plc的云平台控制系统设计(附件)【字数：9694】
摘 要 图像监控系统现今已覆盖了人们生活的各个领域包括超市、街道、银行、小区、学校等城市里近乎任何一个角落，它让人们的生活变得更加安全，让生产变得更加高效。为了实施更加精准有效的监控，高精度的球型摄像头成为了当今摄像头的主流，而其工作效率又取决于云台控制系统的操作。云台控制系统主要涵盖了控制摄像头的上下左右四个方位的旋转，更进一步的还要360°无死角的旋转。所以高速，高精度的云台控制系统在当今社会有强大的市场价值。基于PLC的云台控制系统,本次设计采用西门子PLC，由于西门子200本体只有2条高速输出,所以可以用变频器控制z轴交流电机,再由电机使其垂直运动，用步进电机控制x轴y轴运动，其精度高、可灵活设制控制距离。本次选择西门子CPU224XP和MCGS触摸屏。西门子PLC有如下几个优点:界面友好、指令齐全、控制稳定、通讯功能强大等一系列优点。本次设计首先分析研究PLC系统发展现状，然后讲解PLC工作原理，本文针对西门子S7-200系列PLC和其他硬件，由控制要求，编写了梯形图程序。用MGCS软件进行了触摸屏监控系统的设计。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展现状 1
1.3 研究意义 1
第二章 总体设计方案 3
2.1 PLC体系结构与工作原理 3
2.1.1 PLC体系结构 3
2.1.2 PLC工作原理 4
2.2 PLC控制方案和体系结构 5
2.2.1 PLC控制方案 5
2.2.2 PLC体系结构 5
2.3 PLC系统的开发流程 6
第三章 硬件设计 8
3.1 PLC的选型 8
3.2 系统IO分配表 9
3.3 低压电器的选型 10
3.3.1 警示灯的选型 10
3.3.2 中间继电器的选型 11
3.3.3 步进电机和步进驱动器的选型 11
3.3.4 电机的选型 12
3.3.5 变频器的选型 13
3.4系统电路分析及设计 14
3.4.1主电路与控制回路设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
14
3.4.2 PLC输入输出接线图设计 16
3.4.3 步进电机驱动接线图设计 17
第四章 软件设计 18
4.1 PLC梯形图概述 18
4.1.1 Step 7 简介 18
4.2系统流程图 18
4.3 程序编制 19
第五章 触摸屏组态软件设计 20
5.1人机界面简介 20
5.2人机界面选型 20
5.3组态软件的编辑 21
5.4组态软件的画面的编辑 24
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 研究背景
在最近的几年中，图像监控系统获得了大力发展，图像监控系统现今已覆盖了人们生活的各个领域包括超市、街道、银行、小区、学校等城市里近乎任何一个角落，它让人们的生活变得更加安全，让生产变得更加高效。为了更加精准有效的监控，高精度的球型摄像头成为了当今的主流，而其工作效率又取决于云台控制系统的操作。云台控制系统主要涵盖了控制摄像头的上下左右四个方位的旋转，更进一步的还要360°无死角的旋转。所以高速，高精度的云台控制系统在当今社会有强大的市场价值。
每个云台都由两个电机组合，形成一个安装平台。其既可水平运动，亦可垂直运动。但要与照相器材中的云台概念区分。照相器材中的云台通常是指三脚架，其通过人工手动调节位置；但监控系统中的云台是指通过远程控制系统操作，使其运动的系统。云台的转动角度，转动速度是其价值高低的重要指标。云台由两个电机分别控制其水平与垂直运动，所以云台水平与垂直转速是独立运作的。电机在垂直运动启动和运行保持时，其扭矩通常比水平方向的扭矩大，这是因为电机还有其自身载重，并且在实际监控时，对于水平转速的要求高于垂直转速，因此通常云台的水平转速要高于其垂直转速。云台监控系统因其能远程集中显示，易操作的特性已经广泛应用在生活生产中。
