《基于PLC的霓虹灯控制系统的方案设计》13000字

基于PLC的霓虹灯控制系统的方案设计目录第一章绪论 11.1研究的背景和意义 11.2课题的目的 11.3国内外发展动态 11.4主要研究内容 2第二章基于PLC的霓虹灯控制系统的总体方案设计 32.1霓虹灯的工作原理 32.2PLC控制霓虹灯的长处 32.3系统方案设计 52.3.1霓虹灯图案设计 52.3.2霓虹灯顺序图设计 5第三章基于PLC的霓虹灯控制系统的硬件设计 63.1PLC介绍 63.2PLC结构及模块的选用 73.2.1PLC结构 73.2.2PLC模块 73.3PLC选型 83.3.1种类选择 83.3.2CPU型号选择 93.4I/O地址分配 103.5PLC外部接线图 113.6主电路接线图 113.7可靠性霓虹灯设计 12第四章基于PLC的霓虹灯控制系统的软件设计 134.1软件介绍 134.2程序流程图 134.3程序设计 16第五章基于PLC的霓虹灯控制系统的仿真 195.1程序仿真 195.1.1软件介绍 195.1.2开始程序仿真 205.2动画仿真设计 225.2.1软件介绍 225.2.2仿真设计过程 225.2.3开始仿真 25第六章结论与展望 276.1结论 276.2展望 27参考文献 28附录： 31附录一： 31附录二： 36附录三： 41摘要在21世纪中国科技快速发展，经济迅速腾飞的今天，各大城市都开始进行亮化工程，各企业为了表现自己的形象也开始使用霓虹灯作为广告手法，因为各行各业的发展，霓虹灯也开始运用在娱乐业等其他行业中，走在路上道路旁随处可见的霓虹灯已经成为日常产品。如何快捷、简单、可靠的去控制霓虹灯成为一个产品重点考虑的地方。本次设计对PLC编程和仿真还有霓虹灯的原理进行了初步研究，并设计了一套基于PLC的霓虹灯控制系统。依据PLC的基本原理和特点，选用了S7-200，并针对目标酒店进行设计，完成了相关控制系统的设计，针对预定的服务目标进行了一定创新并完整设计了程序，能优秀的完成预设目标。同时在霓虹灯方面进行研究后挑选了合适的电子变压器使霓虹灯的可靠性增强。关键词：控制系统；霓虹灯；PLC；组态王；S7-200第一章绪论1.1研究的背景和意义生活在21世纪科技高度发展，经济快速腾飞的中国，各大城市都在城市亮化工程上下足了功夫，在人们的日常生活中也对于灯光的需求越来越大。而霓虹灯的温度低受天气影响小，更是具有建造方便色彩多样的特点，再加之性价比高，被广泛运用于各种场景，如：氛围灯，广告牌，警示灯，告白灯牌等，在各行各业被广泛运用，也随着这种广泛使用，人们对霓虹灯的要求也变得越来越高对于图像变换等方面有了更高的要求；表现在实物上，也就是对于控制系统的便携性和可操作性做出了要求。通过一段时间的查阅资料，我认为PLC在霓虹灯控制上有非常好的适用性，其通用性强、适用面广、操作简单等特性与霓虹灯控制有着很多的优势，于是很多霓虹灯的控制系统也就是用的PLC来制作，PLC的梯形图语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，实际运用的越来越广泛，整个设计系统越来越自动化，大大缩短了产品的研发周期降低了研发难度，且减少了出错机会提高了设计质量。故打算从plc入手，在控制系统上完成一定的创新。1.2课题的目的该系统的设计是基于PLC系统控制的设计，同时加上现代计算机技术的应用组成的PLC霓虹灯控制系统，该系统具有准确性高、易于维修更换和系统成本低等优点。因此，通过更改霓虹灯的控制程序或者更改不同的灯带，从而可以在不同要求下利用PLC编程容易、可扩展性和灵活性强等特点，把霓虹灯花样进行修改，从而达到更好的环境渲染效果。1.3国内外发展动态霓虹灯是从英文“neonlight”即氖灯音译过来的，是一种充有氖气或其他稀有气体的灯管或灯泡，是一种常见的低气压冷阴极辉光放电灯，又称冷阴极管。由拉姆塞在一次实验中偶然发现的，最初的霓虹灯价格高昂且寿命短、工艺复杂，不能大范围推广。而到了1910年，法国科学家克洛德的一项“分馏液态空气”的发明，可将惰性气体如氖气充入霓虹灯中，很大程度上灯管的管内气体消耗量起到了缓解，并可以产生更多的颜色；到了第二次大战前夕，荧光材料的发明使霓虹灯的亮度大大提高并使其制造难度大大降低，故二战后霓虹灯迅猛发展。