基于PLC的霓虹燈控制系統設計
電科班
一、摘要
隨著改革的不斷深入,社會主義市場經濟的不斷繁榮和發展,大中小城市都在進行亮化工程。企業為宣傳自己企業的形象和產品,均采用廣告手法之一:霓虹燈廣告屏來實現這一目的.當我們夜晚走在大街上,馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告均可以見到,一種是采用霓虹燈管做成的各種形狀和多中彩色的燈管,另一種為光等管或白熾燈管作為光源,另配大型廣告語或宣傳畫來達到宣傳的效果。這些燈的亮滅,閃爍時間及流動方向等均可以通過PLC來達到控制的要求。
隨著P
LC技術的發展，PLC產品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結構形式、指令系統、編程方式、價格等也各有不同，適用的場合也各有側重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統的技術經濟指標有著重要意義。
PLC的選擇主要應從PLC的機型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯網能力等方面加以綜合考慮。
PLC機型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護方便的前提下，力爭最佳的性能價格比。選擇時主要考慮以下幾點：
(一)合理的結構型式，(二)
安裝方式的選擇，(三)相應的功能要求，(四)響應速度要求，(五)系統可靠性的要求，(六)機型盡量統一。
二
.控制系統介紹及控制要求
本控制系統只要是用于控制霓虹燈和邊框流水燈的按順序的閃爍。它能讓你在不用人控制的情況下，進行燈的自動閃爍，達到宣傳的目的。如圖1，八個字能按順序地進行亮滅，并且邊框的燈能同時地隔位閃爍。
1.霓虹燈廣告屏示意圖
利用s7-200控制由8根燈管，24只流水燈，每4只燈為一組廣告牌。，如下圖所示：
圖1
2.控制要求：
（1）該廣告屏中間8根燈管亮滅的時序為：第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，時間間隔為1s，全亮后，顯示10s，再反過來從8→7→……→1按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s；再從第8根開始亮，順序點亮7→6→……→1，時間間隔1s，顯示5s，再從1→2→……→8按1s間隔順序熄滅，全滅后停亮2s，然后重復運行，周而復始。
（2）24只流水燈，4個一組分成6組，從Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s時間間隔依次向前移動，且點亮時每相隔1燈為亮，即從Ⅰ“、”亮→Ⅱ“、”亮，同時Ⅰ“、”滅→Ⅲ““、”亮，同時Ⅱ“、”滅……，如此移動一段時間（如30s）后，再反過來移動一段時間：Ⅵ“、”亮
→Ⅴ“、”亮，同時Ⅵ“、”滅，……如此循環往復。
（3）系統有單步/連續控制，有起動和停止按鈕。
（4）起動時，燈管和流水燈同時起動，關閉時，可同時也可分別關閉。
（5）要求有移位指令的應用
（6）在控制要求1中，若要求將全亮后顯示10s改為以0.5s間隔同時閃爍5s，試修改程序。
三.工作原理
1.I/O分配
根據控制要求，PLC控制霓虹燈廣告顯示屏的輸入，輸出地址如下表所示，其中SB1為啟動開關,SB2為停止開關,SB3為單步連續選擇開關SB4為不進按鈕開關.Q0.0～Q0.7控制霓虹燈用的發光管模擬顯示，Q1.0～Q2.1控制6組流水燈泡。如表1
輸入接點
輸入開關名稱
I0.0
啟動按鈕SB1
I0.1
停止按鈕SB2
I0.3
單步/連續開關SB3
I0.4
步進按鈕開關SB4
輸出接點
輸出名稱
Q0.0
燈管1
Q0.1
燈管2
Q0.2
燈管3
Q0.3
燈管4
Q0.4
燈管5
Q0.5
燈管6
Q0.6
燈管7
Q0.7
燈管8
Q1.0
L1.L3流水燈
Q1.1
L2.L4流水燈
Q1.2
L5.L7流水燈
Q1.3
L6.L8流水燈
Q1.4
L9.L11流水燈
Q1.5
L10.L12流水燈
Q1.6
L13.L15流水燈
Q1.7
L14.L16流水燈
Q2.0
L17.L19流水燈
Q2.1
L18.L20流水燈
Q2.2
L21.L23流水燈
Q2.3
L22.L24流水燈
2.PlC型號的選擇
由于共由20個端口輸出，并且用是交流點的，所以我選擇用FX2N-48MR-001.FX2N-48MR-001的主要的技術參數：輸入繼電器的24點，輸出繼電器由24點。電源電壓為AC100-240V
50/60Hz。
3.硬件接線圖
圖
4．時序圖
5.流程圖
6.梯形圖及程序
0.1啟動
LD?????I0.1
EU
MOVB???16#1,?MB0
MOVW???16#FF,?VW0
S??????M1.0,?1
MOVB???16#81,?VB2
I0.2總停止
LD?????I0.2
MOVB???16#0,?MB0
MOVW???16#0,?VW0