1.2 发展现状
随着网络技术的不断进步，安防行业在最近几年开始飞速发展，并开始从原始的模拟方式转变为新型的数字方式，图像监控系统越来越多的应用在生活，生产中，专业技术人员可通过互联网来管理生产过程，从而提高生产效率，降低成本，提高收益，在日常生活中，无处不在的监控系统时刻保护着我们的生活安全，新的技术不断得到应用和发展。目前云台控制技术给人们的日常生活生产带来了很多的便利，为人们的生命安全，财产安全提供了极大的保障。在大型工厂中监控系统随处可见，其广阔的占地面积，导致很难用人力去检查各个设备，而利用云台系统能够远程集中的显示各个设备的状态，极大的提高了生产效率，降低了人力资源的利用。同时在街道等日常生活领域也遍布了监控系统，为人们的出行安全提供了极大的保障。
1.3 研究意义
随着中国经济的飞速发展，我国已经成达到了自动化和工业化的后期阶段，自动化和工业化有了显著的发展，自动控制技术取得了重大创新突破，当工业和工厂控制迅速发展起来的时候，工业工厂都有很大的占地面积，这便需要更加集中显示的监控系统来满足大工厂的生产需求。所以我们在云台控制技术上还有许多要发展的地方，可以借鉴国外先进技术，同时也要结合我国自动化的发展现状，在打牢基础的情况下进行创新，让我们自己设计的成果更加适合本国工业。在经济发展的同时，人们更加注重自己的安全问题，所以在人们生活的各个领域覆盖图像监控系统能够极大的提高安全性。当需要在某个地方实施实时监控时，就能用云台控制来替代人力，从而降低了人力资源的使用，降低了经济支出，提高效率，并且还能根据需要实行远程监控，使其能在日常生活中节约了宝贵时间。随着计算机科技的进步，机器生产逐渐取代人力，而在当今社会人力越来越昂贵，所以机器生产成为主流，而如何检查维护机器的可靠运行成了重中之重，云台监视系统将扮演一个及其重要的角色。
第二章 总体设计方案
2.1 PLC体系结构与工作原理
2.1.1 PLC体系结构
与计算机系统类似，基本PLC系统也是由软件与硬件两个部分组成的，现今飞速发展的的PLC技术，其实是研究人员把比较成熟的电脑技术加上传统的继电器电路和工业控制技术，使其适用于工业工厂控制。由此可以发现PLC技术类似于计算机系统，但其更适合与工业生产。它的编程设计思路灵活多变，可以适用于工业生产的现场控制要求。工业生产需要很高的精度，所以需要其有抗干扰能力。PLC同样有CPU，以其为核心，收集一些周围的信号，然后根据要求做出回应，实现控制功能，需要在提前编好的软件下运行。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 发展现状 1
1.3 研究意义 1
第二章 总体设计方案 3
2.1 PLC体系结构与工作原理 3
2.1.1 PLC体系结构 3
2.1.2 PLC工作原理 4
2.2 PLC控制方案和体系结构 5
2.2.1 PLC控制方案 5
2.2.2 PLC体系结构 5
2.3 PLC系统的开发流程 6
第三章 硬件设计 8
3.1 PLC的选型 8
3.2 系统IO分配表 9
3.3 低压电器的选型 10
3.3.1 警示灯的选型 10
3.3.2 中间继电器的选型 11
3.3.3 步进电机和步进驱动器的选型 11
3.3.4 电机的选型 12
3.3.5 变频器的选型 13
3.4系统电路分析及设计 14
3.4.1主电路与控制回路设计 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
14
3.4.2 PLC输入输出接线图设计 16
3.4.3 步进电机驱动接线图设计 17
第四章 软件设计 18
4.1 PLC梯形图概述 18
4.1.1 Step 7 简介 18
4.2系统流程图 18
4.3 程序编制 19
第五章 触摸屏组态软件设计 20
5.1人机界面简介 20
5.2人机界面选型 20
5.3组态软件的编辑 21