近年来，在电光源研究学科研究中，逐步出现了个边缘学科，即灯用电子学。这一新学科的形成给光电源技术，工艺带来了巨大的突破，从深度和广度两个方面促进着电光源的发展。目前，已出现的电子镇流器，电子触发器，电子启辉器和电子变压器等新的电子部件，成功应用于光源产品中。霓虹灯电子变压器、扫描霓虹灯控制器、变色霓虹灯等新产品也在不断涌现。在这些新型电子元器件中，特别是电子变压器受到了霓虹灯行业的关注和欢迎。长期用于霓虹灯的漏电变压器性能稳定可靠，其制造行业也日趋成熟，但仍存在一些明显的缺点。例如，它笨重是因为它的体积大。一台450VA的漏磁变压器重10Kg，成本高，耗材多，安装、使用、维护不方便。新型电子式变压器的研究就是针对这些缺点进行的。通过科研人员的努力，可以实现每台6-8米的电子式变压器，从而实现电子式变压器在霓虹灯技术中的实际应用。节能型电子变压器具有重量轻、省电的优点，由于其功率因数高、维护安装方便，在美国得到了广泛的应用。在中国，特别是在广州、北京和上海，节能电子变压器也非常活跃和广泛使用。但是，作为一种新型的电子设备，它还存在一些不成熟的地方。1.4主要研究内容分析霓虹灯的特点性能要求和操作过程，根据设计的具体要求确定总体方案。针对基于PLC的霓虹灯控制系统进行硬件设计和控制系统的软件设计。第二章基于PLC的霓虹灯控制系统的总体方案设计2.1霓虹灯的工作原理霓虹灯工作在正常辉光放电模式下，具有辉光放电的基本特性。正离子轰击阴极释放二次电子维持放电，阴极电流主要由正离子贡献。由于是正常辉光放电，阴极的电流密度和电势降在一定的电流范围内是恒定的。阴极电位降约为100-20伏，为正离子的加速提供能量。而当外部电源电路联通时，变压器的输出端会产生几千伏甚至几万伏的高电压。它能激发并产生大量的电子，这些电子在高压电场中加速，与灯管中的气体原子发生碰撞。当这些电子与自由气体原子碰撞的能量足够大时，气体原子就会电离成正离子和电子，这就是气体的电离现象。当带电粒子与气体原子碰撞时，额外的能量以光子的形式释放出来，这就完成了霓虹灯的整个过程。2.2PLC控制霓虹灯的长处可编程控制器即PLC是一种核心为微机处理器的通用工业自动控制装置。事实上就是工业控制的专用计算机。国内外现有的机械手控制系统极大多数都采用PLC来进行控制，特别是在智能要求高、容量大的现代工业机械手系统中。主要原因是PLC有以下优点：1）、灵活、通用在继电器控制系统中，大量继电器被用作控制装置。整个系统按照人工接线、焊接、固定等手段设计的电气控制图进行组装，费时费力。如果由于工艺上的微小变化而需要更换电控系统，则需要拆除原有的整个电控系统，重新进行接线、焊接、固定等工作，浪费了大量的人力、物力和时间。可编程控制器通过存储在存储器中的程序来控制功能。如果需要改变控制功能，只需要修改程序，改变几个接线即可。而且同一个可编程控制器也可以用于不同的控制对象，只要改变软件就可以达到不同的控制要求，因此具有很大的灵活性和通用性。2）可靠性高、抗干扰能力强对于机械手系统来说，可靠性和抗干扰能力是非常重要的指标。如何在各种工作环境和条件下(如电磁干扰、低温湿度、粉尘、超高温等)稳定可靠地工作，并将故障率降到最低，是各个控制系统在开发时必须考虑的问题。现代PLC采用高度集成化的微电子器件，大量开关动作由非接触半导体电路完成，其可靠性是机械触点继电器所无法比拟的。为了保证PLC能在恶劣的工业环境可靠的工作，在其设计和制造过程中采取了一系列硬件和软件方面的抗干扰措施，使其可以适应恶劣的工业应用环境。3）操作方便、维修容易PLC采用电气操作人员熟悉的梯形图和功能助记符编程，使用户十分方便的读懂程序和编写、修改程序。对于使用者来说，几乎不需要专门的计算机知识。工程师编好的程序十分清晰直观，只要写好操作说明书，操作人员经短期的学习就可以使用。4）功能强现代PLC不仅在具有条件控制、计时、计数和步进等控制功能的同时，而且还能完成数字信号和模拟信号的转换、数字运算和数据处理以及通信联网和对生产过程监管等。所以它既可以控制开关量，又可以控制模拟量；不但可以控制单个机械手进行作业，还可以控制一个机械手群完成任务；既可以控制简单的控制系统，又可完成对复杂的系统的控制；不但可以进行现场控制，还可以对目标进行远程控制。5）体积小、重量轻和易于实现机电一体化由于可编程逻辑控制采用了半导体晶片集成电路。因此具有小体积、轻重量、低功耗等特点。