基于PLC控制廣告牌飾燈的設(shè)計(jì)

1、重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文基于 PLC 控制廣告牌飾燈的設(shè)計(jì)考生姓名： 何福德 準(zhǔn)考證號(hào)： 011810102493 專業(yè)層次： 本 科 院（系）：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院指導(dǎo)教師： 黃武凱 職 稱： 講 師 重慶科技學(xué)院二 O 一二年六月二十五日重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文基于 PLC 控制廣告牌飾燈的設(shè)計(jì)考生姓名： 何福德 準(zhǔn)考證號(hào)： 011810102493 專業(yè)層次： 本 科 指導(dǎo)教師： 黃武凱 院 （系）： 機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院重慶科技學(xué)院二 O 一二年六月二十五日摘 要可編程序控制器簡(jiǎn)稱 PLC，它的應(yīng)用面廣，功能強(qiáng)大，使用方便，已經(jīng)成為當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要的支柱

2、之一。PLC 廣泛的應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中，PLC 在其他領(lǐng)域，例如在民用和家庭自動(dòng)化中也得到了迅速的發(fā)展。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:燈飾廣告屏來(lái)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燈飾廣告均可以見(jiàn)到,一種是采用 LED 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(yǔ)或宣傳畫(huà)來(lái)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(guò) PLC 來(lái)達(dá)到控制的要求。通過(guò)本設(shè)計(jì)，即能熟悉學(xué)習(xí)過(guò)的 PLC 知識(shí)，還

3、能提高自己的設(shè)計(jì)能力，并且PLC 具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC 在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。在一定程度上提高自己以后在找工作的成功率。所以我選擇了這個(gè)題目。關(guān)鍵詞：PLC，廣告燈The Title of the thesisABSTRACTA programmable controller PLC, its wide application, strong function, convenient use, has become the main pillar of industry automati

4、on. PLC is widely used in all kinds of machinery equipment and the automatic control system of production processes, PLC in other areas, such as in civil and home automation has also been a rapid development. With the continuous deepening of reform, the socialist market economic prosperity and the c

5、ontinued development of big and medium city, in the lighting project. Enterprises to promote the image of their companies and products, are subject to the advertising practices of: lighting advertising screen to achieve this purpose . When we night walking in the street, the road on both sides of di

6、versiform lighting advertising can be seen, using a LED lamp made of various shapes and multiple color lamp, another one is fluorescent tube or incandescent lamp as the light source, the other with large advertisement or poster to achieve the propaganda effect. Out of these bright lights, flashing a

7、ll the time and the flow direction through the PLC to achieve the control requirement. Through this design, can be familiar with the learned knowledge in PLC, but also improve the ability of design, and the PLC has strong universality, convenient use, wide adaptability, high reliability, strong anti

8、 interference ability, simple programming features. PLC in industrial automation and control a particular sequence to control the position, in the foreseeable future, cannot be replaced. To a certain extent, improve their job search success rate in the future. So I chose this topic.Keywords：Programm

9、able controller (PLC), advertising lights目 錄摘摘 要要.IABSTRACTABSTRACT.II1 1. .緒緒 論論.11.11.1 PLCPLC 的特點(diǎn)的特點(diǎn) .21.1.1 高可靠性 .21.1.2 豐富的 I/O 接口模塊 .21.1.3 采用模塊化結(jié)構(gòu) .21.1.4 編程簡(jiǎn)單易學(xué) .21.1.5 安裝簡(jiǎn)單，維修方便 .21.21.2 PLCPLC 的功能的功能 .31.3PLC1.3PLC 的應(yīng)用的應(yīng)用 .31.3.1 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 .31.3.2 模擬量控制.31.3.3 運(yùn)動(dòng)控制 .31.3.4 過(guò)程控制 .41.3.5 數(shù)據(jù)處理

