基于PLC的花样彩灯控制系统设计课程设计
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艺术彩灯plc课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解艺术彩灯的基本概念,掌握PLC编程基础知识;2. 学生能描述艺术彩灯的设计原理,了解彩灯在不同场合的应用;3. 学生掌握艺术彩灯PLC控制系统的搭建方法,了解相关电路元件的功能。
技能目标:1. 学生能运用PLC编程软件进行艺术彩灯程序的编写与调试;2. 学生具备独立设计简单艺术彩灯PLC控制系统并进行实际操作的能力;3. 学生能够分析艺术彩灯PLC控制系统在实际应用中出现的问题,并提出合理的解决方案。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习艺术彩灯PLC课程,培养对艺术和科技的热爱,提高创新意识;2. 学生在课程实践过程中,学会团队合作,培养沟通与协作能力;3. 学生能够关注艺术彩灯在生活中的应用,认识到科技与艺术的结合对美好生活的贡献。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合艺术与科技,注重培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:六年级学生具有一定的电学基础和编程能力,对新鲜事物充满好奇心,善于团队合作。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生通过实践操作掌握艺术彩灯PLC控制系统相关知识,培养学生的创新意识和实际操作能力。
同时,关注学生的情感态度价值观的培养,提高学生的综合素质。
在教学过程中,将课程目标分解为具体的学习成果,以便进行有效的教学设计和评估。
二、教学内容1. 艺术彩灯基本概念与设计原理- 彩灯的种类与特点- 彩灯设计原理及创意构思2. PLC编程基础知识- PLC的结构与工作原理- 基本指令与编程方法3. 艺术彩灯PLC控制系统搭建- 相关电路元件的功能与选型- PLC与艺术彩灯的连接方式- 系统调试与优化4. 艺术彩灯PLC编程与调试- 编程软件的使用方法- 彩灯程序的编写与调试- 实际操作与故障排查5. 艺术彩灯PLC控制系统应用案例- 不同场合的艺术彩灯设计与应用- 艺术彩灯在生活中的创新实践- 团队合作与成果展示教学内容安排与进度:第一课时:艺术彩灯基本概念与设计原理第二课时:PLC编程基础知识第三课时:艺术彩灯PLC控制系统搭建第四课时:艺术彩灯PLC编程与调试第五课时:艺术彩灯PLC控制系统应用案例及成果展示教材章节及内容:《PLC应用技术》第四章:PLC控制系统设计实例《电子设计与实践》第七章:艺术彩灯设计与制作教学内容注重科学性和系统性,结合课程目标,将理论与实践相结合,使学生在掌握知识的同时,培养实际操作能力和创新意识。
plc控制彩灯变化课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和功能。
2. 学生能掌握PLC在控制彩灯变化中的应用,包括逻辑控制、定时控制等。
3. 学生能了解并描述彩灯变化的电路构成和元件功能。
技能目标:1. 学生能运用PLC编程软件进行程序设计和修改。
2. 学生能通过PLC实现彩灯的不同变化模式,如闪烁、渐变等。
3. 学生能在团队中协作完成彩灯控制系统的搭建和调试。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对自动化技术和创新实践的浓厚兴趣。
2. 学生在实践过程中,培养解决问题的能力和勇于尝试的精神。
3. 学生通过课程学习,认识到科技在生活中的应用,增强社会责任感。
课程性质:本课程属于实践性、综合性课程,旨在通过PLC控制彩灯变化的项目,将理论知识与实际应用相结合。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,对PLC有一定了解,喜欢动手实践,善于团队合作。
教学要求:注重理论与实践相结合,鼓励学生自主探究和合作学习,强调安全意识,培养学生严谨的科学态度。
通过分解课程目标为具体的学习成果,使学生在实践中掌握知识,提高技能,培养情感态度价值观。
二、教学内容1. PLC基本原理与结构:介绍PLC的组成、工作原理、编程语言等,对应教材第3章内容。
2. 彩灯电路设计:讲解彩灯电路的构成、元件选型、电路图绘制等,对应教材第2章内容。
3. PLC编程软件使用:学习PLC编程软件的操作方法,包括程序编写、下载、调试等,对应教材第4章内容。
4. 彩灯控制程序设计:结合实例,教授如何设计彩灯控制程序,包括逻辑控制、定时控制等,对应教材第5章内容。
5. 彩灯控制实践:分组进行彩灯控制系统的搭建、编程、调试,使学生掌握实际操作技能,对应教材第6章内容。
教学安排与进度:1. 第1周:PLC基本原理与结构学习,熟悉教材第3章内容。