且可编程逻辑控制是为工业控制设计而使用的专用计算机，其紧凑的结构、坚固耐用的特点、小巧的体积，同时还具备很强的可靠性和抗干扰影响能力，使之容易装入工程机械设备的内部，故而成为实现机电一体化非常理想的控制管理设备。但同时，PLC控制也有其不足之处，与继电器控制和单片机控制对比相加比相对较低，其开发潜力也要差于单片机，而且其不够良好的通用性，不同厂家设计的编程序控制器以及其附属单元都是固定专用等都是PLC的不足之处。2.3系统方案设计2.3.1霓虹灯的图案设计4141欢迎光临61532图2-1霓虹灯样式示意图2.3.2霓虹灯总体方案设计当霓虹灯启动后进入初步状态外围灯带有三种动作状态：由1号灯组开始由顺时针开始不断运行每个灯组亮起1s。由1号灯组开始由逆时针开始不断运行每个灯组亮起1s。由1号灯组开始按142635灯组的顺序进行运行，每个灯组亮起1s。内部灯每个字都是由PLC控制的霓虹灯，有从左往右和从右往左两种运动状态。另外设有人体感应器，当有客人经过时变回播放欢迎光临的灯效，并在以上灯效中切换动作状态。第三章基于PLC的霓虹灯控制系统的硬件设计3.1PLC介绍可编程逻辑控制器(PLC)是微机技术和继电器常规控制技术相结合的产物，是在顺序控制器和微机控制器的基础上发明和发展起来的一种较新的控制器。是一种以微处理器(CPU)为核心的数字控制专用计算机。控制命令可以加载到内存中存储并随时执行。可编程控制器由CPU、指令和数据存储器、输入/输出接口、电源、数模转换等功能单元组成。早期可编程逻辑控制器只具有逻辑控制功能，因此被称为可编程逻辑控制器。后来，随着不断的发展，这些简单的计算机模块具有了各种功能，包括逻辑控制、时序控制、模拟控制、多机通信等，它们的名称也被改为可编程控制器。然而，由于其简称PC和PersonalComputer之间的冲突，以及习惯上的原因，人们往往使用可编程逻辑控制器一词，而现在仍然使用简称PLC。可编程逻辑控制器的工作模式为“顺序扫描，连续循环”。可编程逻辑控制器运行时，CPU根据用户的控制要求编译存储在用户内存中的程序，并根据指令步骤的序列号(或地址号)定期扫描。如果没有跳转指令，用户程序将从第一条指令开始依次执行，直到程序结束。然后返回到第一个指令开始下一轮的新扫描。在每次扫描过程中，都需要对输入信号进行采样，刷新输出状态。可编程逻辑控制器的一个扫描周期必须经过输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。在输入采样阶段，可编程逻辑控制器首先通过扫描读取暂时存储在输入锁存器中的所有输入端子的通断状态或输入数据，并将其写入相应的输入状态寄存器，即刷新输入。然后关闭输入端口，进入程序执行阶段。可编程逻辑控制器在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作3.2PLC结构及模块的选用3.2.1PLC结构PLC和一般微机基本相同，也是由硬件系统和软件系统组成。PLC的硬件系统由微处理器(CPU)、存储器(EPROM)、输入/输出(I/O)组件、电源组件、编程器、I/O扩展单元等外围设备组成。各部分通过总线(电源总线、控制总线、地址总线和数据总线)连接。结构图如图3-1:输出部件输出部件外设I/O接口存储器EPROM微处理器运算器控制器电源输入部件I/O扩展接口I/O扩展单元受控元件输入信号外部设备图3-1PLC硬件结构图PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合，通常可分为系统程序和用户程序两部分。系统程序是每一个PLC成品中必不可少的一部分，它由PLC生产厂家提供，用来控制PLC本身的运行。系统程序在EPROM中固化。用户程序是用户根据控制要求编写的程序。硬件系统和软件系统构成一个完整的PLC系统，两者相辅相成，缺一不可。3.2.2PLC模块CPU模块CPU模块主要由，微型处理器芯片和储存器组成。在PLC控制系统中微处理器连续接收输入的信号，运行用户储存在储存器里的程序并更新系统和输出。I/O模块即输入模块（Input）、输出模块（Output），一并简称为I/O模块，是CPU模块与外部连接的关键。Input模块用于接收、采集输入信号，开关输入模块的接收有按钮、选择开关、限位开关和光电子开关等来提供开关输入信号；模拟输入模块用于接收由电位计提供的连续的变化的模拟电流信号、模拟电压信号。