【基于PLC的广告灯控制系统设计8300字（论文）】

第第I页基于PLC的广告灯控制系统设计TOC\o"1-3"\h\u25834一、引言 46706二、PLC的特点、分类及应用领域 410973（一）PLC的特点 4318751抗干扰能力强、可靠性高 4320182控制系统结构简单、使用方便 5229333功能强大、通用性好 511626（二）PLC的分类 5107491按PLC的点数分类 5285432按PLC的结构分类 517146（三）PLC的应用领域 570251逻辑控制 573022运动控制 6123593过程控制 6196394工业控制网络分级系统 623104三、PLC组成和基本工作原理 62884（一）PLC组成 694181CPU运算和控制中心起“心脏”作用。 6261652存储器 6319843输入/输出接口 7227834编程器 74224（二）PLC的基本工作原理 716801（三）PLC的功能 814148四、基于PLC的广告灯控制系统设计 819320（一）PLC的基本逻辑指令 816117（二）系统所需硬件及注意事项 926084（三）系统设计 930675（四）设计实现 11197081流水灯中的PLC 1138572控制要求 1173823指导思想 11280104系统分析 1227704五、结论 1317309参考文献 14基于PLC的广告灯控制系统设计一、引言1968，美国最大的汽车制造商，通用汽车（GM），为了适应连续生产工艺的需要，提出了一个新的工业控制器取代继电器接触器控制装置，和所需的计算机控制的优点（功能齐全、灵活性、通用性好）和继电器接触器控制（易于理解和使用。将计算机的软件逻辑编程与继电接触器控制的硬接线逻辑开关相结合，方便、廉价，编程简单，不熟悉计算机的人也能快速掌握使用技术。第二年，美国数字设备公司（DEC）开发了第一台可编程控制器，成功地完成了美国通用汽车公司的自动化装配，取得了令人满意的结果。可编程控制器诞生了。PLC的定义有很多种。国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是，可编程控制器是为在工业环境中应用而设计的数字操作操作的电子装置。它使用可编程存储器来存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算的指令，并通过数字或模拟输入和输出来控制各种机械或生产过程。可编程序控制器及其相关外围设备的设计应遵循易于形成完整的工业控制系统和易于扩展功能的原则。随着改革的深化和社会主义市场经济的不断繁荣和发展，大中城市照明工程项目不断涌现。为了宣传自己企业的形象和产品，它采用了一种广告技术：霓虹灯。当我们晚上在街上行走的时候，可以看到马路两边各种霓虹灯广告，一种是霓虹灯和彩灯构成的各种形状，另一种是光管或白炽灯作为光源，另一种是大广告语言。或宣传画达到宣传的效果。这些灯的光线、时间和流向可以用PLC控制。选择本课题作为毕业设计，通过设计熟悉的PLC知识，提高PLC的设计能力，PLC具有通用性强、使用方便、适应性广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。PLC在工业自动化控制，特别是顺序控制中的地位，在可预见的将来是不可替代的。在一定程度上提高了以后找工作的成功率。二、PLC的特点、分类及应用领域（一）PLC的特点1抗干扰能力强、可靠性高该控制系统结构简单，使用方便。在PLC控制系统中，大大简化了控制系统的结构。PLC编程大多采用梯形图，类似于继电器的电路控制。它可以实现非常复杂的控制功能，可以代替继电器组合控制逻辑、定时控制和逻辑控制，形成具有不同功能和规模的控制系统控制逻辑；2在运动控制中，PLC可以使用特殊的运动控制单元来控制一个或多个步进电机或伺服电机的轴位置加速度3电磁干扰、能量波动、机械振动和温湿度变化影响计算机的工作。PLC从硬件和软件两方面采取了一系列抗干扰措施。在硬件方面，PLC广泛应用于集成电路中。采取绝缘、过滤、屏蔽、接地等抗干扰措施，采取耐热、防潮、防尘、抗震等措施。软件采用数字滤波、故障诊断等抗干扰措施。以上措施使PLC具有较强的抗干扰能力和高可靠性。2控制系统结构简单、使用方便在PLC控制系统中，只有相应的信号线必须连接到PLC的输入和输出端子。