2. 第2周:彩灯电路设计与元件选型,学习教材第2章内容。
3. 第3周:PLC编程软件使用与编程基础,学习教材第4章内容。
plc彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和功能。
2. 学生能够掌握PLC编程中涉及的逻辑运算和指令。
3. 学生能够了解彩灯控制系统的组成和工作原理。
技能目标:1. 学生能够运用PLC进行简单的逻辑编程,实现彩灯的有序切换和控制。
2. 学生能够通过实际操作,解决彩灯控制过程中遇到的问题。
3. 学生能够运用所学的知识,设计出具有创意的彩灯控制系统。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对PLC技术及自动化控制领域的兴趣和热情。
2. 学生培养团队协作精神,提高沟通与交流能力。
3. 学生能够关注科技创新,认识到自动化技术在社会发展中的应用价值。
课程性质:本课程属于实践性较强的学科课程,以项目式教学为主,注重培养学生的实际操作能力和创新思维。
学生特点:学生处于初中年级,具备一定的物理知识和逻辑思维能力,对新鲜事物充满好奇心。
教学要求:教师应注重理论与实践相结合,引导学生通过实际操作掌握PLC彩灯编程与控制,同时关注学生的个体差异,给予个性化指导。
在教学过程中,关注学生的情感态度价值观培养,提高学生的综合素养。
通过分解课程目标为具体的学习成果,为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. PLC基本原理与功能:介绍PLC的发展历程、结构组成、工作原理及其在自动化控制中的应用。
- 教材章节:第一章《PLC概述》- 内容列举:PLC的定义、分类、功能及其在工业生产中的应用案例。
2. PLC编程基础:讲解PLC编程中的基本逻辑指令、逻辑运算及其应用。
- 教材章节:第二章《PLC编程基础》- 内容列举:逻辑指令、定时器指令、计数器指令等编程方法及其在实际应用中的案例。
3. 彩灯控制系统设计:分析彩灯控制系统的组成、工作原理及设计方法。
- 教材章节:第三章《PLC控制系统设计》- 内容列举:彩灯控制系统的硬件设计、软件编程及调试方法。
4. 实践操作:分组进行PLC彩灯编程与控制实践操作,培养学生的动手能力和团队协作精神。
plc彩灯循环控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理,掌握彩灯循环控制的相关知识点。
2. 学生能掌握PLC编程软件的使用,学会编写简单的彩灯循环控制程序。
3. 学生了解彩灯循环控制中所涉及的电子元件,如继电器、传感器等,并理解它们的工作原理。
技能目标:1. 学生能够运用PLC编程软件进行彩灯循环控制程序的编写,实现彩灯的有序循环点亮。
2. 学生能够通过实际操作,解决彩灯循环控制过程中可能出现的问题,提高实际操作能力。
3. 学生能够运用已学知识,对彩灯循环控制系统进行创新设计,提高创新能力和实践能力。
情感态度价值观目标:1. 学生通过学习PLC彩灯循环控制,培养对自动化技术的兴趣和热情,增强学习动力。
2. 学生在学习过程中,养成合作、探究的学习习惯,培养团队协作精神。
3. 学生能够认识到PLC技术在现实生活中的广泛应用,增强对科技改变生活的认识,提高社会责任感。
本课程针对高年级学生,结合PLC技术的实际应用,注重理论知识与实践操作的紧密结合。
在教学过程中,教师应关注学生的个体差异,引导他们通过自主探究、合作学习等方式,达到课程目标。
课程目标的设定旨在使学生在掌握PLC彩灯循环控制技术的基础上,提高实践操作能力和创新能力,培养良好的学习态度和价值观。
二、教学内容本章节教学内容主要包括以下几部分:1. PLC基本原理:介绍PLC的组成、工作原理、特点及应用领域,使学生了解PLC技术的基本概念。
2. 彩灯循环控制原理:讲解彩灯循环控制的基本原理,包括彩灯的点亮顺序、循环方式等。
3. PLC编程软件操作:教授PLC编程软件的使用方法,使学生能够熟练操作软件,编写简单的彩灯循环控制程序。
4. 电子元件及其应用:介绍彩灯循环控制中涉及的电子元件,如继电器、传感器等,并讲解它们的工作原理及在PLC控制系统中的应用。
5. 彩灯循环控制程序编写:详细讲解彩灯循环控制程序的编写方法,引导学生学会使用PLC编程软件进行编程。
plc课程霓虹灯控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理,掌握霓虹灯控制的基础知识;2. 学生能描述霓虹灯控制过程中涉及的传感器、执行器及其工作原理;3. 学生掌握PLC编程软件的使用方法,能编写简单的霓虹灯控制程序。
技能目标:1. 学生能运用PLC技术设计简单的霓虹灯控制电路;2. 学生能通过编程实现霓虹灯的不同亮灭模式;3. 学生具备分析和解决霓虹灯控制过程中常见问题的能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对自动化技术及PLC控制技术的兴趣和热情;2. 学生认识到PLC技术在现实生活中的广泛应用,增强创新意识和实践能力;3. 学生通过小组合作,培养团队协作精神,提高沟通与表达能力。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实际操作,培养学生的动手能力和创新能力。