速度发生器和各种换能器：开关量输出模块用于控制诸如接触器、频率变换器等的模拟量输出模块。电源电源模块用于将AC电流（交流电流）转换成PLC所需的DC电流（直流电流）。目前大多PLC使用稳定的开关电压。3.3PLC选型3.3.1PLC种类选择全球有200多种PLC，国内常用的PLC主要有西门子、三菱电机、施耐德、国产PLC等。其中西门子有多种类型的PLC产品。S7-200、S7-1200、S7-200SMART系列都是小型PLC。S7-300/S7-400和S7-1500系列是模块化大中型PLC。结合本次霓虹灯的设计，选用S7-200系列可编程控制器其具有以下特点：可靠性高指令集丰富易于掌握操作方便内置集成功能齐全扩展性能强价格便宜相对完整的通信功能S7-200系列充分发挥自动控制系统的强大功能。S7-200系列PLC可以从简单的继电器更换变成更复杂的控制。它有着广泛的应用，包括所有与自动检测和控制相关的工业和民用领域，包括机床、民用设施、环保设备等。如压力机、电梯控制等。3.3.2CPU型号选择S7-200模块外形图及各CPU模块技术指标S7-200共有有6种CPU图3-2所示，各CPU模块的技术指标如表3-1所示。图3-2S7-200CPU模块外形图特性CPU221CPU222CPU224CPU224XP/CPU224XPsiCPU226本机数字量I/O本机模拟量I/O6DI/4DO—8DI/6DO—14DI/10DO—14DI/10DO2AI/1AO24DI/16DO扩展模块数量—2777最大数字量点数6DI/4DO48DI/46DO114DI/110DO114DI/110DO128DI/128DOAI/AO/最大模拟量点数—16/8/1632/28/4432/29/45,集成2AI/1AO32/28/44实时时钟有（时钟卡）有（时钟卡）有有有表3-1S7-200CNCPU技术规范I/O表估算I/O点数在预算时一般需要考虑留有合适的剩余，依据总的输入输出的数量来进行选型时，在需求点数上增加10%到20%以保证预留点数足够。本次设计输入点为3，输出点为11，依据以上原则选用CPU224XP3.4I/O地址分配依据设计和I/O口的估算，以及选用的CPU型号，列出I/O表如下。表3-2I/O地址分配表输入/Input输出/output名称代号输入点编号名称代号输出点编号启动按钮SB1I0.0灯组1HL1Q0.0停止按钮SB2I0.1灯组2HL2Q0.1人员检测SQ1I0.2灯组3HL3Q0.2///灯组4HL4Q0.3///灯组5HL5Q0.4///灯组6HL6Q0.5///欢霓虹灯HL7Q0.6///迎霓虹灯HL8Q0.7///光霓虹灯HL9Q1.0///临霓虹灯HL10Q1.1///声音指示灯HL11Q1.23.5PLC外部接线图图3-3外部接线图3.6主电路接线图图3-4主电路接线图3.7可靠性霓虹灯设计开关电源以其效率高、重量轻、体积小等优点逐渐取代传统的线性电源或可控硅电源。计算机、电视机和各种电子仪器的电源几乎都是以开关电源为主。目前，开关电源的种类有正向电源、反激电源、半桥电源、全桥电源和无推挽电源。在中小功率范围内，常用的正激电源和反激电源具有驱动电路简单、元器件数量少、成本低等优点。缺点是变压器工作点在磁化曲线平面的I象限内，磁芯利用率低；开关器件具有较大的电流峰值和电压峰值，对器件要求较高。霓虹灯中广泛使用的电子变压器也是一种桥式开关电源，具有体积小、电路简单、成本低等优点。它还具有以下优点：谐振驱动电路简单，由缠绕在小磁环上的互耦线圈产生方波作为开关管的驱动；变压器具有双向励磁，磁芯利用率高，体积小；没有控制芯片和外围电路。作为石英聚光灯的驱动电源，其输出为交流方波，本质上是高频电子变压器的开环控制。与正向电源和反激电源相比，将这种电子变压器改造成电压电流反馈控制的中小功率稳压电源具有明显的优势，在市场上必须具有良好的实用性。REF_Ref71922269\r\h[21]3-5电子变压器示意图如图3-5所示，一般来说，霓虹灯电子变压器所产生的故障大多数情况下都是由于功率管损坏或破损而导致的。所以功率管的选择就直接影响到到氖管霓虹灯电子变压器的可靠性。