5.4组态软件的画面的编辑 24
结束语 26
致 谢 27
参考文献 28
第一章 绪论
1.1 研究背景
在最近的几年中，图像监控系统获得了大力发展，图像监控系统现今已覆盖了人们生活的各个领域包括超市、街道、银行、小区、学校等城市里近乎任何一个角落，它让人们的生活变得更加安全，让生产变得更加高效。为了更加精准有效的监控，高精度的球型摄像头成为了当今的主流，而其工作效率又取决于云台控制系统的操作。云台控制系统主要涵盖了控制摄像头的上下左右四个方位的旋转，更进一步的还要360°无死角的旋转。所以高速，高精度的云台控制系统在当今社会有强大的市场价值。
每个云台都由两个电机组合，形成一个安装平台。其既可水平运动，亦可垂直运动。但要与照相器材中的云台概念区分。照相器材中的云台通常是指三脚架，其通过人工手动调节位置；但监控系统中的云台是指通过远程控制系统操作，使其运动的系统。云台的转动角度，转动速度是其价值高低的重要指标。云台由两个电机分别控制其水平与垂直运动，所以云台水平与垂直转速是独立运作的。电机在垂直运动启动和运行保持时，其扭矩通常比水平方向的扭矩大，这是因为电机还有其自身载重，并且在实际监控时，对于水平转速的要求高于垂直转速，因此通常云台的水平转速要高于其垂直转速。云台监控系统因其能远程集中显示，易操作的特性已经广泛应用在生活生产中。
1.2 发展现状
随着网络技术的不断进步，安防行业在最近几年开始飞速发展，并开始从原始的模拟方式转变为新型的数字方式，图像监控系统越来越多的应用在生活，生产中，专业技术人员可通过互联网来管理生产过程，从而提高生产效率，降低成本，提高收益，在日常生活中，无处不在的监控系统时刻保护着我们的生活安全，新的技术不断得到应用和发展。目前云台控制技术给人们的日常生活生产带来了很多的便利，为人们的生命安全，财产安全提供了极大的保障。在大型工厂中监控系统随处可见，其广阔的占地面积，导致很难用人力去检查各个设备，而利用云台系统能够远程集中的显示各个设备的状态，极大的提高了生产效率，降低了人力资源的利用。同时在街道等日常生活领域也遍布了监控系统，为人们的出行安全提供了极大的保障。
1.3 研究意义
随着中国经济的飞速发展，我国已经成达到了自动化和工业化的后期阶段，自动化和工业化有了显著的发展，自动控制技术取得了重大创新突破，当工业和工厂控制迅速发展起来的时候，工业工厂都有很大的占地面积，这便需要更加集中显示的监控系统来满足大工厂的生产需求。所以我们在云台控制技术上还有许多要发展的地方，可以借鉴国外先进技术，同时也要结合我国自动化的发展现状，在打牢基础的情况下进行创新，让我们自己设计的成果更加适合本国工业。在经济发展的同时，人们更加注重自己的安全问题，所以在人们生活的各个领域覆盖图像监控系统能够极大的提高安全性。当需要在某个地方实施实时监控时，就能用云台控制来替代人力，从而降低了人力资源的使用，降低了经济支出，提高效率，并且还能根据需要实行远程监控，使其能在日常生活中节约了宝贵时间。随着计算机科技的进步，机器生产逐渐取代人力，而在当今社会人力越来越昂贵，所以机器生产成为主流，而如何检查维护机器的可靠运行成了重中之重，云台监视系统将扮演一个及其重要的角色。
第二章 总体设计方案
2.1 PLC体系结构与工作原理
2.1.1 PLC体系结构
与计算机系统类似，基本PLC系统也是由软件与硬件两个部分组成的，现今飞速发展的的PLC技术，其实是研究人员把比较成熟的电脑技术加上传统的继电器电路和工业控制技术，使其适用于工业工厂控制。由此可以发现PLC技术类似于计算机系统，但其更适合与工业生产。它的编程设计思路灵活多变，可以适用于工业生产的现场控制要求。工业生产需要很高的精度，所以需要其有抗干扰能力。PLC同样有CPU，以其为核心，收集一些周围的信号，然后根据要求做出回应，实现控制功能，需要在提前编好的软件下运行。
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