学生特点:学生具备一定的电子技术基础,对PLC技术有一定了解,喜欢动手实践,善于团队合作。
教学要求:教师需引导学生结合理论知识进行实践操作,鼓励学生创新设计,注重培养学生分析问题和解决问题的能力。
在教学过程中,关注学生的学习进度,及时给予指导和反馈,确保课程目标的达成。
二、教学内容1. 理论知识:- PLC基本原理及结构;- 传感器、执行器工作原理及选型;- PLC编程语言及编程方法。
教材章节:第一章 可编程逻辑控制器概述、第二章 传感器与执行器、第三章 PLC编程语言。
2. 实践操作:- 霓虹灯控制电路设计;- PLC编程软件的使用;- 编写霓虹灯控制程序;- 霓虹灯控制电路的调试与优化。
教材章节:第四章 PLC控制系统设计、第五章 PLC控制系统编程与调试。
3. 教学大纲:- 第一周:PLC基本原理及结构学习,认识传感器、执行器;- 第二周:学习PLC编程语言,进行简单的编程练习;- 第三周:霓虹灯控制电路设计,编写控制程序;- 第四周:调试霓虹灯控制电路,优化程序。
教学内容确保科学性和系统性,结合教材章节,让学生在实践中掌握理论知识,提高学生的动手能力和创新能力。
plc课程设计彩灯一、教学目标本章节的的教学目标是让学生掌握PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和编程方法,能够运用PLC实现彩灯的控制。
具体目标如下:1.了解PLC的基本组成部分和工作原理。
2.掌握PLC的编程语言和指令系统。
3.了解PLC在自动化控制系统中的应用。
4.能够使用PLC编程软件进行程序设计。
5.能够根据控制要求编写PLC程序。
6.能够进行PLC的调试和维护。
情感态度价值观目标:1.培养学生的创新意识和团队合作精神。
2.培养学生对自动化技术的兴趣和热情。
3.培养学生的工程伦理观念和责任感。
二、教学内容本章节的教学内容主要包括PLC的基本原理、编程方法和应用实例。
具体内容包括:1.PLC的基本组成部分和工作原理。
2.PLC的编程语言和指令系统。
3.PLC程序的设计方法和步骤。
4.PLC在自动化控制系统中的应用实例。
5.引言:介绍PLC的概念和发展历程。
6.PLC的基本原理:讲解PLC的组成部分和工作原理。
7.PLC的编程方法:讲解PLC的编程语言和指令系统。
8.PLC程序设计:讲解PLC程序的设计方法和步骤。
9.PLC应用实例:介绍PLC在自动化控制系统中的应用实例。
三、教学方法为了激发学生的学习兴趣和主动性,本章节将采用多种教学方法相结合的方式进行教学。
具体方法包括:1.讲授法:讲解PLC的基本原理、编程方法和应用实例。
2.案例分析法:分析典型的PLC应用案例,让学生了解PLC在实际工程中的应用。
3.实验法:安排实验室实践环节,让学生亲自动手进行PLC编程和调试。
四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施,本章节将采用以下教学资源:1.教材:选用权威、实用的PLC教材,为学生提供系统的理论知识。
2.参考书:推荐学生阅读相关的PLC参考书籍,丰富学生的知识体系。
3.多媒体资料:制作课件、教案等多媒体资料,直观地展示PLC的工作原理和编程方法。
4.实验设备:准备PLC实验设备,让学生进行实际操作和调试。
plc课程设计节日彩灯控制一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握PLC在节日彩灯控制方面的应用。
知识目标包括了解PLC的基本原理、掌握PLC的编程方法和熟悉PLC的硬件组成。
技能目标包括能够熟练操作PLC进行编程和调试,以及能够独立完成一个简单的节日彩灯控制项目。
情感态度价值观目标则是培养学生的创新意识和团队合作精神,提高他们对自动化技术的兴趣和认识。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括PLC的基本原理、编程方法和硬件组成。
首先,学生需要了解PLC的工作原理和功能,掌握PLC的基本接线方式和输入输出信号。
其次,学生需要学习PLC的编程语言,包括指令的编写和程序的。
最后,学生需要了解PLC的硬件组成,包括CPU、输入输出模块和电源模块等。
三、教学方法为了达到本节课的教学目标,我们将采用多种教学方法。
首先,通过讲授法,向学生讲解PLC的基本原理和编程方法。
其次,通过案例分析法,让学生通过分析实际案例,掌握PLC在节日彩灯控制中的应用。
然后,通过实验法,让学生亲手操作PLC,进行编程和调试,增强他们的实践能力。