不相同的功率管的负载能力并不相同，选用合适的功率管并设置合适的保护电路能在遇到潮湿天气、爆管等不可控制情况时减少变压器浪涌、功率管发热甚至烧伤的情况的发生，很大程度上能保证霓虹灯电子变压器的稳定。第四章基于PLC的霓虹灯控制系统软件设计4.1软件介绍当我选择西门子S7-200时，我选择了用于S7-200的step7-micro/WIN编程软件，该软件经过多个版本的更新后，已经很好地适应了WinXP、Win7、Win10等主流PC系统(Win8不适用于特殊系统)。可在计算机屏幕上直接生成并简单易行的编辑PLC指令表程序或梯形图，有完整的指令库。PLC中的程序可以在编译后下载到计算机上，通过STEP7-Micro/WIN对PLC进行监控。USB/PPI编程线通常用于被编程机与自动被编程机之间的通信。该网站有一个完整的教学视频，应用程序本身有一个帮助系统，可以快速识别问题。是一个功能比较齐全的编译软件。4.2程序流程图eq\o\ac(○,1)外围灯带处于一直循环的状态，起始运动状态为1号灯组开始6号灯组结束的运动状态：1号灯组→2号灯组→3号灯组→4号灯组→5号灯组→6号灯组，其中每一步有1s的延时。而程序开始运行后会以1号灯组→2号灯组→3号灯组→4号灯组→5号灯组→6号灯组→6号灯组→5号灯组→4号灯组→3号灯组→2号灯组→1号灯组→1号灯组→4号灯组→2号灯组→6号灯组→3号灯组→5号灯组→1号灯组→2号灯组→3号灯组→4号灯组→5号灯组→。。。的顺序进行运转。而这其中其实分为三种运动分别是：1号灯组→2号灯组→3号灯组→4号灯组→5号灯组→6号灯组、6号灯组→5号灯组→4号灯组→3号灯组→2号灯组→1号灯组、1号灯组→4号灯组→2号灯组→6号灯组→3号灯组→5号灯组。每当检测到有人经过时不论外围灯组在哪一个运动状态都会向下切换到下一状态，同时内部“欢迎光临”四个字会变换霓虹灯的变换方向，从从左往右变换为从右往左。详细进程如图4-1所示。eq\o\ac(○,2)内部“欢迎光临”4个霓虹灯开始会按照从左往右的状态运行然后切换到从右往左再从左往右这样往复交替，同样每一步会延迟1s以保证闪烁与程序的外部灯带保持闪烁一致。如图4-2所示。图4-1外围灯带流程图图4-2内部灯带流程图

4.3程序设计1.依据规划对霓虹灯的效果设计开始对程序进行编写程序启动，延时，停止功能，且停止时清除内存。2.让外部三种循环结束时复位回到起始状态以达到程序不断运行的效果，契合霓虹灯不断变换吸引顾客的条件。如图4-3图4-3复位循环设计3.外围灯带1到6灯组激活指令设定如图4-5所示；外围“欢迎光临”霓虹灯指令设定如图4-6所示；对检测到有人经过时播放欢迎光临音效设定如图4-6所示。图4-4外围灯带图4-5内部霓虹灯图4-6播放音效指令4.外围三种循环方式指令设定如图4-7所示，分别用M2.0到M2.5、M3.0到M3.5和M4.0到M4.5来进行循环；内部霓虹灯字循环方式如图4-8所示，分别为从左往右和从右往左。图4-7外围灯带循环方式图4-8内部霓虹灯字循环方式完整的系统设计见附录一，交叉引用表见附录二。

第五章基于PLC的霓虹灯控制系统的仿真5.1程序仿真5.1.1软件介绍本次程序仿真使用的S7-200配套程序西门子S7－200仿真软件Simulation。本软件能完成大部分S7-200相关的指令模拟工作。该程序还提供了数字信号输入控制器、两个模拟电位器和LED显示，还搭载了对TD-200文本显示的仿真，功能较为完善，其界面如图5-1所示。图5-1仿真软件Simulation如图5-1所示，仿真软件Simulation，和大多数的仿真软件一样，所有菜单和命令，都集中在在仿真软件上方的控制工具栏中；在工具栏中包含有部分常用功能（列如：PLC程序载入，程序启动与停止，帮助等）。5.1.2开始程序仿真1.霓虹灯带仿真将程序用导出功能导出为awl格式，也就是仿真软件需要的功能，然后在在仿真软件的工具栏中选择配置选择CPU配置，设置好CPU类型为224XP后，再将导出好的程序导入程序仿真软件中，过程如图5-2。图5-2载入程序将导出的程序装载好之后的程序界面如图5-3所示。图5-3程序界面打开启动开关I0.0，可以看到，程序开始按照预设定好的设置开始运行先是亮起输出指示灯的0号灯，然后是1号灯然后是2好灯，一直到5号灯，也就是程序先是运行Q0.0到Q0.5的程序每步延迟1s，然后切换为Q0.5到Q0.0依然为每步延迟1s，同时Q0.6、Q0.7、Q1.0和Q1.1外围灯也按照预定程序运行，可以说程序仿真成功。