了节约成本，合理利用手中资源，在CPU 型号上我们选择了CPU 224。 CPU 224集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K 字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz 高速计数器，2路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。1个RS485通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。I/O
端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
图3-1 S7-200结构图
S7-200 CPU模块包括一个中央处理器单元（CPU ）、电源以及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。
3.3 PLC选型
广告牌控制系统有2个输入信号，8个输出信号，本着够用又不浪费，投资尽量少的原则，采用型号CPU224(14入10出) 的小型PLC 。该型号具有14输入/10输出共24个数字量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展到168点数字量I/O或35路模拟量I/O，6个独立的30kHz 高数计数器，2路独立的20kHz 高数脉冲输出，PID 控制器，1个RS-485通讯/编程口，集成了点对点接口PPI 通讯协议、多点接口MPI 通讯协议和自由口通讯协议。
3.4 PLC外围接线图
图 3.2 外围接线图
第四章 系统软件设计
在软件选择上我们选择了STEP7-MICRO/WIN作为PLC 程序的编写程序。STEP7-Micro/WIN32是西门子公司专为SIMATIC S7-200系列可编程序控制器研制开发的编程软件，它是基于Windows 的应用软件，功能强大，既可用于开发用户程序，又可实时监控用户程序的执行状态。下面将介绍该软件的安装、基本功能以及如何应用编程软件进行编程、调试和运行监控等内容。 其基本功能如下：
1、在脱机（离线）方式下创建用户程序，修改和编辑原有的用户程序。在脱机方式时，计算机与PLC 断开连接，此时能完成大部分的基本功能，如编程、编译、调试和系统组态等，但所有的程序和参数都只能存放在计算机的磁盘上。
2、在联机（在线）方式下可以对与计算机建立通信关系的PLC 直接进行各种操作，如上载、下载用户程序和组态数据等。
3、在编辑程序的过程中进行语法检查，可以避免一些语法错误和数据类型方面的错误。经语法检查后，梯形图中错误处的下方自动加红色波浪线，语句表的错误行前自动画上红色叉，且在错误处加上红色波浪线。
4、对用户程序进行文档管理，加密处理等。 5、设置PLC 的工作方式、参数和运行监控等。
用HL1～HL10十个字，分别做成“河北建筑大学欢迎您！”10个字。闪烁要求见下表，时间间隔为1s ，反复循环进行。
4.1 程序流程图
图
第五章 系统调试
5.1组态的功能及特点
组态软件是指一些数据采集与过程控制的专用软件，是在自动化控制系监控层一级的软件平台和开发环境，以灵活多样的组态方式(而不是编程方式）提供良好的用户开发界面和简洁的使用方法，其预设值的各种软件模块可以非常容易的实现和完成监控各项功能，并能同时支持各种硬件厂家的计算机I/O设备。与高可靠的工控计算机和网络系统结合，可向控制层和管理层提供软件、硬件的全部接口，进行系统集成。
组态软件的目的是让用户迅速开发出适合自己需要的可靠的应用系统，具备：使用简单，用户只需编写少量自己所需要的控制算法代码甚至可以不写代码；运行可靠，用户在组态软件平台上开发的应用系统可长时间的连续运行，在运行期间实现免维护；提供数据采用设备的驱动程序，以把控制现场的数据采集到计算机中，并把运算的控制结果送回到控制现场；提供自动化应用系统所需的通用监控软件的组件等特点。
利用组态软件仿真PLC 被控对象，不仅可以接收多种由PLC 发出的控制信号，也可以相PLC 发出各种命令信号，还可以与PLC 之间进行各种状态数据的传输，从而反映出PLC 与被控对象及控制结果之间的联系。
5.2广告灯仿真系统设计
仿真系统主要由两部分组成：上位机PC 下位机PLC ，它们通过串口进行通讯。在上位机中利用组态软件与组态环境，完成仿真画面的制作、编写必要的仿真程序并与下位机进行通讯设置。另外利用西门子STEP7-MICRO/WIN V4.0实现PLC 程序输入、注释、修改编译等。下面介绍广告灯组态仿真具体实现过程。
工程建立：进入组态环境在工程浏览器中选择菜单“工程/新建”，出现“新建工程”对话框。在对话框中输入工程名称：“十个广告牌显示”在工程描述中输入：工程路径自动指定为当前目录下以工程名称命名的子目录。如果你需要更改工程路径，请单击“浏览”按钮。 单击“确定”。组态王将在工程路径下生成初始数据文件。至此，新项目已经可以开始建立了。建立画面如图5.2.1
图5.2.1组态新建工程示意图
构造实时数据库：
打开建立新的工程，点击设备目录下的COM1在COM1下打开“新建”，在设备配置向导内选择PLC 中西门子下S7—200系列中的PPI ，点击下一步，最终显示的PLC 设备驱动。的PLC 设备驱动如图5.2.2
图5.2.2 新建设备驱动
