霓虹燈廣告屏的PLC控制設(shè)計(jì)

1、PLC 控制霓虹燈摘要:隨著改革的不斷深入, 社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和發(fā)展, 大中小城市都在進(jìn)行亮化工程。企業(yè)為宣傳自己企業(yè)的形象和產(chǎn)品, 均采用廣告手法之一:霓虹燈廣告屏來實(shí)現(xiàn)這一目的. 當(dāng)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, 另一種為日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(dá)到宣傳的效果。這些燈的亮滅, 閃爍時(shí)間及流動(dòng)方向等均可以通過PLC 來達(dá)到控制的要求. 關(guān)鍵字: 霓虹燈; PLC 圖1 霓虹燈用PLC 對(duì)霓虹燈廣告屏實(shí)現(xiàn)控制, 其具體要求如下: (1該廣告屏中間8個(gè)霓虹燈字亮滅的時(shí)序?yàn)椤?/p>

2、迎”字亮到“接”字亮到“世”字亮“諧”字亮, 時(shí)間間隔均為1S,8個(gè)霓虹燈字全亮后, 顯示10S, 再反過來從“諧”字到“和”字“迎”字順序熄滅. 全亮后, 停亮2S, 再從“諧”字開始亮起, 順序點(diǎn)亮“諧” “迎”, 時(shí)間間隔為1S, 全亮后顯示20S. 再從“迎” “諧”順序熄滅. 全熄滅后, 停亮2S, 再從頭開始運(yùn)行, 周而復(fù)始。(2廣告屏四周的流水燈共24只,4個(gè)1組, 共分6組, 每組燈間隔1S 向前移動(dòng)一次, 且IVI每隔一組的燈點(diǎn)亮, 即從I,III 亮; 后II,IV 亮; 后III,V 亮; 后IV,VI 亮, 移動(dòng)一段時(shí)間后(如30S, 再反過來移動(dòng), 即從VI,IV 亮

3、; 后V,III 亮; 后IV,II 亮; 后III,I 亮, 如此循環(huán)往復(fù)。 (3系統(tǒng)有單步連續(xù)控制, 有啟動(dòng)和停止按1.1 總體設(shè)計(jì)1.1.1 I/O分配表及PLC 型號(hào)選擇I/O分配表及PLC 型號(hào)選擇根據(jù)控制要求,PLC 控制霓虹燈廣告顯示屏的輸入輸出(I0地址編排如下表所示, 其中SB1(X0為啟動(dòng)開關(guān),SB2(X1為停止開關(guān),SB3(X2為單步連續(xù)選擇開關(guān),SB4(X3為步進(jìn)按鈕開關(guān)。Y0Y7控制8根霓虹燈字, 用發(fā)光管LED1LED8模擬顯示,Y10Y15控制6組流水燈泡, 這里用發(fā)光管LEDQLED,模擬顯示。如表1表1 I/O分配表PLC 型號(hào)的選擇：由于共有14個(gè)端口輸出，

4、并且用是用交流電的，所以我選擇用FX 2N -48MR-001。FX 2N -48MR-001的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入繼電器有24點(diǎn)，輸出繼電器有24點(diǎn)。電源電壓為AC100240V 50/60H 1.1.2PLC 端子接線圖 圖2 端子接線圖1.1.3控制流程圖 圖3 狀態(tài)流程圖 1.1.4梯形圖與指令表 圖 4 梯形圖 程序說明： 第 20 個(gè)狀態(tài)：霓虹燈的正序亮和反序滅。 第 21 個(gè)狀態(tài)：霓虹燈的反序亮和正序滅。 第 6065 個(gè)狀態(tài)：是流水燈的正序的隔位亮 第 7075 個(gè)狀態(tài)：是流水燈的反序的隔位亮。 1.1 PLC 介紹 1.1.1 PLC 的定義 PLC 問世以來，盡管時(shí)間不長，

5、但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo) 準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì) NEMA（National Electrical Manufactory Association）經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于 1984 年首先將其正式命名為 PC （Programmable Controller），并給 PC 作了如下定義： “PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指 令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或 類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算 機(jī)若是從事執(zhí)行 PC 之功能著，亦被視為 PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械 式順序控制器?！?以后國際電工