10、.41.3.6 通信及聯(lián)網(wǎng) .42.PLC2.PLC 在廣告設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用在廣告設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用.52.12.1 PLCPLC 的分類的分類 .52.22.2 PLCPLC 的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu) .52.32.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理 .52.3.1 輸入采樣階段 .52.3.2 用戶程序執(zhí)行階段 .62.3.3 輸出刷新階段 .62.42.4 PLCPLC的工作方式的工作方式.62.52.5 PLCPLC 匯編語(yǔ)言匯編語(yǔ)言 .72.5.1 梯形圖.72.5.2 語(yǔ)句表 .72.62.6 PLCPLC 的基本指令的基本指令 .82.6.1 輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）.82.6.2

11、 觸點(diǎn)串連指令（AND/ANDI） 、并聯(lián)指令（OR/ORI）.82.6.3 電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB）.92.6.4 程序結(jié)束指令（END）.103 3. .具體設(shè)計(jì)情況具體設(shè)計(jì)情況.113.13.1 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求.113.23.2I/OI/O 分配表及分配表及 PLCPLC 型號(hào)選擇型號(hào)選擇 .113.33.3 PLCPLC 端子接線圖端子接線圖 .123.3.1 中央處理器 CPU.123.3.2 存儲(chǔ)器模塊 .123.3.3 輸入輸出模塊 .123.3.4 編程器 .133.43.4 PLCPLC 端子接線圖端子接線圖 .錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.53.

12、5 控制流程圖控制流程圖.133.63.6 三菱三菱 FX2NFX2N 系列指令表系列指令表.143.73.7 廣告燈牌分布圖：廣告燈牌分布圖：.174 4. .結(jié)結(jié) 論論.20參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).22致致 謝謝.23論文原創(chuàng)性聲明論文原創(chuàng)性聲明.241 緒 論可編程序控制器(Programmable Logic Controller， 簡(jiǎn)稱 PLC)，PLC 從1969 年問(wèn)世以來(lái)，雖然至今還不到 40 年，但由于其具有道用靈活的控制性能、可以 適應(yīng)各種工業(yè)環(huán)境的可靠性與簡(jiǎn)單方便的使用性能，在工業(yè)自動(dòng)化各領(lǐng)域取得了廣泛的應(yīng)用。曾經(jīng)有人將 PLC 技術(shù)與數(shù)控技術(shù)(CNC)、CADCAM 技術(shù)、工

13、業(yè)機(jī)器 人技術(shù)并稱為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱。最初的電氣自動(dòng)控制裝置(包括日前使用的一些簡(jiǎn)單機(jī)械)，只是一些簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器(如刀開(kāi)關(guān)、正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等)。這些電器只適合于電機(jī)容量小、控制要求 簡(jiǎn)單、動(dòng)作單一的場(chǎng)合。隨著技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)機(jī)械對(duì)電氣自動(dòng)控制提出了越來(lái) 越高的要求，電氣自動(dòng)控制裝置逐步發(fā)展成了各種形式的電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)。1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司(DEC 公司)首先研制比了全世界第一臺(tái)可編程序控制器，并稱之為“可編程序邏輯制器” Programmable Logic Controller， 簡(jiǎn)稱 PLC)。試樣機(jī)在 GM 公司的應(yīng)用獲得了成功。此后，PLC 得到了快速發(fā)展， 并被廣

14、泛用于各種開(kāi)義量邏輯運(yùn)算與處理的場(chǎng)合。 早期 PLC 的硬件主要由分立元件與小規(guī)模集成電路構(gòu)成， 它雖然采用了計(jì)算機(jī)技術(shù)，但指令系統(tǒng)、軟件與功能相對(duì)較簡(jiǎn)單，一般只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算的處理，同時(shí)通過(guò)簡(jiǎn)化計(jì)算機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與改進(jìn)可靠性等措施，使之能與工業(yè)環(huán)境相適應(yīng)。在 20 世紀(jì) 70 年代初期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)一些出二極管矩陣、集成電路等器件組成 的所謂“順序控制器” ；20 世紀(jì) 70 年末期曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)以 MCl4500 工業(yè)控制單元 (Industrial control unit， 簡(jiǎn)稱 ICU)為核心。8 通道數(shù)據(jù)選擇器MCl4512)、 出 指令計(jì)數(shù)器(MCl4516)、8 位可尋址雙向鎖存器(MC