无需断路器等低压电器和大量复杂的硬件布线电路，大大简化了控制系统的结构。PLC具有体积小、重量轻、安装维护方便等优点。此外，大多数PLC程序使用梯形图作为继电器控制电路。这种编程语言直观，易于掌握，易于编程。3功能强大、通用性好用户可以在PLC中使用数百个编程组件，功能强大，可以实现非常复杂的控制功能。此外，PLC产品已标准化、系列化、模块化，配备了多种硬件设备供用户使用，用户可灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的控制系统。（二）PLC的分类1按PLC的点数分类根据PLC可扩展的输入/输出点数，可以将PLC分为小型、中型和大型三类。小型的PLC输入/输出点数在256点一下；中型PLC的输入/输出点数为256~2048个点；大型PLC的输入/输出点数在204以上。2按PLC的结构分类根据PLC的结构，PLC可分为集成模块。嵌入式电源、CPU、内存、I/O系统，集中在一个小型机箱上，嵌入式PLC可编程控制器根据系统要求，将PLC模块分为电源模块、CPU模块、通信模块、输入输出模块等模块。不同的模块为不同的目的组装成PLC，大多数大型PLC都是模块化PLC。（三）PLC的应用领域1逻辑控制通过“与”、“或”、“非”等逻辑指令的组合，代替继电器进行组合逻辑控制、定时控制与逻辑控制，这是PLC最初完成的功能。2运动控制PLC可以作为一个特殊的运动控制单元来控制单轴或多轴步进电机或伺服电机的位置。PLC将向输出装置描述位置数据，并将轴或轴移动到目标位置。位置控制单元在每个轴移动时保持速度和加速度，以确保平稳移动。3过程控制过程控制指温度、压力和流量的闭环控制。对于温度、压力、流量等，PLC提供全套模数转换模块，便于PLC处理。PLC还具有PID控制功能，可以方便地实现闭环控制，从而实现过程控制。4工业控制网络分级系统PLC可与计算机、PLC等智能设备连接，使设备水平控制、生产线控制、工厂管理控制成为一个整体，形成控制自动化和管理自动化的有机结合，从而创造更高的企业效益。三、PLC组成和基本工作原理（一）PLC组成1CPU运算和控制中心起“心脏”作用。纵：当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中，然后CPU根据系统所赋予的功能（系统程序存储器的解释编译程序），把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。横：输入状态和输入信息从输入接口输进，CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中，然后输出到输出接口、控制外部驱动器。组成：CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。2存储器具有存储功能的半导体电路分为系统程序存储器和用户存储器。一种用于存储系统软件的程序存储系统，包括管理员、监控程序、编译器和用户程序编译器。它由只读存储器和Rom组成。制造商不能更改内容，断电也不会消失。用户存储器：分为用户程序存储区和操作数据存储区。它由随机存取存储器（RAM）组成。用户：停电内容消失。高效锂电池通常用作备用电源，其使用寿命一般为3~5年。3输入/输出接口（1）输入接口：光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。发光二级管：在光电耦合器的输入端加上变化的电信号，发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。光电三极管：在光信号中，传导与光信号的强度有关。在光耦的线性工作区，输出信号与输入信号线性化。操作输入接口电路：当开关闭合时，二极管点亮，然后晶体管点亮，并将信号输入内部电路。开关关闭时，二极管不发光，晶体管未连接。输入信号到内部电路。换句话说，外部开关信号可以通过输入接口电路转换为PLC可接受的数字信号。（2）输出接口PLC的继电器输出接口电路：工作过程：当内部电路输出数字信号1时，电流流过继电器线圈电流，然后常开和常闭触点为负载提供电流和电压。当内部电路输出数字信号0时，没有涌流，继电器线圈没有电流，触点经常断开，从而切断电源或负载电压。