按下关闭键I0.1再按下I0.0启动，程序恢复到初始状态，证明程序运行稳定，详细见图5-3。图5-4程序运行(1)2.模拟客人经过时程序仿真当有客人经过时传感器接收到信号，也就是I0.2口有输入信号，所以我们按下I0.2控制开关向I0.2口发出输入信号，接收到信号后Q0.6、Q0.7、Q1.0和Q1.1“欢迎光临”四个指示灯进入长亮状态，并向发声元件发送信号；人经过后程序也能跳转到下一个循环方式，程序如图5-5所示。图5-5程序运行(2)5.2动画仿真设计5.2.1软件介绍根据霓虹灯控制系统的设计内容和方案，采用组态王kingview软件，进行动画仿真。组态王kingview6.55是基于当前自动化技术发展趋势的一种技术，是面向低端市场应用自动化的可控集成产品。它的特点是易于扩展，开发周期短。通常来看，应该分为三个层次，分别是控制层、监控层还有管理层。监控层是控制和管理之间的纽带。这在自动化系统中有非常大的作用，它可以起到实时检测网站，同时完成网站的部署、发布、上传和开发等工作。具体考虑了三个方面:图片和数据还有动画。通过分析监控系统的需求和功能，采用组态王设计了监控系统。同时，组态王软件还为测试人员提供较为直观的监控屏幕，有助于对测试人员进行实时监控。同时，还提供了现场测试的可视化监控和实时监控。用户还可以通过界面平面修改功能方便地监控控制器状态，并在界面上显示控制器状态，提供告警窗口、实时趋势曲线等功能。在此之外还具有丰富的驱动装置、较为灵活的配置和数据连接功能。5.2.2仿真设计过程1.新建工程首先安装好组态王6.55仿真软件。软件安装好后，打开项目的工程管理器,对项目进行创建。如下图5-6所示。图5-6工程管理器在图5-6工程管理中点击红线圈出的新建后打开就可以完成对项目的创建，完成对项目的命名、定义储存位置等初期准备工作。也可以在新建后通过管理项目属性，来完成修改项目名和其他属性的工作。在工具栏中有开发和运行两个按钮分别用于编译和对项目进行在线测试。当完成对项目的命名也就是项目的建立后，首先要对项目进行设置，对COM1和COM2串口进行设置，如图5-7，将波特率设置为9600、通讯方式设置为RS232等。当设置好后点击确定通讯就设置完成了。5-7通讯串口设置当完成了串口设置后就可以通过设备管理进行驱动添加了，按照霓虹灯控制系统设计要求，采用S7-200编程控制机为下位机，通过PPI编程电缆来进行通讯连接，在设置好配置向导中的参数且设置好PLC地址后就能实现对变量的设置了，在定义变量时,需要命名变量,确定变量的类型变量或PLC内部变量,设置变量的地址和数据类型的变量,布尔变量还是真正的整型变量,等等,设置初始值,最大值和最小值的变量,设置参数的关机保存功能，确定参数的报警和记录。本次设计包括增加内部变量和PLC变量。根据系统设计的内容和方案，添加变量，考虑变量通信的具体数据，包括添加开关变量、整数变量和实变量。根据设计需要对可变表进行改进。如图5-8所示。图5-8变量列表图2.画面设计当添加完变量后，就要开始着手进行画面设计了，画面应该尽可能简洁的完成对系统实时状态的反应，对参数进行监视并能完成控制和改变数据，且能设置多个画面并能在画面间完成切换。运用画面编辑器确定画面的大小颜色。利用工具箱来进行编译，完成添加按钮、添加状态指示、位图等功能的设置。软件本身还留有很完善的图库能非常完好的完成设计工作，在完成准备后画面设计如下图5-9所示。图5-9画面设计3.命令语言编写对画面的设置完成后就要调教动画效果，也就是霓虹灯的颜色等，主要通过改动变量状态、数值等对画面内的对象进行控制，可以实现诸如颜色、大小、可见性等。对于本设计来说主要是改动霓虹灯的灯效。而在完成画面设置后便要根据程序建立命令语言，命令语言是靠编程让事件和动画联系起来模仿实体运行的重要功能，都要靠事件触发然后执行，常见的时间触发有按钮按下、定时、鼠标点击等，更具事件的不同能带来很多完全不同的的效果，和画面进行一一对应设置好命令语言能让仿真效果提高一个很高的的程度。如图5-10设置好命令语言，具体命令语言表见附录三。图5-10命令语言5.2.3开始组态仿真在完成之前的设计后进入了仿真环节点击view选择主画面打开开关进行仿真，如图5-11所示，能完整启动并完成循环动作，在检测到有人经过时也能完整触发播放声音的效果。