15、l4599)、存儲(chǔ)器(2732)等組成的 “可編程序控制器” 等產(chǎn)品。 這些產(chǎn)品與 PLC 相比，雖然具有一定的價(jià)格優(yōu)勢(shì)， 但最終還是因可靠性、功能等多方面的原因，未能得到進(jìn)一步的推廣與發(fā)展；而 PLC 則隨著微處理器價(jià)格的全面下降，最終以其優(yōu)良的性能價(jià)格比，得到了迅速發(fā)展，并最終成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)控制技術(shù)的重要支柱枝術(shù)之一。1.1 PLC 的特點(diǎn)1.1.1 高可靠性所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離；各輸入端均采用 R-C 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms；各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾；采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源；對(duì)采用的

16、器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選；良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大；大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。1.1.2 豐富的 I/O 接口模塊PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開(kāi)關(guān)；接近開(kāi)關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。1.1.

17、3 采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU，電源，I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái)，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。1.1.4 編程簡(jiǎn)單易學(xué)PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。1.1.5 安裝簡(jiǎn)單，維修方便PLC 不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故

18、障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障；由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障，用戶可以通過(guò)更換模塊的方法，使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。1.2 PLC 的功能（1）邏輯控制（2）定時(shí)控制（3）計(jì)數(shù)控制（4）步進(jìn)(順序)控制（5）PID 控制（6）數(shù)據(jù)控制：PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力。（7）通信和聯(lián)網(wǎng)（8）其它：PLC 還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT 模塊三.PLC 的應(yīng)用1.3PLC 的應(yīng)用目前，PLC 在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類：1.3.1 開(kāi)

19、關(guān)量的邏輯控制這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。1.3.2 模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的 A/D 轉(zhuǎn)換及 D/A 轉(zhuǎn)換。PLC 廠家都生產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。1.3.3 運(yùn)動(dòng)控制PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的

20、控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。1.3.4 過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID 調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許多小型PLC 也具有此功能模塊。PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。過(guò)程控制在冶金、化工

21、、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。1.3.5 數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算） 、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。1.3.6 通信及聯(lián)網(wǎng)PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各 PLC 廠商都

22、十分重視 PLC 的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 2. PLC 在廣告設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用 2.1 PLC 的分類(1) 按 plc 的結(jié)構(gòu)形式分類：1.整體式；2.模塊式。(2)按 plc 的 I/O 點(diǎn)數(shù)分類：1 小型 256 點(diǎn)以下；2 中型 256 點(diǎn)以上，2048點(diǎn)以下；3 大型 2048 點(diǎn)以上。(3)按 plc 功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。2.2 PLC 的結(jié)構(gòu)PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)從結(jié)構(gòu)上分，PLC 分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式 PLC 包括 CPU板、I/O 板、

23、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。PLC 的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：接受 驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) 受控元件圖 2.1 PLC 的結(jié)構(gòu)框圖2.3 PLC 的工作原理當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。2.3.1 輸入采樣階段在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀輸入接口部件

24、中央處理單元 CPU 板 電 源 部 件接口部件輸出態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2.3.2 用戶程序執(zhí)行階段在用戶程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯

25、運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O 指令則可以直接存取

26、I/O 點(diǎn)。即使用 I/O 指令的話，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O 模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。2.3.3 輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。2.4 plc 的工作方式(1)輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時(shí)，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入