6、委員會(huì)(IEC又先后頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第 二稿,并在 1987 年 2 月通過了對(duì)它的定義： 可編程控制器是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)， 專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng) 用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、 順序控制定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的 輸知識(shí)界一出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC 擴(kuò)充其功能的原則 進(jìn)行高駐地，因此，可編程控制器以其簡單易懂、操作方便、可靠性高、 通用靈活、體積小、使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，在汽車、鋼鐵、航空航天、 船舶、化工、紡織、食品、造紙、軍工等工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)

7、算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制 造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。 但可編程控制器產(chǎn)品并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件 需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 1.1.2 PLC 的特點(diǎn)及實(shí)際應(yīng)用 在發(fā)達(dá)工業(yè)國家，PLC 已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在所有的工業(yè)部門。據(jù)“美國 市場(chǎng)信息”的世界 PLC 以及軟件市場(chǎng)報(bào)告稱，1995 年全球 PLC 及其軟件 的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)規(guī)模約 50 億美元。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，PLC 的功能得到大大的增強(qiáng)，具有以下特點(diǎn)： 1 可靠性高。 具有豐富的 I/O 接口模塊。 采用模塊化結(jié)構(gòu)。 編 2

8、 3 4 程簡單易學(xué)。5安裝簡單，維修方便。 PLC 在 運(yùn) 動(dòng) 控 制 領(lǐng) 域 的 應(yīng) 用 是 保 持 了 廣 泛 的 增 長 趨 勢(shì) 。 AutomationdirectCom 公司為其 DL205PLC 推出 4 通道高速計(jì)數(shù)器的 H2 一 CTRI/O 模件， 該模件支持 4 個(gè)獨(dú)立可組態(tài)的 100KHZ 計(jì)數(shù)器定時(shí)器通 道，具備 4 個(gè)隔離高速 DC 輸出通道，并運(yùn)行于獨(dú)立的 CPU 掃描程序，使 其具備了非常快速的響應(yīng)能力。 程序設(shè)計(jì)通常采用 Directsoft32 和 Think DO 工控組態(tài)軟件包來完成。 結(jié)合機(jī)械和運(yùn)動(dòng)控制， GiddingsLewis 公司提供了基于工業(yè)

9、 PC 的 MMC( 機(jī) 械 與 運(yùn) 動(dòng) 控 制 軟 件 包 Picpro for Windows ， 該 軟 件 兼 容 于 ICE61131-3 標(biāo)準(zhǔn)的梯形圖和功能模塊圖表程序設(shè)計(jì)方式，該軟件內(nèi)藏于 PCI 總線模件中，當(dāng)宿主工業(yè) PC 停機(jī)以后，該模件單元能夠繼續(xù)運(yùn)行操 作。其特點(diǎn)包括不超過 32 個(gè)軸向模擬量控制或者 SERCOS 伺服系統(tǒng)控制， 具備運(yùn)動(dòng)控制功能，內(nèi)藏 OPC 服務(wù)器驅(qū)動(dòng)程序，電子郵件和文件傳輸器， 以及為 DeviceNet 或者 Profibus 提供接口通信，它還提供了標(biāo)準(zhǔn)的 Internet 和 Intranet 訪問工具。 1.1.3 PLC 型號(hào)的選擇及介

10、紹 隨著 P LC 技術(shù)的發(fā)展， 產(chǎn)品的種類也越來越多。 PLC 不同型號(hào)的 PLC， 其結(jié)構(gòu)形式、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場(chǎng)合也各 有側(cè)重。因此，合理選用 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有 著重要意義。 PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、I/O 模塊、電源模塊、特殊 功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 PLC 機(jī)型的選擇 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、 維護(hù)方便的 前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： (一 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 整體式 PLC 的每一個(gè)

11、IO 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相 對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中； 而模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便,在 IO 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、IO 模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。 (二 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 IO 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng) 的分布式。 集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程 IO 硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程 IO 式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程 IO 可以分散 安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程 IO 電源；多 臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分

12、別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場(chǎng) 合，可以選用小型 PLC，但必須要附加通訊模塊。 (三相應(yīng)的功能要求 一般小型(低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要 開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A D 和 DA 轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。 對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能， 可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。但是中、高檔 PLC 價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。 (四響應(yīng)速度要求 PLC 是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次 PLC 的響應(yīng)速度 一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功 能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮 PLC 的響應(yīng)速度，可選用 具有高速 IO 處理功能的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模 塊的 PLC 等。 (五系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性