最后,通过讨论法,让学生分组讨论,共同完成一个简单的节日彩灯控制项目,培养他们的团队合作精神和创新意识。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施,我们将准备多种教学资源。
教材方面,我们将使用《PLC原理与应用》这本书,作为学生的主要学习资料。
参考书方面,我们将推荐《PLC编程技巧》和《PLC控制系统设计》等书籍,供学生深入学习。
多媒体资料方面,我们将制作PPT和视频教程,帮助学生更好地理解和掌握PLC的知识。
实验设备方面,我们将准备PLC实验箱和编程软件,让学生能够亲手操作PLC,进行编程和调试。
五、教学评估本节课的教学评估将采用多元化的评估方式,以全面、客观、公正地评价学生的学习成果。
评估方式包括平时表现、作业和考试等。
平时表现主要考察学生在课堂上的参与程度和表现,作业则是让学生通过实践来巩固所学知识,考试则是检验学生对知识的掌握程度。
基于plc的彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能够理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理及其在彩灯控制中的应用。
2. 学生掌握彩灯电路的基本构成和设计方法,能够运用PLC进行彩灯控制程序的编写。
3. 学生了解并掌握PLC编程软件的使用,理解程序指令和逻辑表达在彩灯控制中的作用。
技能目标:1. 学生能够独立设计彩灯电路,并运用PLC进行程序编写,实现彩灯的多样控制效果。
2. 学生通过实践操作,培养解决问题的能力,提高创新实践技能。
3. 学生通过小组合作,提升团队协作和沟通能力。
情感态度价值观目标:1. 学生培养对电气工程和自动化技术的兴趣,增强对现代科技的认识和探索精神。
2. 学生在学习过程中,培养耐心、细致、严谨的科学态度。
3. 学生通过课程学习,认识到科技发展对生活的影响,增强环保意识和创新意识。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论知识与实践操作,使学生在动手实践中掌握PLC在彩灯控制中的应用。
学生特点:学生具备一定的电子基础和编程知识,对新鲜事物充满好奇心,喜欢动手实践。
教学要求:教师需引导学生将理论知识与实践操作相结合,鼓励学生创新思考,培养解决问题的能力。
在教学过程中,注重学生的主体地位,关注个体差异,确保每个学生都能在课程中取得实际的学习成果。
通过课程目标的分解,为教学设计和评估提供明确的方向。
二、教学内容1. 理论知识:- PLC的基本原理与结构- 彩灯电路设计基础- PLC编程指令与逻辑表达- 彩灯控制程序设计方法2. 实践操作:- PLC编程软件的使用与操作- 彩灯电路的搭建与调试- PLC彩灯控制程序的编写与优化- 小组合作完成彩灯控制项目教学大纲:第一周:PLC基本原理与结构学习,了解彩灯电路设计基础。
第二周:学习PLC编程指令与逻辑表达,进行编程软件的实操训练。
第三周:分组进行彩灯电路搭建,编写控制程序,进行初步调试。
第四周:优化彩灯控制程序,完成项目展示与评价。
艺术彩灯的PLC控制课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生了解艺术彩灯的基本知识,掌握PLC控制原理及其在艺术彩灯中的应用;2. 使学生掌握艺术彩灯PLC控制程序的编写方法,了解相关指令的使用;3. 引导学生了解艺术彩灯的设计理念,掌握彩灯色彩、造型与控制系统的关系。
技能目标:1. 培养学生运用PLC技术对艺术彩灯进行控制的能力;2. 培养学生独立编写艺术彩灯PLC控制程序的能力;3. 提高学生团队协作、沟通表达和创新能力,使其能在实际项目中运用所学知识。
情感态度价值观目标:1. 激发学生对艺术彩灯及PLC控制技术的兴趣,培养其积极探索的精神;2. 培养学生关注传统文化与现代科技相结合的意识,增强民族文化自信;3. 引导学生认识到科技在艺术领域的应用,提高审美观念和创新能力。
分析课程性质、学生特点和教学要求,本课程将目标分解为以下具体学习成果:1. 学生能够阐述艺术彩灯的基本知识及PLC控制原理;2. 学生能够独立编写艺术彩灯PLC控制程序,实现彩灯的动态效果;3. 学生能够在团队项目中,运用所学知识设计具有创意的艺术彩灯;4. 学生能够积极主动参与课程学习,表达个人观点,与他人交流合作。
二、教学内容本课程教学内容围绕艺术彩灯的PLC控制技术,依据课程目标,选择以下内容:1. 艺术彩灯基础知识:彩灯的历史、种类、设计理念及制作工艺。
2. PLC控制原理:PLC的基本结构、工作原理、编程语言及常用指令。
3. 艺术彩灯PLC控制系统设计:- 彩灯控制需求分析;- PLC选型及I/O分配;- 控制程序编写及调试;- 艺术彩灯与PLC的接口设计。
4. 实践操作:- 搭建艺术彩灯PLC控制系统;- 编写并调试艺术彩灯控制程序;- 设计具有创意的艺术彩灯作品。
教学内容安排和进度如下:1. 第一章节:艺术彩灯基础知识及PLC控制原理(2课时);2. 第二章节:艺术彩灯PLC控制系统设计(3课时);3. 第三章节:实践操作(4课时)。