27、采樣階段才能讀入信息。(2) 程序執(zhí)行階段：plc 對(duì)用戶程序掃描。(3)輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。2.5 PLC 匯編語(yǔ)言采用面向控制過(guò)程，面向問(wèn)題，簡(jiǎn)單直觀的 plc 編寫(xiě)橫語(yǔ)言，常用的有：梯形圖，語(yǔ)句表，功能圖等。2.5.1 梯形圖梯形圖編程語(yǔ)言功能具有很強(qiáng)更方便的特點(diǎn)，自上而下，從左到右的順序排列，兩列垂直線為母線。每一邏輯行，起使左母線；梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實(shí)物理繼電器稱為“軟繼電器” ；每個(gè)梯級(jí)流過(guò)的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源；輸入繼電器，用于接入信號(hào)，而無(wú)線圈，輸入繼電器，

28、通過(guò)輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實(shí)現(xiàn)。2.5.2 語(yǔ)句表又叫指令表，類似計(jì)算機(jī)匯編語(yǔ)言形式，用指令的記助符編程。例：下圖是三菱公司的 FX2N 系列產(chǎn)品的最簡(jiǎn)單的梯形圖例：X000 X001 Y000X010圖 2.2 LED 顯示的梯形圖它有兩組，第一用以實(shí)現(xiàn)啟動(dòng)、停止控制；第二僅一個(gè) END 指令，用以結(jié)束程序。梯形圖與助記符的對(duì)應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序?yàn)椋合容斎?，后輸出（含其他處理?；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序?yàn)椋罕?2-1 LED 顯示的助記符地址指

29、令變量 END0000LDX0000001ORX0100002ANDX0010003OUTY0000004END反之根據(jù)助記符，也可畫(huà)出與其對(duì)應(yīng)的梯形圖2.6 PLC 的基本指令2.6.1 輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）下面把 LD/LDI/OUT 三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件以列表的形式加以說(shuō)明：符號(hào) 功 能 梯形圖表示操作元件LD（?。?常開(kāi)觸點(diǎn)與母線相連 X，Y，M，T，C,SLDI（取反） 常閉觸點(diǎn)與母線相連 X，Y，M，T，C,SOUT（輸出） 線圈驅(qū)動(dòng) Y，M，T，C，S,FLD 與 LDI 指令用于與母線相連的接點(diǎn)，此外還可用于分支電路的起點(diǎn)。OUT 指令是線圈

30、的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。X000 Y000 地址 指令 數(shù)據(jù)0000 LD X0000001 OUT Y0002.6.2 觸點(diǎn)串連指令（AND/ANDI） 、并聯(lián)指令（OR/ORI）符號(hào)（名稱） 功 能 梯形圖表示 操作元件AND（與） 常開(kāi)觸點(diǎn)串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,SANDI（與非） 常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,SOR（或） 常開(kāi)觸點(diǎn)并聯(lián)連接 X，Y，M，T，C，SORI（ 或非） 常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接 X，Y，M，T，C，SAND、ANDI 指令用于一個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，但串

31、聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不限，這兩個(gè)指令可連續(xù)使用。OR、ORI 是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。X001 X002 Y001 地址 指令 數(shù)據(jù)0002 LD X001X003 0003 ANDI X0020004 OR X0030005 OUT Y0012.6.3 電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB）符號(hào)（名稱） 功能 梯形圖表示 操作元件ORB（塊或） 電路塊并聯(lián)連接 無(wú)ANB（塊與） 電路塊串聯(lián)連接 無(wú)含有兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)連接塊” ，串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，支路的起點(diǎn)以 LD 或 LDNOT 指令開(kāi)始，而支路的終點(diǎn)要用 ORB 指令。ORB 指令是一種獨(dú)立指令，其后不帶操作元件號(hào)