点击数字词典，打开新建建立如下变量：启动按钮、停止按钮、河、北、建、筑、大、学、欢、迎、您、！其对应寄存器分别为：M1.0、M1.1、Q0.7、 Q1.0、Q1.1、Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6。
图5.2.3 数据词典
点击画面，打开新建，写入画面名称，确定进入编辑画面，编辑图如下画面：
图5.2.4动画连接示意图
依次设置动画连接，将启动按钮、停止按钮河、北、建、筑、大、学、欢、迎、您、！与上述变量依次对应。
例如启动按钮设置和设置文本色如下所示
图5.2.5动画连接示意图
图5.2.6动画连接示意图
图5.2.7动画连接示意图
图5.2.8动画连接示意图
设置完成后，点击文件下“全部存”，然后切换到VIEW 状态，点击画面，选择打开并选中相应的画面名称，进入组态监控状态。
图5.2.10组态效果图
第六章 PLC 梯形图
广告牌“河北建筑大学欢迎您！”闪烁的控制梯形图
本设计采用顺序控制基本指令。其梯形图如下所示
指令语句如下所示
NETWORK 1 LD SM0.1 R M2.0, 20
NETWORK 2 LD M1.7 A T51 O M0.0 O SM0.1 AN M0.1 = M0.0 //循环启动电路 NETWORK 3 LD I1.0 O M2.0 O M2.2 = M2.2 //启动自保 NETWORK 4 LD M0.0 A M2.2 O M0.1 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.2 = M0.1 TON T37, +10 //第一个灯亮，开始计时 NETWORK 5 LD M0.1 A T37 O M0.2
AN M2.1 AN I1.1 AN M0.3 = M0.2 TON T38, +10 //第二个灯亮，切断上一个灯，开始下一次计
时
NETWORK 6 LD M0.2 A T38 O M0.3 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.4 = M0.3 TON T39, +10 //第三个灯亮，切断上一个灯，开始下一次计
时 NETWORK 7 LD M0.3 A T39 O M0.4 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.5 = M0.4 TON T40, +10 //第四个灯亮，切断
上一个灯，开始下一次计时
NETWORK 8 LD M0.4
A T40 O M0.5 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.6 = M0.5 TON T41, +10 //第五个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时 NETWORK 9 LD M0.5 A T41 O M0.6 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.7 = M0.6 TON T42, +10 //第六个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时 NETWORK 10 LD M0.6 A T42 O M0.7 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.0 = M0.7 TON T43, +10 //第七个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时
NETWORK 11 LD M0.7 A T43 O M1.0 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.1 = M1.0 TON T44, +10 //第八个灯亮，切 断上一个灯， 开始下一次计时 NETWORK 12 LD M1.0 A T44 O M1.1 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.2 = M1.1 TON T45, +10 //第九个灯亮，切断上一个灯，
开始下一次计时 NETWORK 13 LD M1.1 A T45 O M1.2 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.3 = M1.2 TON T46, +10 //第十个灯亮，切
断上一个灯， 开始下一次计时 NETWORK 14 LD M1.2 A T46 O M1.3 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.4 = M1.3 TON T47, +6 //所有灯第一次 一起亮0.6秒 NETWORK 15 LD M1.3 A T47 O M1.4 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.5 = M1.4 TON T48, +6 //所有灯灭0.6秒NETWORK 16 LD M1.4 A T48 O M1.5 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.6 = M1.5 TON T49, +6 //所有灯第二次 一起亮0.6秒