R??????M1.0,?2
MOVB???16#0,?VB2
8路燈管單獨停止
LD?????I0.2
MOVB???16#0,?MB0
MOVW???16#0,?VW0
24l路循環燈管單獨停
LD?????I0.3
R??????M1.0,?2
MOVB???16#0,?VB2
8路燈管控制,Q0----7（QB0）為8路燈管輸出控制點
LD?????SM0.0
LPS
A??????M0.0
LPS
A??????SM0.5
EU
RLW????VW0,?1
LPP
AW=????16#FF00,?VW0
EU
RLB????MB0,?1
LRD
A??????M0.1
LPS
TON????T37,?100
A??????T37
A??????SM0.5
EU
RRW????VW0,?1
LPP
AW=????16#FF,?VW0
EU
RLB????MB0,?1
LRD
A??????M0.2
LPS
TON????T38,?20
A??????T38
A??????SM0.5
EU
RRW????VW0,?1
LPP
AW=????16#FF00,?VW0
EU
RLB????MB0,?1
LRD
A??????M0.3
LPS
TON????T39,?50
A??????T39
A??????SM0.5
EU
RLW????VW0,?1
LPP
AW=????16#FF,?VW0
TON????T40,?20
LPP
A??????T40
MOVB???16#1,?MB0
LD?????SM0.0
LPS
A??????SM0.5
MOVB???VB1,?QB0
LPP
AN?????SM0.5
A??????M0.1
AN?????T37
MOVB???16#0,?QB0
24路循環燈控制，由于2個燈同時亮，所以每2個共用一個輸出點。QB1單數燈管，QB2雙數燈管（雙數的燈管安裝順序與單數燈管相反，即Q1.0-----Q1.5對應燈管1,3-------21,23，Q2.0-----Q2.5對應燈管24.22-------4,2,這樣可以省掉一些程序）
LD?????SM0.0
LPS
A??????M1.0
LPS
A??????SM0.5
EU
RLB????VB1,?1
LRD
AN?????M1.1
TON????T42,?300
LRD
A??????T42
EU
S??????M1.1,?1
LRD
A??????M1.1
TON????T43,?300
LPP
A??????T43
EU
R??????M1.1,?1
LRD
AN?????M1.1
MOVB???VB1,?QB1
MOVB???16#0,?QB2
LPP
A??????M1.1
MOVB???VB1,?QB2
MOVB???16#0,?QB1
7.主電路
四、設計心得
本程序是用STL圖所寫的，在啟動按鈕按下以后，有兩步程序同時運行，一個是霓虹燈字的亮滅，一個是四周邊框流水燈的亮滅。霓虹燈字的亮滅：在按下啟動按鈕以后，八個字會按要求亮滅，主要是計時器控制的，在S20和S21中，S20是燈的正序亮反序滅，S21是燈的反序亮正序滅。流水燈的亮滅，狀態就比較多了，我是把每一中亮的情況都納入一個狀態的，所以有6中狀態，然后在循環，在30秒過后，會由正序的亮轉換成反序的亮。反序的亮30秒都又轉換成正序的兩，這個30秒我是用計數器控制的，因為每一個循環是6秒，那30秒就是5次，計到5次都才會進行正反序的轉換。
經過這次的課程設計，使得我對PLC的掌握進一步的增強，加深了對PLC它們的理解，并對PLC產生了濃厚的興趣，但是我也深深的知道自己的不足之處，比如說對應用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序復雜程度。多在學習過程中不能想通的問題，在PLC調試過程中，終于得以解決。可以看出它對理論教學起到了必要的補充和額拓寬作用，對培養既具有扎實理論功底又具有相當實踐能力的人才必不可少。在這次的課程中，我發現PLC在工業控制中的作用很大，它能使人的控制轉變成電腦的控制，大大地降低了產品的成本，很大地提高生產效率。
在此過程中我還發現到修改完善程序的重要性。當時編完一個程后感覺是正確的。就是這樣還要仔細檢查自己的程序。考慮到各種可能發生的情況。
經過這次課程設計培養了我們的設計能力以及全面的考慮問題能力。學習的過程是痛苦的但是收獲成功的喜悅更是讓人激動的。相信通過這次課程設計它對我以后的學習及工作都會產生積極的影響。
五、參考文獻
1．史國生主編
《電氣控制與可編程控制器技術》
北京:
化學工業出版社
2005.2
2．尹宏業主編
《PLC可編程控制器教程》
北京：航空工業出版社
1997
3．廖常初主編
《PLC編程及應用
》
北京：機械工業出版社
2002
4．張萬忠主編
《可編程控制器應用技術》
北京：
化學工業出版社
2002
5．張鳳珊主編
《電器控制及可編程控制器》
北京：中國輕工業出版社
2001
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