32、，因此，ORB 指令不表示觸點(diǎn)，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個(gè)電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)并聯(lián)電路塊之后使用一個(gè) ORB 指令，用這種方法編程時(shí)并聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制；也可將所有要并聯(lián)的電路塊依次寫(xiě)出，然后在這些電路塊的末尾集中寫(xiě)出 ORB 的指令，但這時(shí) ORB 指令最多使用 7 次。將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)使用 ANB 指令，各并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)，使用 LD 或 LDNOT 指令；與 ORB 指令一樣，ANB 指令也不帶操作元件，如需要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后使用一個(gè) ANB 指令，用這種方法編程時(shí)串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒(méi)有限制，若集中使用 A

33、NB 指令，最多使用 7 次。ANBX000 X002 X003 Y006X001 X004 X005ORBX006X003地 址 指 令 數(shù) 據(jù)0000 LD X0000001 OR X0010002 LD X0020003 AND X0030004 LDI X0040005 AND X0050006 OR X0060007 ORB0008 ANB0009 OR X0030010 OUT Y0062.6.4 程序結(jié)束指令（END）在符號(hào)（名稱 功 能 梯形圖表示 操作元件END（結(jié)束） 程序結(jié)束 無(wú)程序結(jié)束處寫(xiě)上 END 指令，PLC 只執(zhí)行第一步至 END 之間的程序，并立即輸出處理。若不

34、寫(xiě) END 指令，PLC 將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用 END 指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時(shí)，可以將 END 指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動(dòng)作，確認(rèn)無(wú)誤后，再依次刪去插入的 END 指令。其他還有一些指令，如置位復(fù)位、脈沖輸出、清除、移位、主控觸點(diǎn)、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等。由梯形圖寫(xiě)出與之對(duì)應(yīng)的助記符形式的指令。并由后面的 GPP 軟件傳輸?shù)?PLC 中，實(shí)時(shí)運(yùn)行。結(jié)束3具體設(shè)計(jì)情況3.1 設(shè)計(jì)要求本控制系統(tǒng)主要是用于控制廣告燈按順序閃爍。能讓你在不用人控制的情況下，進(jìn)行燈的自動(dòng)閃爍，達(dá)到宣傳的目的。此設(shè)計(jì)是用 PLC 控制一個(gè)自動(dòng)閃爍的廣告牌，其內(nèi)容為“

35、成阿工業(yè)園歡迎您” ，這 8 個(gè)字用 8 個(gè)燈點(diǎn)亮并實(shí)現(xiàn)閃爍, 24 只流水燈，每 4 只燈為一組，用 PLC 對(duì)燈光廣告牌進(jìn)行控制。其閃爍要求為： 啟動(dòng)時(shí) 1、廣告牌中間 8 個(gè)熒光燈管依次從左至右點(diǎn)亮，至全亮，每只燈點(diǎn)亮?xí)r間間隔 1s，全亮后顯示 10s；接下來(lái)從右至左依次熄滅至全滅，全滅后停亮 2s；再?gòu)挠抑磷笠来吸c(diǎn)亮至全亮，每只點(diǎn)亮?xí)r間間隔 1s。全亮后顯示 10s；再?gòu)淖笾劣乙来蜗缰寥珳?，全滅后停?s，又從開(kāi)始運(yùn)行，如此循環(huán)不止，周而復(fù)始。2、廣告牌四周流水燈共24 燈，每 4 只為一組，共分 6 組，每組燈間隔 1s 向前移動(dòng)一次，移動(dòng) 24s后，再反過(guò)來(lái)移動(dòng)，如此循環(huán)往復(fù)。3

36、.2I/O 分配表及 PLC 型號(hào)選擇表 3-1 PLC 及 I/O 分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)輸入接點(diǎn)輸入開(kāi)關(guān)名稱輸出接口元件文字符號(hào)輸入點(diǎn)編號(hào)X000啟動(dòng)按鈕 SB1“成”字彩燈EL1Y0X001停止按鈕 SB2“阿”字彩燈EL2Y1X002單步/連續(xù)開(kāi)關(guān) SB3“工”字彩燈EL3Y2X003步進(jìn)按紐開(kāi)關(guān) SB4“業(yè)”字彩燈EL4Y3“園”字彩燈EL5Y4“歡”字彩燈EL6Y5“迎”字彩燈EL7Y6“您”字彩燈EL8Y73.3 PLC 端子接線圖本設(shè)計(jì)采用的是三菱 FX2N 系列 PLC 硬件組成，F(xiàn)X2N 主體由三部分組成，主要包括中央處理器 CPU、存儲(chǔ)系統(tǒng)和輸入、輸出接口。PLC 的基本