图5-11仿真结果截图第六章结论与展望6.1结论首先我通过网络收集了一些关于霓虹灯的相关资料，在对霓虹灯的起源发展以及其材料的变化、发光的原理、控制原理和变压器原理进行大量查阅资料进行了解后，确定了大致设计方向；然后利用所学的PLC的知识结合课本对设计方向进行可行性设计，并成功设计了用于霓虹灯的基于可编程逻辑控制器的控制系统，并利用学习的组态王知识对其进行了仿真；这次是初次接触组态王，这一软件虽然是第一次使用，虽然一开始有些手足无措，但在通过查阅知识和请教同学、老师后也成功完成了对本次设计的动画仿真；最后进行整理完成了本篇设计论文。6.2展望在本次设计中我也暴露了自己专业技能上的不足之处，缺乏对专业只是的灵活运用和对设备设施的深入了解等；对于声音模块的了解不足也只能用信号灯代替外接的声音播放器。感觉我所学的知识也只是冰山一角，面对复杂的东西有点不知从何下手，且再次体会到了学习的学无止境。声音在学习某样知识时一定要循序渐进，对其进行充分了解后才能将知识灵活的运用到实际中去。

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附录：附录一：TITLE=程序注释Network1//网络标题//启动LDI0.0OM0.0ANI0.1=M0.0Network2//外围霓虹灯LDM0.0LPSANT37TONT37,10LPPAT37INCBVB10Network3//内侧霓虹灯LDM0.0LPSANT38TONT38,10LPPAT38INCBVB11Network4//停止LDNM0.0MOVB0,VB10MOVB0,VB11Network5//循环返回LDB=VB10,18MOVB0,VB10Network6//循环返回字LDB=VB11,8OT40MOVB0,VB11Network7//0-5LDM0.0LPSAB=VB10,0=M2.0LRDAB=VB10,1=M2.1LRDAB=VB10,2=M2.2LRDAB=VB10,3=M2.3LRDAB=VB10,4=M2.4LPPAB=VB10,5=M2.5Network8//6-11LDM0.0LPSAB=VB10,6=M3.0LRDAB=VB10,7=M3.1LRDAB=VB10,8=M3.2LRDAB=VB10,9=M3.3LRDAB=VB10,10=M3.4LPPAB=VB10,11=M3.5Network9//12-17LDM0.0LPSAB=VB10,12=M4.0LRDAB=VB10,13=M4.1LRDAB=VB10,14=M4.2LRDAB=VB10,15=M4.3LRDAB=VB10,16=M4.4LPPAB=VB10,17=M4.5Network10//0-3LDNM8.0AM0.0LPSAB=VB11,0=M6.0LRDAB=VB11,1=M6.1LRDAB=VB11,2=M6.2LPPAB=VB11,3=M6.3Network11//4-7LDNM8.0AM0.0LPSAB=VB11,4=M7.0LRDAB=VB11,5=M7.1LRDAB=VB11,6=M7.2LPPAB=VB11,7=M7.3Network12//当检测到人延时5S结束LDI0.2OM8.0AM0.0ANT40=M8.0TONT40,50Network13//1LDM2.0OM3.5OM4.0=Q0.0Network14//2LDM2.1OM3.4OM4.2=Q0.1Network15//3LDM2.2OM3.3OM4.4=Q0.2Network16//4LDM2.3OM3.2OM4.1=Q0.3Network17//5LDM2.4OM3.1OM4.5=Q0.4Network18//6LDM2.5OM3.0OM4.3=Q0.5Network19//欢LDM6.0OM7.3OM8.0=Q0.6Network20//迎LDM6.1OM7.2OM8.0=Q0.7Network21//光LDM6.2OM7.1OM8.0=Q1.0Network22//临LDM6.3OM7.0OM8.0=Q1.1Network23//有人经过指示呼叫LDM8.0=Q1.2Network24Network25Network26

