嘉兴职业技术学院
自学考试综合设计
题目__ PLC广告霓虹灯设计_ 专业机电一体化____ 学生姓名杨帆_ 准考证号
指导教师张天林
2015 年 5 月
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。企业为展现自己的形象和产品，一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法。所以当我们夜晚走在大街上，马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点。在这我认为PLC最适合去解决这些问题---因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过PLC去控制霓虹灯的。
关键词PLC；霓虹灯；
1、前言
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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，很多个大中小城市都在进行亮化工程。个体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。
PLC可编程序控制器：英文全称Programmable Logic Controller ，中文全称为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.作为自动控制装置的核心，它具有功能强，可靠性高等诸多优点，PLC实验装置采用的是模块化结构，主要模块有可编程序控制器、编程器模块，九种实验模块，按钮、开关输入模块和继电器输出模块，以及四层电梯模型。该装置可以完成各种指令系统训练以及多种控制对象的程序设计训练。
2、控制系统介绍和控制过程要求
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。如下图：八个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时的隔位闪烁。
图：霓虹灯用PLC对霓虹灯广告屏实现控制，其具体要求如下:
⑴该广告屏中间8个霓虹灯字亮灭的时序为第1字亮到第2字亮到第3字亮……第8字亮，时间间隔均为1S，8个霓虹灯字全亮后，显示10S，再反过来从第8字到第7字…第1字顺序熄灭.全亮后，停亮2S，再从第8字开始亮起，顺序点亮8-7…1，时间间隔为1S，全亮后显示20S.再从1-2…8顺序熄灭.全熄灭后，停亮2S，再从头开始运行，周而复始。
⑵广告屏四周的流水灯共24个，4个1组，共分6组，每组灯间隔1S向前
动一次，且I~VI每隔一组的灯点亮，即从1，3亮后2，4亮后3，5亮后4，6亮。移动一段时间后(如30S)，再反过来移动。即从6，4亮后5，3亮后4，2亮后3，1亮。如此循环往复。
⑶系统有单步\连续控制，有启动和停止按钮。
⑷系统霓虹灯的电压及供电电源为市电220V。
3、I/O分配表及PLC型号选择
1.I/O分配表：
根据控制要求,PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入\输出(I\0)地址编排如下表所示,其中SA1(X0)为启动开关,SA2(X1)为停止开关,SAa(X2)为单步\连续选择开关,SB(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 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 50/60Hz。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。
2.PLC机型选择
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。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。
4、PLC接线图
5、控制流程图
八字全亮10秒
N
是否正序
全亮10秒
6
7、程序原理及PLC定义
本程序是用梯形图所写的，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。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 ManufactoryAssociation）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PLC，并给PLC作了如下定义：
“PLC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PLC之功能着，亦被视为PLC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。”
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.
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。
经过这次设计加强了我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。
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。
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.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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