37、結(jié)構(gòu)如圖1-1 所示。系統(tǒng)電源有些在 CPU 模塊內(nèi)，也有單獨(dú)作為一個(gè)單元的，編程器一般看作 PLC 的外設(shè)。PLC 內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。外部的開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)以及各種傳感器檢測(cè)信號(hào)作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC 的輸入端子進(jìn)入 PLC 的輸入存儲(chǔ)器，收集和暫存被控對(duì)象實(shí)際運(yùn)行的狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)；經(jīng) PLC 內(nèi)部運(yùn)算與處理后，按被控對(duì)象實(shí)際動(dòng)作要求產(chǎn)生輸出結(jié)果；輸出結(jié)果送到輸出端子作為輸出變量，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。PLC 的各部分協(xié)調(diào)一致地實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制。3.3.1 中央處理器 CPUCPU 的主要作用是解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制

38、、處理、通信以及所賦予的其它功能，控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致地工作。常用的 CPU 主要有通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片機(jī)。3.3.2 存儲(chǔ)器模塊隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 RAM 用于存儲(chǔ) PLC 內(nèi)部的輸入、輸出信息，并存儲(chǔ)內(nèi)部繼電器（軟繼電器） 、移位寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、定時(shí)器計(jì)數(shù)器以及累加器等的工作狀態(tài)，還可存儲(chǔ)用戶正在調(diào)試和修改的程序以及各種暫存的數(shù)據(jù)、中間變量等。只讀存儲(chǔ)器 ROM 用于存儲(chǔ)系統(tǒng)程序。可擦除可編程序的只讀存儲(chǔ)器 EPROM主要用來(lái)存放 PLC 的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序，如果用戶程序已完全調(diào)試好，也可將程序固化在 EPROM 中。3.3.3 輸入輸出模塊可編程序控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

39、系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，與 DCS 相似，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系也是通過(guò)輸入輸出接口模塊(I/O)實(shí)現(xiàn)的。I/O 模塊是可編程序控制器與生產(chǎn)過(guò)程相聯(lián)系的橋梁。PLC 連接的過(guò)程變量按信號(hào)類型劃分可分為開(kāi)關(guān)量（即數(shù)字量） 、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊和脈沖量輸入模塊等。3.3.4 編程器編程器是 PLC 必不可少的重要外部設(shè)備。編程器將用戶所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到 PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器中。編程器不僅能對(duì)程序進(jìn)行寫(xiě)入、讀出、修改，還能對(duì) PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)也是用戶與 PLC 之間進(jìn)行人機(jī)對(duì)話的

40、界面。隨著 PLC 的功能不斷增強(qiáng)，編程語(yǔ)言多樣化，編程已經(jīng)可以在計(jì)算機(jī)上完成。 3.4 控制流程圖 Y N N N N N N N Y圖 3.1 PLC 控制廣告牌設(shè)計(jì)流程圖3.5 三菱 FX2N 系列指令表表 3-2 廣告自動(dòng)閃爍燈三菱 FX2N 系列 PLC 控制指令表開(kāi)始手動(dòng)D1 燈亮1S自動(dòng)D1 燈正常D8 燈正常常常常所有燈亮正常常6 次到?jīng)]D7 燈正常常常報(bào)警D2 燈亮報(bào)警D7 燈亮D8 燈亮報(bào)警報(bào)警所有燈亮 1s報(bào)警燈全滅D2 燈正常0 LD X0001 OR M02 ANI X0013 OUT M04 LD MO5 ANI T16 OUT T0 K59 LD T110 PLS