Network27附录三：元素块位置关联I0.0主程序(OB1)网络1-||-I0.1主程序(OB1)网络1-|/|-I0.2主程序(OB1)网络12-||-Q0.0主程序(OB1)网络13-()Q0.1主程序(OB1)网络14-()Q0.2主程序(OB1)网络15-()Q0.3主程序(OB1)网络16-()Q0.4主程序(OB1)网络17-()Q0.5主程序(OB1)网络18-()Q0.6主程序(OB1)网络19-()Q0.7主程序(OB1)网络20-()Q1.0主程序(OB1)网络21-()Q1.1主程序(OB1)网络22-()Q1.2主程序(OB1)网络23-()VB10主程序(OB1)网络2INC_BVB10主程序(OB1)网络2INC_BVB10主程序(OB1)网络4MOV_BVB10主程序(OB1)网络5-|==B|-VB10主程序(OB1)网络5MOV_BVB10主程序(OB1)网络7-|==B|-VB10主程序(OB1)网络7-|==B|-VB10主程序(OB1)网络7-|==B|-VB10主程序(OB1)网络7-|==B|-VB10主程序(OB1)网络7-|==B|-VB10主程序(OB1)网络7-|==B|-VB10主程序(OB1)网络8-|==B|-VB10主程序(OB1)网络8-|==B|-VB10主程序(OB1)网络8-|==B|-VB10主程序(OB1)网络8-|==B|-VB10主程序(OB1)网络8-|==B|-VB10主程序(OB1)网络8-|==B|-VB10主程序(OB1)网络9-|==B|-VB10主程序(OB1)网络9-|==B|-VB10主程序(OB1)网络9-|==B|-VB10主程序(OB1)网络9-|==B|-VB10主程序(OB1)网络9-|==B|-VB10主程序(OB1)网络9-|==B|-VB11主程序(OB1)网络3INC_BVB11主程序(OB1)网络3INC_BVB11主程序(OB1)网络4MOV_BVB11主程序(OB1)网络6-|==B|-VB11主程序(OB1)网络6MOV_BVB11主程序(OB1)网络10-|==B|-VB11主程序(OB1)网络10-|==B|-VB11主程序(OB1)网络10-|==B|-VB11主程序(OB1)网络10-|==B|-VB11主程序(OB1)网络11-|==B|-VB11主程序(OB1)网络11-|==B|-VB11主程序(OB1)网络11-|==B|-VB11主程序(OB1)网络11-|==B|-M0.0主程序(OB1)网络1-()M0.0主程序(OB1)网络1-||-M0.0主程序(OB1)网络2-||-M0.0主程序(OB1)网络3-||-M0.0主程序(OB1)网络4-|/|-M0.0主程序(OB1)网络7-||-M0.0主程序(OB1)网络8-||-元素块位置关联M0.0主程序(OB1)网络9-||-M0.0主程序(OB1)网络10-||-M0.0主程序(OB1)网络11-||-M0.0主程序(OB1)网络12-||-M2.0主程序(OB1)网络7-()M2.0主程序(OB1)网络13-||-M2.1主程序(OB1)网络7-()M2.1主程序(OB1)网络14-||-M2.2主程序(OB1)网络7-()M2.2主程序(OB1)网络15-||-M2.3主程序(OB1)网络7-()M2.3主程序(OB1)网络16-||-M2.4主程序(OB1)网络7-()M2.4主程序(OB1)网络17-||-M2.5主程序(OB1)网络7-()M2.5主程序(OB1)网络18-||-M3.0主程序(OB1)网络8-()M3.0主程序(OB1)网络18-||-M3.1主程序(OB1)网络8-()M3.1主程序(OB1)网络17-||-M3.2主程序(OB1)网络8-()M3.2主程序(OB1)网络16-||-M3.3主程序(OB1)网络8-()M3.3主程序(OB1)网络15-||-M3.4主程序(OB1)网络8-()M3.4主程序(OB1)网络14-||-M3.5主程序(OB1)网络8-()M3.5主程序(OB1)网络13-||-M4.0主程序(OB1)网络9-()M4.0主程序(OB1)网络13-||-M4.1主程序(OB1)网络9-()M4.1主程序(OB1)网络16-||-M4.2主程序(OB1)网络9-()M4.2主程序(OB1)网络14-||-M4