霓虹灯广告plc设计.docx

前 言

随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,个大中小城市都在进行亮化工程。个企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求.
可编程控制器PLC可编程序控制器：英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.
可编程控制器是工业环境下应用及满足用户需要而设计，它具有以下的特点：
（1） 可靠性高。平均无故障工作时间场合故障平均修复时间短。可在恶劣的环境下工作。简单、操作方便而使失误少。
（2） 柔性好。柔性好是指在使用过程中的适应性和灵活性。只需通过程序的编制和更改即可适应生产的要求。
（3） 功能强大。可编程控制器不但具有开关量控制、模拟量控制、数据通信、中断控制等完善的功能。
4） 使用方便。编程方便，极易被技术人员接受和掌握，操作方便。
（5） 体积小，功耗低。可编程控制器以其丰富的功能和显著的特点得到了广泛的运用。

关键词： PLC 霓虹灯控制系统

第一章 霓虹灯的PLC控制系统设计概况

1．1 控制系统介绍和控制过程要求
本控制系统主要是用于控制霓虹灯和边框流水灯按顺序闪烁。它能让你在不用人控制的情况下，进行灯的自动闪烁，达到宣传的目的。如图1，八个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时地隔位闪烁。

图1 霓虹灯
用PLC对霓虹灯广告屏实现控制,其具体要求如下:
(1)该广告屏中间8个霓虹灯字亮灭的时序为第1字亮到第2字亮到第3字亮……第8字亮,时间间隔均为1S,8个霓虹灯字全亮后,显示10S,再反过来从第8字到第7字…第1字顺序熄灭.全亮后,停亮2S,再从第8字开始亮起,顺序点亮8-7…1,时间间隔为1S,全亮后显示20S.再从1-2…8顺序熄灭.全熄灭后,停亮2S,再从头开始运行,周而复始。
(2)广告屏四周的流水灯共24只,4个1组,共分6组,每组灯间隔1S向前移动一次,且I~VI每隔一组的灯点亮,即从I,III亮后II,IV亮后III,V亮后IV,VI亮…,移动一段时间后(如30S),再反过来移动,即从VI,IV亮后V,III亮后IV,II亮后III,I亮…如此循环往复。
(3)系统有单步\连续控制,有启动和停止按钮。
(4)系统霓虹灯字,白帜灯的电压及供电电源均为市电220V。

1.2 PLC型号选择
PLC型号的选择：由于共有14个端口输出，并且用是用交流电的，所以我选择用FX2N-48MR-001。FX2N-48MR-001的主要的技术参数：输入继电器有24点，输出继电器有24点。电源电压为AC100—240V 50/60Hz。
1.3 PLC的基本原理
PLC是以微处理器为核心的数字式电子自动控制装置，是一种专用微机。和计算机一样，PLC也具有相应的操作系统，也是由硬件和软件两大部分组成的。PLC的软件部分分为系统软件和应用软件类。PLC的基本工作方式是在系统软件的控制下，采用周期工作方式，即扫描工作方式。PLC是一种实时工业控制计算机系统，它的操作系统是一个小型的实时系统软件，具有自身的结构和特点。

第二章 系统程序的编写及编程思路介绍

2.1 霓虹灯系统的I/O分配表
根据控制要求,PLC控制霓虹灯广告显示屏的I/O分配表地址编排如下表所示：
表1 I/O分配表
输入点分配
输出点分配
输入接点
输入开关名称
输出接口
驱动设备
X000
启动按钮SB1
Y000～ Y007
控制8个霓虹灯字
X001
停止按钮SB2
Y010～Y015
控制6组流水灯泡
X002
单步/连续开关SB3

X003
步进按纽开关SB4

其中SA1(X0)为启动开关,SA2(X1)为停止开关,SAa(X2)为单步\连续选择开关,SB1(X3)为步进按钮开关。Y0~Y7控制8根霓虹灯字,用发光管LED1~LED8模拟显示,Y10~Y15控制6组流水灯泡,这里用发光管LEDQ~LED,模拟显示。

2.2 霓虹灯系统的PLC端子接线图

图2 端子接线图
2.3 霓虹灯系统的状态转移图

图 3 PLC控制霓虹灯状态转移图

2.4 霓虹灯系统的梯形图

图 4 PLC控制霓虹灯梯形图

2.5 霓虹灯系统的指令表

图 5 PLC控制霓虹灯指令表
2.6系统的设计思路
当我看完系统的设计要求后，发现系统运行是两个同时运行的状态，即霓虹灯字的亮灭和四周边框流水灯的亮灭。由此我觉得该系统可以用状态转移图的并行分支设计。而且两种状态具有共同的特点:都是循环。第一种状态的循环是一位一位的循环可以用高级指令的SFTL/SFTR指令实现移位循环，而第二种状态不具备使用移位的条件，所以只能使用时间结合计数器来控制。然而本系统如果用单纯的时间来控制会使用许多时间继电器，为使使用者不会产生时间继电器错乱，我使用了触点比较指令这样可以减少时间继电器的使用。对于第一种状态也可以用触点比较指令来设计。
在我的设计程序里，我使用了时间继电器和计数器结合的方式。对于第一种状态的设计我使用了触点比较指令，我一共用了四次：第一次用在霓虹灯字的正序亮直全亮,第二次用在霓虹灯字的反序熄灭，第三次用在反序全亮，第四次用在正序熄灭。这四次就是霓虹灯字的所有状态，完成之后我用了一个跳转指令让系统回到起点重新运行。第二种状态我用了触点比较指令结合计数器来实现系统要求，霓虹灯四周的流水灯的控制状态有两种：一种是正序间隔循环，第二种室反序间隔循环，因为要在30S内实现六种状态，如果要用时间来控制会比较繁琐，所以我用了计数器来替代，30S内实现六种状态就是每种状态在30S内需要发生5次，所以计数器计数为5.然后再在程序结尾加个跳转回原点指令，这样系统的自动功能就设计完成了。由于系统有单步操作的需要，所以我在每种状态下面加了单步跳转指令，这样系统的设计就完成了。

结束语
经过这次的课程设计，使得我对PLC的掌握进一步的增强，加深了对PLC它们的理解，并对PLC产生了浓厚的兴趣，但是我也深深的知道自己的不足之处，比如说对高级指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。有些在学习过程中不能想通的问题，在PLC调试过程中，终于得以解决。可以看出它对理论教学起到了必要的补充和额外的拓宽作用，对培养既具有扎实理论功底又具有相当实践能力的人才必不可少。在这次的课程中，我发现PLC在工业控制中的作用很大，它能使人的控制转变成电脑的控制，大大地降低了产品的成本，很大地提高生产效率。
在此过程中我还发现到修改完善程序的重要性。当时编完一个程序后感觉是正确的。但在接下来的调试中有许多情况是理论上能成立可是实际运用中所不同的，而且一个完善的程序细节的处理才是最重要的。
经过这次课程设计培养了我们的设计能力以及全面的考虑问题能力。学习的过程是痛苦的但是收获成功的喜悦更是让人激动的。相信通过这次课程设计它对我以后的学习及工作都会产生积极的影响。

参考文献
1．史国生主编 《电气控制与可编程控制器技术》 北京: 化学工业出版社 2005.2

2．尹宏业主编 《PLC可编程控制器教程》 北京：航空工业出版社 1997

3．廖常初主编 《PLC编程及应用 》 北京：机械工业出版社 2002

4．张万忠主编 《可编程控制器应用技术》 北京： 化学工业出版社 2002

5．张凤珊主编 《电器控制及可编程控制器》 北京：中国轻工业出版社 2001