41、 M112 LD M013 ANI M314 ANI M415 ANI M516 ANI M617 ANI M718 ANI M819 ANI M9 20 ANI M10 21 ANI M1122 ANI M1223 ANI M1324 ANI M1425 ANI M1526 OUT M227 LD M1 28 ANI M1529 SFTL M2 M3 K13 K138 LD M239 OR T2 40 OUT Y00041 LD M342 OR T2 43 OUT Y00144 LD M445 OR T2 46 OUT Y00247 LD M548 OR T2 49 OUT Y00350 L

42、D M651 OR T2 52 OUT Y00453 LD M754 OR T2 55 OUT Y005 56 LD M8 57 OR T2 58 OUT Y006 59 LD M9 60 OR T2 61 OUT Y007 62 LD M10 63 OR T2 64 OUT Y010 65 LD M1166 OR T2 67 OUT Y011 68 LD M1269 OR T2 70 OUT Y012 71 LD M1372 OR T2 73 OUT Y013 74 LD M1475 OR T2 76 OUT Y014 77 LD M1578 ANI T379 OUT T2 K382 LD

43、T283 OUT T3 K386 LD T387 OUT C0 K390 LD C0 91 ZRST M3 M15 96 END3.6 廣告燈牌分布圖：本次設(shè)計(jì)每四個(gè) LED 燈分為一組，總共六組。3.2 廣告牌分布圖3.7 梯形圖2217212019181314151623244321燈燈2燈燈3燈燈8燈燈4燈燈5燈燈6燈燈7燈燈1678111051289圖 3.3 設(shè)計(jì)梯形圖2.8 調(diào)試與完善廣告牌飾燈的程序是由三菱 PLC 編程軟件 GX-DEVELOPER7 編制完成，廣告燈的程序正常工作時(shí)程序存放在存儲(chǔ)卡中，若要修改程序，先將 PLC設(shè)定在 STOP 狀態(tài)下，運(yùn)行三菱 PLC 編程軟

44、件 GX-DEVELOPER7 編程軟件，打開(kāi)廣告燈的程序，即可在線調(diào)試，也可用編程器進(jìn)行調(diào)試。廣告燈的程序也可以采用步進(jìn)指令進(jìn)行編寫(xiě)。整個(gè)程序的設(shè)計(jì)充分體現(xiàn)了定時(shí)器在可編程控制器中的重要作用。將各個(gè)輸入輸出端子和實(shí)際控制系統(tǒng)中的按鈕、所需控制設(shè)備正確連接，完成硬件的安裝。4 結(jié) 論基于如上所述的電路原理，開(kāi)發(fā)出基于 PLC 控制的廣告牌飾燈，可廣泛用于商場(chǎng)、學(xué)校、醫(yī)院、大街等地方，具有自動(dòng)循環(huán)、自動(dòng)報(bào)警等功能，采用PLC 控制，更具有靈敏度高、量程寬、穩(wěn)定性好、經(jīng)久耐用等特點(diǎn)，這些都是本設(shè)計(jì)中的 PLC 控制的廣告牌飾燈所具有的其它控制廣告牌燈飾無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)。本程序在啟動(dòng)按鈕按下以后，廣告牌中間 8 個(gè)熒光燈管依次從左至右點(diǎn)亮，至全亮，每只燈點(diǎn)亮?xí)r間間隔 1s，全亮后顯示 10s；接下來(lái)從右至左依次熄滅至全滅，全滅后停亮 2s；再?gòu)挠抑磷笠来吸c(diǎn)亮至全亮，每只點(diǎn)亮?xí)r間間隔 1s。全亮后顯示 10s；再?gòu)淖笾劣乙来蜗缰寥珳?，全滅后停?2s，又從開(kāi)始運(yùn)行，如此循