NETWORK 17 LD M1.5 A T49 O M1.6 AN M2.1 AN I1.1 AN M1.7 = M1.6 TON T50, +6 //所有灯灭0.6秒 NETWORK 18 LD M1.6 A T50 O M1.7 AN M2.1 AN I1.1 AN M0.0 = M1.7 TON T51, +6 //所有灯第三次一起亮0.6秒
NETWORK 19 LD M0.1 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.0 O M3.0 AN M2.1 AN I1.1 = Q0.7
NETWORK 20 LD M0.2
O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.0 O M3.0 AN M2.1 AN I1.1 = Q1.0
NETWORK 21 LD M0.3 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.1 O M3.1 AN M2.1 AN I1.1 = Q1.1
NETWORK 22 LD M0.4 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.1 O M3.1 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.0
NETWORK 23 LD M0.5 O M1.3
O M1.5 O M1.7 O I0.2 O M3.2 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.1
NETWORK 24 LD M0.6 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.2 O M3.2 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.2
NETWORK 25 LD M0.7 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.3 O M3.3 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.3
NETWORK 26 LD M1.0 O M1.3 O M1.5
O M1.7 O I0.3 O M3.3 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.4
NETWORK 27 LD M1.1 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.4 O M3.4 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.5
NETWORK 28 LD M1.2 O M1.3 O M1.5 O M1.7 O I0.4 O M3.4 AN M2.1 AN I1.1 = Q2.6
第七章 调试心得
经过一周的时间，我们进行了自主的课程设计，虽然课题很简单，但是因为我们是第一次进行课程设计，所以最开始的时候没有头绪，尤其是对组态的使用很不熟悉，可以说根本不知道怎么使用，但是经过指导教授范老师的讲解，我们大体明白了整个设计流程，并学会了使用组态王软件。并从此走出了PLC 理论与实践相结合的第一步。
参考各种参考资料，我们首先写出了PLC 的控制程序，随后用经过组态王模拟环境，再将程序写入PLC 中，通过组态王调试程序，使程序能够正常运行。调试的过程中，会出现很多的问题，我们要做的，就是从调试中发现的错误，修改所设计的程序，使其最终能够完美显示。开始一次次的调试，就会出现一次次的失败。但是我们没有灰心，在错误中寻找出路，立刻修改PLC 控制程序，是最终能够争取的调试出结果。
经过本次PLC 设计之后，让我在理论上对PLC 又有一个重新的认识，不再是对PLC 程序一个模块一个模块的理解，而是对整体上有一个认识的升华。以前学习PLC 时是一章一章的进行学习，知识网络不免有些独立化，虽然学习过，但不知道该如何组成一个整体工作，做过PLC 后，让我的认识思路有了变化，在设计时我先想需要完成什么任务，完成任务需要哪些程序，然后怎样把这些程序与实际结合连接起来，最后对程序进行一定处理。除了思路上的变化外，也加深了对程序各种功能上的理解，让自己对知识的记忆变得更加牢固。
课程设计，最重要的就是理论与实践相结合，将自己所学的理论知识，与实际建立联系。而本次的课程设计，让我们每个人都有机会亲手去做，亲手进行程序设计与调试，这多我们今后的发展非常有利，为我们今后的工作打下了基础。在课程设计的最后，感谢我们的指导教授范老师，对我们课程设计的讲解与支持。本次课程设计，让我收获良多。
参考文献
[1].范永胜主编《可编程控制器应用技术》[M].中国电力出版社 2001
[2]罗宇航. 《流行PLC 实用程序及设计》（西门子S7-200PLC 系列）. 西安电子科技大学出版社, 2007。
[3].史国生主编 《电气控制与可编程控制器技术》 [M].北京:化学工业出版社 2005 [4].尹宏业主编《PLC 可编程控制器教程》[M].北京:航空工业出版社 1997 [5].张凤珊主编《电器控制及可编程控制器》[M].北京:中国轻工业出版社 2001 [6].黄中玉主编 《PLC 应用技术》[M].人民邮电出版社 1999