PLC舞台彩灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 学生能理解PLC(可编程逻辑控制器)的基本原理和功能。
2. 学生能掌握PLC在舞台彩灯控制中的应用。
3. 学生能了解舞台彩灯系统的电路构成及工作原理。
技能目标:1. 学生能运用PLC编程软件进行简单的程序编写和调试。
2. 学生能设计并实现一个简单的舞台彩灯控制程序。
3. 学生能通过实际操作,提高动手能力和团队协作能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对自动化控制技术的兴趣,激发学习热情。
2. 培养学生勇于尝试、积极探究的学习态度,增强解决问题的信心。
3. 培养学生的创新意识和审美观念,提高对舞台灯光艺术的鉴赏能力。
课程性质:本课程为实践性较强的课程,结合理论教学和实际操作,使学生在实践中掌握PLC舞台彩灯控制技术。
学生特点:学生具备一定的电子电路基础知识,对PLC技术有一定了解,具有较强的动手能力和团队合作意识。
教学要求:教师需引导学生将理论知识与实际操作相结合,注重培养学生的实践能力和创新能力,提高学生的综合素质。
通过课程目标的分解,确保学生能够达到预期的学习成果。
1. PLC基本原理:介绍PLC的组成、工作原理、编程语言等,使学生了解PLC 的基础知识。
教材章节:第二章 可编程逻辑控制器基础2. 舞台彩灯控制系统:讲解舞台彩灯系统的电路构成、功能及应用。
教材章节:第四章 舞台灯光控制系统3. PLC编程软件应用:教授PLC编程软件的使用方法,使学生掌握基本的编程和调试技巧。
教材章节:第五章 PLC编程与调试4. 舞台彩灯控制程序设计:引导学生设计并实现一个简单的舞台彩灯控制程序。
教材章节:第六章 PLC控制系统设计5. 实践操作:组织学生进行实际操作,包括舞台彩灯电路搭建、PLC编程与调试等。
教材章节:第七章 实践操作与案例分析教学进度安排:第一周:PLC基本原理学习第二周:舞台彩灯控制系统学习第三周:PLC编程软件应用学习第四周:舞台彩灯控制程序设计及实践操作教学内容注重科学性和系统性,结合教材章节,使学生在理论学习与实践操作中,逐步掌握PLC舞台彩灯控制技术。
专业课综合课程设计说明书基于PLC的花样彩灯控制系统设计目录摘要 (1)1 前言 (2)2 PLC概述 (3)2.1 PLC的定义 (3)2.2 PLC的发展历程 (3)2.3 PLC的特点 (3)2.3.1 高可靠性、抗干扰能力强 (3)2.3.2 丰富的I/O接口模块 (4)2.3.3 配套齐全、功能完善、适用性强 (4)2.3.4 易学易用,深受工程技术人员欢迎 (4)2.3.5 系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造 (4)2.3.6 体积小,重量轻,能耗低 (4)2.4 PLC的应用领域 (5)2.5 三菱PLC-FX2N系列可编程控制器简介 (6)3 设计任务与要求 (7)4 花样彩灯方案设计 (8)4.1 彩灯常见的工作模式 (8)4.2 确定输入输出设备,选择PLC类型 (8)4.3 确定I/O分配表 (8)5 系统硬件设计 (9)5.1 PLC选型 (9)5.2 组成原理 (10)5.3 PLC外部接线原理图 (10)6 软件设计 (11)6.1 初始化程序 (11)6.2 主控输出程序 (12)6.3 系统调试方法 (12)6.4 系统调试及结果分析 (13)7 小结 (15)参考文献 (16)摘要随着科学技术的飞速发展,在现代生活中,彩灯作为一种景观应用越来越多。
针对PLC日益得到广泛应用的现状,文章介绍了PLC对大型演出现场的彩灯进行控制,并给出其PLC控制系统的接线图和梯形图程序设计。
该设计具有可编程性、线路简单、可靠性高等特点,提高了系统的灵活性及可扩展性,包括对变换类负载、舞台流水灯、大型标语牌底色流水灯的控制,以营造良好的现场灯光氛围,并且便于起停、控制、检修,节约人力物力。
仿真结果验证了该设计的实用性。
关键词:PLC,彩灯控制,设计,仿真1 前言随着人们生活环境的不断改善和美化,在许多场合可以看到彩色霓虹灯。
各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。
在大型晚会的现场,彩灯更是成为不可缺少的一道景观。
小型的彩灯多采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管,或是以日光灯、白炽灯作为光源,另配大型广告语、宣传画来达到效果。
LED彩灯由于其丰富的灯光色彩,低廉的造价以及控制简单等特点而得到了广泛的应用,用彩灯来装饰街道和城市建筑物已成为一种时尚。
这些灯的控制设备大多数用全硬件的数字电路实现,电路结构复杂、功能单一,这样一旦制作成品只能按固定的模式闪亮,不能根据不同场合、不同时间段的需求来调节亮灯时间、模式、闪烁频率等动态参数。
