基于PLC的霓虹灯控制系统设计
电科班
一、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。
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，(二)
安装方式的选择，(三)相应的功能要求，(四)响应速度要求，(五)系统可靠性的要求，(六)机型尽量统一。
二
.控制系统介绍及控制要求
本控制系统只要是用于控制霓虹灯和边框流水灯的按顺序的闪烁。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。
1.霓虹灯广告屏示意图
利用s7-200控制由8根灯管，24只流水灯，每4只灯为一组广告牌。，如下图所示：
图1
2.控制要求：
（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：第1根亮→2亮→3亮→……→第8根亮，时间间隔为1s，全亮后，显示10s，再反过来从8→7→……→1按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s；再从第8根开始亮，顺序点亮7→6→……→1，时间间隔1s，显示5s，再从1→2→……→8按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s，然后重复运行，周而复始。
（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ→Ⅱ→……→Ⅵ按1s时间间隔依次向前移动，且点亮时每相隔1灯为亮，即从Ⅰ“、”亮→Ⅱ“、”亮，同时Ⅰ“、”灭→Ⅲ““、”亮，同时Ⅱ“、”灭……，如此移动一段时间（如30s）后，再反过来移动一段时间：Ⅵ“、”亮
→Ⅴ“、”亮，同时Ⅵ“、”灭，……如此循环往复。
（3）系统有单步/连续控制，有起动和停止按钮。
（4）起动时，灯管和流水灯同时起动，关闭时，可同时也可分别关闭。
（5）要求有移位指令的应用
（6）在控制要求1中，若要求将全亮后显示10s改为以0.5s间隔同时闪烁5s，试修改程序。
三.工作原理
1.I/O分配
根据控制要求，PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入，输出地址如下表所示，其中SB1为启动开关,SB2为停止开关,SB3为单步连续选择开关SB4为不进按钮开关.Q0.0～Q0.7控制霓虹灯用的发光管模拟显示，Q1.0～Q2.1控制6组流水灯泡。如表1
输入接点
输入开关名称
I0.0
启动按钮SB1
I0.1
停止按钮SB2
I0.3
单步/连续开关SB3
I0.4
步进按钮开关SB4
输出接点
输出名称
Q0.0
灯管1
Q0.1
灯管2
Q0.2
灯管3
Q0.3
灯管4
Q0.4
灯管5
Q0.5
灯管6
Q0.6
灯管7
Q0.7
灯管8
Q1.0
L1.L3流水灯
Q1.1
L2.L4流水灯
Q1.2
L5.L7流水灯
Q1.3
L6.L8流水灯
Q1.4
L9.L11流水灯
Q1.5
L10.L12流水灯
Q1.6
L13.L15流水灯
Q1.7
L14.L16流水灯
Q2.0
L17.L19流水灯
Q2.1
L18.L20流水灯
Q2.2
L21.L23流水灯
Q2.3
L22.L24流水灯
2.PlC型号的选择
由于共由20个端口输出，并且用是交流点的，所以我选择用FX2N-48MR-001.FX2N-48MR-001的主要的技术参数：输入继电器的24点，输出继电器由24点。电源电压为AC100-240V
50/60Hz。
3.硬件接线图
图
4．时序图
5.流程图
6.梯形图及程序
0.1启动
LD I0.1
EU
MOVB 16#1, MB0
MOVW 16#FF, VW0
S M1.0, 1
MOVB 16#81, VB2
I0.2总停止
LD I0.2
MOVB 16#0, MB0
MOVW 16#0, VW0
R M1.0, 2
MOVB 16#0, VB2
8路灯管单独停止
LD I0.2
MOVB 16#0, MB0
MOVW 16#0, VW0
24l路循环灯管单独停
LD I0.3
R M1.0, 2
MOVB 16#0, VB2
8路灯管控制,Q0----7（QB0）为8路灯管输出控制点
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路循环灯控制，由于2个灯同时亮，所以每2个共用一个输出点。QB1单数灯管，QB2双数灯管（双数的灯管安装顺序与单数灯管相反，即Q1.0-----Q1.5对应灯管1,3-------21,23，Q2.0-----Q2.5对应灯管24.22-------4,2,这样可以省掉一些程序）
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.主电路
四、设计心得
本程序是用STL图所写的，在启动按钮按下以后，有两步程序同时运行，一个是霓虹灯字的亮灭，一个是四周边框流水灯的亮灭。霓虹灯字的亮灭：在按下启动按钮以后，八个字会按要求亮灭，主要是计时器控制的，在S20和S21中，S20是灯的正序亮反序灭，S21是灯的反序亮正序灭。流水灯的亮灭，状态就比较多了，我是把每一中亮的情况都纳入一个状态的，所以有6中状态，然后在循环，在30秒过后，会由正序的亮转换成反序的亮。反序的亮30秒都又转换成正序的两，这个30秒我是用计数器控制的，因为每一个循环是6秒，那30秒就是5次，计到5次都才会进行正反序的转换。
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，比如说对应用指令的不熟悉，大大地加深了我的程序复杂程度。多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。当时编完一个程后感觉是正确的。就是这样还要仔细检查自己的程序。考虑到各种可能发生的情况。
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。
五、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
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