换句话说，内部数字电路通过输出接口电路转换成信号，从而使负载移动或不工作。逻辑控制、定时控制、2、3、计数控制、4步（顺序）控制、PID控制、5、6、数据控制：PLC具有数据处理能力，适合各种应用特殊控制要求，如：定位控制单元、企业形象宣传、企业自有产品：广告技术：照明。熄火闪烁时间和流向满足PLC控制要求。熟悉课题，即提高PLC设计能力。也有专门用于模拟电流信号和高速脉冲信号输入/输出的特殊结构，如ADC/ADC模块、高速计数模块等。4编程器编程器分为两种，一种是手持编程器，方便，我们实验室使用的就是手持编程器。二种是通过PLC的RS232口，与计算机相连，然后敲击键盘，通过NSTP-GR软件（或WINDOWS下软件）向PLC内部输入程序。（二）PLC的基本工作原理PLC采用“顺序扫描，不断循环”的工作方式1．每次扫描过程，集中采集输入信号，集中对输出信号进行刷新。2．输入刷新过程，当输入端口关闭时，程序在进行执行阶段时，输入端有新状态，新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时，新状态才被读入。3．一个扫描周期分为输入采样，程序执行，输出刷新。4．元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。5．扫描周期的长短由三条决定。（1）CPU执行指令的速度（2）指令本身占有的时间（3）指令条数，现在的PLC扫描速度都是非常快的。6．由于采用集中采样，集中输出的方式，存在输入/输出滞后的现象，即输入/输出响应延迟（三）PLC的功能1、逻辑控制2、定时控制3、计数控制4、步进(顺序)控制5、PID控制6、数据控制：PLC具有数据处理能力。7、通信和联网8、其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。四、基于PLC的广告灯控制系统设计（一）PLC的基本逻辑指令LD命令的第一行连接到程序的常开行。此外，除了后面提到的APB和orb指令外，它还可以用于分支的启动。LDI，反向命令，使用相同的LD，但LDI是常闭触点。LD和LDI的目标元件为x、y、m、s、t、C。输出驱动线圈输出继电器（y）、辅助继电器（m）、定子（s）、定时器（t）和计数器（C）由线圈驱动，不能使用输入继电器（o）。安妮，单串常闭触点没有使用说明。Ani是一种循序渐进的程序指令，其连接数是无限的，并且指令可以重用。这些指令的目标元素是x、y、m、s、t、C。属于、关于或指示。URI或非URI指令。每个指令与运行在X、y、m、s、t、C上的常开触点并行使用。可以使用常开触点或常闭触点，并行连接的数量可以是无限的。国家警察ﻷNgoli指令和ORP指令是用于向上边缘检测的通信指令→在扫描期间，目标元素的操作是x、y、m、s、t、CLDF、andf和ORF指令是用于检测边缘下降的通信指令。当有限元钻头下降时（即从→关目标流程元素x、y、m、s、t、C。MPS，进栈指令。MRD，读栈指令。MPP，出栈指令。MC，主控指令。用于公共串联触点的连接。MCR，主控复位指令。用于公共串联触点的清除。INV指令是在将执行INV指令之前的运算结果反转的指令，是不带操作数的独立指令。SET为置位指令，使动作保持；RST复位指令，使操作保持复位。PLS—上升沿微分输出。当输入条件为ON时（上升沿），相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。PLF—下降沿微分输出。当输入条件为OFF时（下降沿），相应的输出位元件Y或M接通一个扫描周期。NOP—空操作指令。END—程序结束指令。（二）系统所需硬件及注意事项本文介绍的广告灯主要由led玻璃管、PLC、电极头和电线组成。LED玻璃管的功能是，当电源接通时，不同颜色的灯可以形成不同的图案，起到照明的作用。PLC的功能是用存储逻辑代替布线逻辑，大大减少了控制设备的外部布线，缩短了控制系统的设计和施工周期。电极头的功能是焊接。电线连接电路。广告霓虹灯是一种高压电器产品。广告霓虹灯是一种冷阴极。一般规格的广告霓虹灯管直径为6、8、9、12和15mm。只要控制系统对广告灯的闪烁采用顺序控制，PLC就能自动控制广告灯的闪烁。