本文介绍PLC在彩灯控制中的应用,灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。
在彩灯的应用中,装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样,但就其工作模式,可分为三种主要类型:长明灯、流水灯及变幻灯。
长明灯的特点是只要灯投入工作,负载即长期接通,一般在彩灯中用以照明或衬托底色,没有频繁的动态切换过程,因此可用开关直接控制,不需经过PLC控制。
流水灯负载变化频率高,变换速度快,使人有眼花缭乱之感,分为多灯流动、单灯流动等情形。
变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等,其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化,但频率不高。
流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。
2 PLC概述2.1 PLC的定义Programmable Logic Controller 简称为PLC,即可编程控制器,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。
2.2 PLC的发展历程在工业生产过程中,大量的开关量顺序控制,它按照逻辑条件进行顺序动作,并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制,及大量离散量的数据采集。
传统上,这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
1968年美国GM(通用汽车)公司提出取代继电气控制装置的要求,第二年,美国数字公司研制出了基于集成电路和电子技术的控制装置,首次采用程序化的手段应用于电气控制,这就是第一代可编程序控制器,称Programmable Controller(PC)。
个人计算机(简称PC)发展起来后,为了方便,也为了反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC),现在,仍常常将PLC简称PC。
PLC的定义有许多种。
国际电工委员会(IEC)对PLC的定义是:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在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,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
上世纪80年代至90年代中期,是PLC发展最快的时期,年增长率一直保持为30~40%。
在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统.2.3 PLC的特点2.3.1 高可靠性、抗干扰能力强(1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。
(2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms.(3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。
(4)采用性能优良的开关电源。
(5)对采用的器件进行严格的筛选。
(6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软,硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。
(7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
2.3.2 丰富的I/O接口模块PLC针对不同的工业现场信号,如:交流或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位;强电或弱电等。
有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备,如:按钮;行程开关;接近开关;传感器及变送器;电磁线圈;控制阀等直接连接。
另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。
2.3.3 配套齐全、功能完善、适用性强PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。
可以用于各种规模的工业控制场合。
除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。
近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。
加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。
