霓虹灯广告屏的PLC控制设计

霓虹灯广告屏的PLC控

制设计

Newly compiled on November 23, 2020

PLC控制霓虹灯

摘要: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,大中小城市都在进行亮化工程。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. 关键字: 霓虹灯; PLC

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“迎”字亮到“接”字亮到“世”字亮……“谐”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“谐”字到“和”字…“迎”字顺序熄灭.全亮后,停亮2S,再从“谐”字开始亮起,顺序点亮“谐”… “迎”,时间间隔为1S,全亮后显示20S.再从“迎”… “谐”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 总体设计

I/O分配表及PLC型号选择 I/O分配表及PLC型号选择

输入点分配 输出点分配

输入接点 X000 输入开关名称 启动按钮SB1 输出接口 Y000～ Y007 驱动设备 控制8个霓虹灯字 根据控制要求,PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入\\输出(I\\0)地址编排如下表所

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 步进按钮开关SB4 示,其中SB1(X0)为启动开

关,SB2(X1)为停止开关,SB3(X2)为单步\\连续选择开关,SB4(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。如表1

表1 I/O分配表

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 50/60H

端子接线图

图2 端子接线图

控制流程图

开 始 八字正序N 是否全流水灯正序隔位亮 N 是否八是否全Y 八字全亮10是否30N 是否正流水灯的反序隔Y 是否按停八字反序灭 是否反是否八字Y 八字全灭2秒 是否八字是否反序停止 图3 状态流程图

梯形图与指令表

图4 梯形图

程序说明：

第20个状态：霓虹灯的正序亮和反序灭。

第21个状态：霓虹灯的反序亮和正序灭。 第60~65个状态：是流水灯的正序的隔位亮 第70~75个状态：是流水灯的反序的隔位亮。

PLC介绍 PLC的定义

PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（National Electrical Manufactory Association）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC（Programmable Controller），并给PC作了如下定义：

“PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。一部数字电子计算机若是从事执行PC之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”

以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：

可编程控制器是一种数字式运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输知识界一出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC扩充其功能的原则进行高驻地，因此，可编程控制器以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长等一系列优点，在汽车、钢铁、航空航天、船舶、化工、纺织、食品、造纸、军工等工业领域获得了广泛的应用。

总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。

PLC的特点及实际应用

在发达工业国家，PLC已经广泛的应用在所有的工业部门。据“美国市场信息”的世界PLC以及软件市场报告称，1995年全球PLC及其软件的市场经济规模约50亿美元。随着电子技术和计算机技术的发展，PLC的功能得到大大的增强，具有以下特点：

1．可靠性高。2．具有丰富的I/O接口模块。3．采用模块化结构。4．编程简单易学。5．安装简单，维修方便。

PLC在运动控制领域的应用是保持了广泛的增长趋势。Automationdirect．Com公司为其DL205PLC推出4通道高速计数器的H2一CTRI/O模件，该模件支持4个可组态的100KHZ计数器／定时器通道，具备4个隔离高速DC输出通道，并运行于的CPU扫描程序，使其具备了非常快速的响应能力。程序设计通常采用Directsoft32和Think＆DO工控组态软件包来完成。

结合机械和运动控制， Giddings＆Lewis公司提供了基于工业PC的MMC(机械与运动控制)软件包Picpro for Windows，该软件兼容于ICE61131-3标准的梯形图和功能模块图表程序设计方式，该软件内藏于 PCI总线模件中，当宿主工业PC停机以后，该模件单元能够继续运行操作。其特点包括不超过32个轴向模拟量控制或者SERCOS伺服系统控制，具备运动控制功能，内藏OPC服务器驱动程序，电子邮件和文件传输器，以及为DeviceNet或者Profibus提供接口通信，它还提供了标准的Internet和Intranet访问工具。

PLC型号的选择及介绍

随着P LC技术的发展，PLC产品的种类也越来越多。不同型号的PLC，其结构形式、指令系统、编程方式、价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用PLC，对于提高PLC控制系统的技术经济指标有着重要意义。

PLC的选择主要应从PLC的机型、容量、I/O模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。

PLC机型的选择

PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点：

(一) 合理的结构型式

PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。

整体式PLC的每一个I／O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式PLC的功能扩展灵活方便,在I／O点数、输入点数与输出点数的比例、I／O模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。

(二) 安装方式的选择

PLC系统的安装方式分为集中式、远程I／O式以及多台PLC联网的分布式。 集中式不需要设置驱动远程I／O硬件，系统反应快、成本低；远程I／O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I／O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I／O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通讯模块。

(三)相应的功能要求

一般小型(低档)PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。

对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带A／D和D／A转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档PLC。

对于控制较复杂，要求实现PID运算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档PLC。但是中、高档PLC价格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。

(四)响应速度要求

PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I／O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。

(五)系统可靠性的要求

对于一般系统PLC的可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。

(六)机型尽量统一

一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要考虑到以下三方面问题： １)机型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。

２)机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。

３)机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。