第三，硬件设计，因为本文设计的广告灯有13个输出端口，“厨房电器”广告霓虹灯属于高压用电产品，通常电压在15000V，电流较低，一般在0.03至0.8A左右。广告霓虹灯为冷阴极灯，使用过程中，不会产生过高的热量。广告霓虹灯灯管常用的规格有直径6、8、9、12、15毫米。广告霓虹灯有些品牌在特殊的情况下会产生明火，甚至使用灭火器也难以扑灭，此时，只需要断开电源即可。广告霓虹灯变压器有电子，电感变压器，电子变压器通常为2米、6米、8米、12米之分。电感为12米负载。（三）系统设计本控制系统只要是用于控制广告灯按顺序闪烁。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。用PLC控制一个自动闪烁的广告牌，其内容为“美的厨房电器有限公司欢迎您”，这13个字用13个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：在打开闪烁开关后，首先“美”字亮1S，接着“的”字亮1S，以此类推，至“您”字亮1S后，“美的厨房电器有限公司欢迎您”这13个字以0.6S的周期闪烁3次，然后又是“美”字亮1S如此循环进行。（1）、PLC的型号及I/O分配口由于在本篇论文所设计的广告灯中共有13个端口输出，并且采用交流电，所以我选择用三菱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，频率为50/60Hz。（2）、PLC的控制接线图广告自动闪烁灯三菱FX2N系列PLC控制接线图。PLC控制梯形图，广告自动闪烁灯三菱FX2N系列PLC控制梯形图，2PLC控制梯形图，PLC控制指令表，广告自动闪烁灯三菱FX2N系列PLC控制指令表0LDX0001ORM02ANIX。4、PLC控制指令表在实际控制系统中的每个输入输出端子和按钮、所需的控制设备、广告灯的程序都是三菱PLC编程软件的程序，打开了广告灯的程序，广告灯的程序也可以按步骤指令编写。对整个程序进行了设计，给出了定时器在可编程控制器中的重要作用。5、调试与完善输入输出端子、按钮、控制装置和实际控制系统连接正确，硬件安装完成。广告灯程序由三菱PLC编程软件GXdeveloper7编写。存储在存储卡中的程序。如果要修改程序，且PLC处于停止状态，三菱PLC编程软件GXdeveloper7.0的驱动程序非常突出，程序可以在线调试，程序员可以使用。6、西门子MANAGEENGINPLC设计本课程是基于PLC控制的彩灯设计。以西门子管理工程PLC为例，介绍了PLC在水灯控制中的应用。本课题的任务包括PLC控制、控制要求、转向灯、供水等。本课题设计的指导思想明确。有两种设计方案，一种是中心设计转换方案，另一种是基于指令功能块的设计转换方案。对两种方案进行了比较分析。PLC设计（四）设计实现1流水灯中的PLC通过数字电子技术和单片机控制，可以实现对水灯的控制。随着PLC在工业控制中的应用越来越广泛，PLC控制技术受到越来越多的关注。其强大的功能在现代工业控制中发挥着重要作用。本实用新型不仅可以实现复杂的功能，简化外部设备的连接，而且可以美化视觉。其强大的自动化能力将使工业生产在不久的将来进入一个新世界成为可能。实现了一种新的自动化生产工艺。为了控制PLC的基本操作，我们选择PLC来控制灯的流量，以测试学习效果，提高发现和解决问题的能力。问题水灯是用彩灯装饰建筑物，达到燃放的效果。这实际上考虑了PLC输出（上下、内外）和时间先后顺序的空间效应，不同情况下对彩灯运行方式有不同的要求。利用PLC中的定时装置指令来控制彩灯的不同工作方式是非常方便的。2控制要求有8个彩灯Y0—Y7，按下“启动”按钮后，彩灯每个一秒从Y0开始多点亮一个，即第一秒亮一个Y0，第二秒亮Y0、Y1，至全亮；然后又从Y0熄灭，至Y7，如此循环进行。按下暂停按钮，各灯状态保持不变，再按启动按钮各灯继续工作；按下停止按钮后，各灯立即熄灭，再按启动按钮后，重新开始工作。3指导思想采用PLC字传送指令和字节传送指令及循环右移指令即可实现设计要求。PLC彩灯控制I/O分配：按开始键I0。当触发脉冲切换到I0时，第二个脚本将调用一个子例程。3.高端触发，有效触发脉冲以二进制形式向vw0发送255个触发数据。由于使用随机传输指令，vb0将存储1亿个二进制数，而VB1将发送11111个二进制数。按I0。