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plc彩灯闪烁控制系统

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彩灯自动闪烁控制
一、课题背景
1、课题背景
随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和各种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是主要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变换频率高，变换速度快，是人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性的花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。
2、研究目的和意义
在现实生活中，彩灯是很好的装饰品，让彩灯按照一定的有规律的形式闪烁，将为生活增添不少乐趣，是我们的环境更加美好。
随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价，以及控制简单等特点得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。
随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的彩灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器彩灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
可编程控制器彩灯控制系统的特点：
①脱机手动工作；
②联机自动就地工作；
③上机控制的多周期运行方式；
④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制；
⑤手动启动、手动停机控制方式。
近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。
本系统采用PLC是基于以下四个原因：
①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；
②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；
③抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证彩灯控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；
根据彩灯系统的要求与特点，我们采用了日本三菱公司 F1型PLC。三菱PLC有小型化、高速度、高性能等特点。三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对彩控制灯实现控制。
3、本文的主要工作
首先，回顾彩灯的历史，随着社会经济的发展，彩灯的应用越来越广泛，形式越来越多样，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了彩灯控制系统，才会满足稳定可靠的彩灯控制系统需求。
然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。
然后，结合彩灯控制系统的要求，进行程序设计，从流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。
最后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。
二、控制要求

按下启动按钮，HL1~HL3按下列顺序定时闪烁：HL1亮1S、灭1S→HL2亮1S、灭1S→HL3亮1S、灭1S→HL1、HL2、HL3全灭1S, HL1、HL2、HL3全亮1S,重复上述过程，PLC停止运行时，彩灯的自动闪烁也停止。（顺序控制）

三、总体设计思路
根据已知情况、控制要求、设计要求，本彩灯自动闪烁控制的 PLC-控制装置的设计可按照“大而化小，分而治之”的思路，划分为以下4个部分，依序进行，各部分的设计任务分配如下:
(1) 程序设计及调试
拟采用切换法，完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试；
(2)电气设计
完成I/O分配图、梯形图、指令表、元件明细表的设计；
(3)安装、接线、联合测试
完成电气元件的安装、接线、并对程序与线路进行联合测试；
(4)后期工作
说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写设计说明书等。
下面按照这个总体设计思路的任务安排，逐步展开。
四、工作原理叙述
按下启动按钮x000 M10得电 M10常开接点闭合 X000自锁
M1得电 常开接点闭合 T0得电
一秒后T0常开接点闭合，M100得电
M1常开接点闭合，X000自锁
T1得电 1秒后，T1常开接点闭合 M0得电 M0常闭接点断开 M0常开接点闭合
每隔一秒M100~M107顺序移位，实现L1灯亮一秒灭一秒， L2灯亮一秒灭一
秒，L3灯亮一秒灭一秒，L1,L2,L3全灭，L1,L2,L3全亮 重复上述过程，按下X001时彩灯的自动闪烁停止。

五、电路图
1、I/O分配图

2、梯形图
3 、彩灯自动闪烁控制语句表
0
LD
X000
17
ANI
M0
34
OR
M107
1
OR
M10
18
OUT
TI
35
OUT
Y000
2
ANI
T0
19
SP
K10
36
LD
M103
3
AND
X001
20

37
OR
M107
4
OUT
M10
21
LD
T1
38
OUT
Y001
5
LD
M10
22
OUT
M0
39
LD
M105
6
OUT
T0
23
LD
M0
40
OR
M107
7
SP
K10
24
FNC
35
41
OUT
Y002
8

25

M100
42
LDI
X001
9
LD
T0
26

M101
43
FNC
40
10
OR
M107
27

K7
44

M101
11
OUT
M100
28

K1
45

M107
12
LD
X000
29

46

13
OR
M1
30

47

14
AND
X001
31

48
END

15
OUT
M1
32

16
LD
M1
33
LD
M101

本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如下表所示。
PLC编程元件明细表
编程元件
作用
X000
起动及循环起点
X001
停止
Y0
L1灯输出
Y1
L2灯输出
Y2
L3灯输出
M1
中间继电器，把X0的状态保持，启动T1
M10
中间继电器，把X0的状态保持，启动T0
T0
亮灭定时
T1
移位定时

课程设计总结
本次PLC小学期实验是对我们学习这学期学习PLC知识的进一步的理解和应用，不仅巩固了我们已学习的课本知识，并将其实践应用到实际课题的解决当中去。起初拿到题目时，感到无从下手，但经过冷静的思考和对已学知识的查漏补缺以及上网查找资料，让我们学会了PLC程序设计的基本步骤和方法，我从中学到了辅助继电器、定时器等的使用方法，更学习会了循环控制的方法，使我获益良多。
通过这次实践，我不仅学到了更多有用的知识，而且我也认识到了团结合作的重要性。通过一次次小组的讨论与交流，逐步完善了我们的实验编程及后期实验报告的编写。每个人都积极发表自己的观点，令我们思路开阔，不至于拘泥于一种方式的思考。
在做实验的过程中，我们遇到了大大小小的问题，遇到不会的问题，通过及时请教老师和同学，我们逐一将问题解决，使我们的方案能够得到实现。找出我们在学习过程中的问题和不做之处并严改正之，更加加深了印象。
通过修改和完善，我的课程设计终于圆满完成，这不仅仅是完成了彩灯的实验，更加是我对以前知识的融会贯通，细节往往也是决定成败的关键，一步思考不到位，预定的题目便得不到实现，虽然我的题目很简单，但是我从中也领悟到了一个道理，团结就是力量，学习就是要不耻下问，多问才能多学，视野才可能更宽广，思路才能更加多元化。
这次实验，充分做到了理论联系实际，让我们把实际生活中的问题通过技术上的方法得到了有效地解决，促进了我学习的积极性，更加坚定了我要学好大学的每门课程的信心。
致谢
这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，使我收获铺颇多，不光收获了丰富的PLC理论知识，更掌握了PLC的工作原理极其工作过程，还认识到平时自己应该多动手，手脑要有力的结合起来，要多参加一些实践活动提高自己的合作意识和团队精神。使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了学习好PLC这门课程，需要它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。
最后该感谢帮助我的同学和老师。感谢这门课程任教的李老师给我们精心的讲解和适用的资料。感谢同学们对我学习上的交流和帮助，还得感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会。
参考文献
[1]电器与可编程控制器应用技术，第三版，邓则名、程良伦、谢光汉编，机械工业出版社
[2]科威PLC资料，来自于公司网站
[3]三菱及西门子PLC资料，来自工控网
[4]可编程控制器指导书，李文娟主编
[5]多花样循环彩灯控制器多花样循环彩灯控制器设计报告_百度文库

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