2.3.4 易学易用,深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。
2.3.5 系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造PLC是面向工矿企业的工控设备。
它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。
梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。
2.3.6 体积小,重量轻,能耗低以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。
由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。
2.4 PLC的应用领域目前,PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,大致可归纳为如下几类。
1.开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域,它取代传统的继电器电路,实现逻辑控制、顺序控制,既可用于单台设备的控制,也可用于多机群控及自动化流水线。
2.模拟量控制在工业生产过程当中,有许多连续变化的量,如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量,必须实现模拟量(Analog)和数字量(Digital)之间的A/D转换及D/A转换。
PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块,使可编程控制器用于模拟量控制。
3.运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
从控制机构配置来说,早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构,现在一般使用专用的运动控制模块。
如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能,广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4.过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机,PLC能编制各种各样的控制算法程序,完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
5.数据处理现代PLC具有数学运算(含矩阵运算、函数运算、逻辑运算)、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能,可以完成数据的采集、分析及处理。
这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较,完成一定的控制操作,也可以利用通信功能传送到别的智能装置,或将它们打印制表。
6.通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。
随着计算机控制的发展,工厂自动化网络发展得很快,各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能,纷纷推出各自的网络系统。
新近生产的PLC都具有通信接口,通信非常方便。
2.5 三菱PLC-FX2N系列可编程控制器简介日本三菱可编程控制器分为F、F1、F2、FX0、FX2、FX0N、FX0S、FX2N、FX2NC 等几个系列,其中F系列是早期的产品,现已停产,FX2系列PLC是1991年推出的产品,是加强型的小型机,是整体式和模板式相结合的叠装式结构,有一个16位微处理器和一个专门逻辑处理器,其执行速度为0.00048ms/步,是目前运动速度最快的小型PLC 之一。
FX2N是三菱公司的近期产品,按叠装式配置,是日本高性能小型机中的代表作。
三菱公司生产A系列PLC,这是一种中大型模块式机种。
(1)型号命名方式可编程控制器型号命名的基本格式如图2.1所示图2.1 可编程控制器型号命名的基本格式FX特殊品种的区别输出方式单元类型I/O总点数系列序号特殊品种类别:D──DC电源,DC输入;A1─AC电源,AC输入,2A/1点,输出方式:R─继电器输出;S─晶闸管输出;T─晶体管输出。
单元类别:M─基本单元;E─扩展单元。
I/O总点数:14─256,序号:0 2 0N 2C 2N,即:FX0 FX2 FX0N FX2C FX2N.例如,FX2N──48MR型号的含义为:FX2N系列;I/O总点数为48点;基本单元;继电器输出型。
(2)FX2N系列PLC的基本构成FX系列PLC又分为4个大类,即FX0 FX2 FX2C FX2N系列,PLC是由基本单元,扩展单元及特殊单元构成的。