位存储器同时，字节传输指令使处于运行模式的终端能够使用自己的SM0存储器将VB1中的数据传输到qb0。上升沿触发电路将每秒的导通电路转换为正确的开关回路功能，驱动快速发送脉冲完成每秒的功能，并通过VB1将数据传输到qb0。第二个功能是转换。该灯可实现一次性点灯，点灯后关闭。它可以循环使用。图：方案流程图当按下再停按钮，I0.1是，子程序调用失败，由于PLC种各存储器有保持功能，彩灯将保持不发生变化。当按下停止按钮后，输出Q0.0~Q0.7全部复位为一，彩灯此时将全部熄灭，当再次启动后，又可按上述过程工作。循环广告灯箱的元件配置及功能。可编程控制器（PLC）可编程序控制器（PLC）是一种用于数字操作的电子设备。它使用可以写入程序的存储器，存储操作指令，并用指令控制各种设备的操作。早期可编程控制器只用来代替继电器来实现逻辑控制。现有的可编程控制器采用微机控制装置，控制功能大大提高。可编程控制器（PLC）作为该广告灯箱设计（PLC）采用三菱fx2n-48mr-001，其内部结构如（注：PLC的所有组件已经集成到一个芯片）。用户在程序中写入程序和数据，并通过cpu接收并存储在用户的程序存储器中。同时，CPU还接收来自输入电路的数据，然后从存储器读取用户指令，并在CPU操作后将指令发送到相应的输出设备。灯箱由霓虹灯管“广州市信息工程职业学校欢迎你”14字灯箱组成，也可采用日光灯管或节能灯管作为光源制作圆形广告灯箱。4系统分析通过上述介绍不难发现，方案一采用以转换为中心的顺寻控制，虽然可实现任务计划，但网络过于繁琐，并且给检验错误带来很多不便。而法案二采用PLC功能指令，很容易便可实现任务计划，不仅思路清晰，而且网络较方案一少很多。通过分析比较，采用方案二来实现计划任务。调试结果证明，方案一和方案二均可实现设计任务要求，调试结果与任务要求相符。方案一工作性能较好，设计方案符合要求：八灯依次点亮，然后再一次熄灭。暂停按钮按下后，个彩灯状态不变，关闭暂停按钮后，继续工作，停止按钮按下后，个彩灯立即熄灭，再按启动按钮后，开始工作。五、结论通过本次设计，进一步了解了S7——200的工作原理和各部件之间的相互关系，掌握了硬件和软件两方面的相关知识。调试过程中发现了不少问题，通过和同学交流和老师的帮助解决了问题并最终取得了满意的结果。通过本次实训，系统的梳理了，PLC各方面的知识，对S7-200的各方面知识有了更进一步的了解调试工程中遇到的问题很有代表意义，通过和同学的交流，沟通了思想，交换了意见，听取老师的建议，进一步培养了分析问题解决问题的能力。本次设计的主要内容在于运用WINDOWSCONTROLCENTE软件来对广告灯进行模拟监控。在西门子MANAGEENGINE对交通灯进行模拟监控的设计过程中，主要介绍了西门子MANAGEENGINE和PLCS7-300的通讯、组态变量创建和设置、过程画面的设计、过程画面对象动态化的实现和西门子MANAGEENGINE模拟监控系统的运行。广告灯的程序也可以通过步进指令编程。整个程序的设计充满了这次课程设计，使我进一步加深掌握PLC，PLC的认识和在PLC有浓厚的兴趣，但我也深深地知道我的缺点，如与指令应用不熟悉，这大大加深了我的程序的复杂性。在plc调试过程中，最终解决了学习过程中无法解决的许多问题。可以看出，它在理论教学中起到了必要的补充和拓宽作用，是培养具有扎实理论基础和实践能力的人才的必要条件。在这个过程中，我发现PLC在工业控制中有很大的作用。将人工控制改造为计算机控制，大大降低了产品成本，大大提高了生产效率。在这一过程中，我也发现了修订和改进程序的重要性。旅行后我觉得很舒服。这是检查你自己程序的方法。考虑到所有可能的情况。经过这次课程设计，我们培养了我们的设计能力和综合考虑能力。学习的过程是痛苦的，收获的喜悦更令人兴奋。我相信通过这次课程设计，它将对我以后的学习和工作产生积极的影响。经过本课程的设计，我发现PLC在工业控制中有很大的作用，把人的控制变成了计算机控制。经过这次课程设计，我们开发了我们的设计能力和综合考虑。通过这门课程，它将用于我今后的学习和工作。

参考文献[1]FX2N系列PLC定时器的编程应用技巧[J].徐帅.内蒙古科技与经济.2013(02)[2]PLC在桥式起重机变频调速控制系统中的应用[J].张庆忠.电世界.2011(07)[3]探析PLC技术在化