霓虹灯广告屏的PLC控制设计.docx
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霓虹灯广告屏的PLC控制设计
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
1.1总体设计
1.1.1I/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
输入开关名称
输出接口
驱动设备
X000
启动按钮SB1
Y000~Y007
控制8个霓虹灯字
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
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1I/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—240V50/60H
1.1.2PLC端子接线图
图2端子接线图
1.1.3控制流程图
图3状态流程图
1.1.4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。
1.1PLC介绍
1.1.1PLC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(NationalElectricalManufactoryAssociation)经过四年的调查工作,于1984年首先将其正式命名为PC(ProgrammableController),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。
1.1.2PLC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个独立可组态的100KHZ计数器/定时器通道,具备4个隔离高速DC输出通道,并运行于独立的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PicproforWindows,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。
1.1.3PLC型号的选择及介绍
随着PLC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独立控制,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。
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