基于PLC的霓虹灯控制系统

收藏关注不迷路文末获取源码数据库感兴趣的可以先收藏起来还有大家在毕设选题免费咨询指导选题项目以及论文编写等相关问题都可以给我留言咨询希望帮助更多的人文章目录一、摘要二、霓虹灯的PLC控制系统总体设计方案三、霓虹灯控制系统的硬件设计四 、霓虹灯控制系统的PLC端子接线图五 、霓虹灯的软件程序设计六 、目录一、摘要现代社会国家和城市的不断发展市场经济的指标不断上升其所带来的的是经济逐步繁荣和持续进步每个城市都在使用霓虹灯来点亮夜晚大到各个公司和企业小到各个路边摊和店铺几乎都能看见霓虹灯的痕迹各种霓虹灯广告屏霓虹灯广告牌随处可见霓虹灯通过灯的亮灭闪烁时间的长短以及灯光排序好形成的流动方向来吸引路过人的目光然后再给广告屏和广告牌上加上广告的内容以此来让人们记住它达到广告的目的同时霓虹灯的存在也为我们的生活增添了不一样的色彩。而霓虹灯重要的亮灭闪烁时间和灯光流水方向的控制如何用最快速度最有把握最简而不繁地达到目标就是人们需要考虑的各点因素。而刚好满足以上的几点因素就非PLC控制系统莫属了。PLC即自动化编程具有共通、可靠稳定、极强抗干扰能力以及使用方便快速适用范围广等特点并且编程简单过程易懂而在自动化控制中各大类里顺序控制中最具有代表性的以及极难被取代的也是PLC了而在现实工作以及生活中人们也是经常使用PLC控制系统来进行霓虹灯的控制。本次设计为一次PLC霓虹灯亮灭控制系统设计设计一个让不同的霓虹灯按照编好的顺序进行亮灭作业来达到展示作用将以PLC控制系统的概念以及构成规则、规范及规定为设计依据。在这次PLC控制系统设计中包括对系统设计结构框图、程序流程图、霓虹灯的硬件设计、电源选择、软件程序设计。二、霓虹灯的PLC控制系统总体设计方案2.1 霓虹灯的PLC控制系统设计概况本设计之所以采用PLC控制系统是因为PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。该系统所使用的存储器中可以容纳不同的程序并在其中涵盖不同的运算操作指令然后采用数字或模拟形式的信息传递来使机械/生产等过程得到优异的控制。PLC控制系统的设计原则需要考虑到一个重要的因素是与整个工控系统完美融合形成有机整体同时保证其扩展性。PLC[1]是可编程逻辑控制器这是初期用来作为继电器的替代品而存在的。但是随着科学技术的进步它的功能已经早已超越了原有定位不仅仅只是作为逻辑控制器而存在而是作为一种微机技术载体的工控装置。从这一角度来讲这类控制器可以简称为可编程控制器又称PC。由于PC很容易与个人计算机产生名字上的混淆因此仍将其称之为PLC。从PLC被发明算起到目前只有三十年的光景可见发展速度之快应用之广泛是工业自动化技术发展的三个关键技术之一另两类是CAD/CAM和机器人技术PLC的5个特点特点1抗干扰能力强可靠性高PLC专门为工业环境而设计具有很高的可靠性。PLC具有较高的抗干扰抗干扰能力因此运行稳定、可靠抗干扰能力强。与继电器接触装置和通用计算机相比PLC更能适应工业现场较为恶劣的生产环境。2控制系统结构简单通用性强PLC及外围模块品种多,可由各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。当控制要求改变时可用编程器离线或者在线来更改程序一个PLC用于不同的控制对象只是输入、输出组件和应用软件的不同。在PLC构成的控制系统中只需在PLC的端子上接入相应的输入/输出信号线即可不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量且繁杂的硬接线线路。PLC的输入/输出可直接和强电相连接3编程方便易于使用PLC是广大用户使用的设备PLC的设计者要全面的考虑到现场工程技术人员的技能和习惯因此PLC程序的编制采用梯形图或简单的指令控制形式。梯形图与继电器原理图相类似这种编程语言非常形象直观容易掌握不需要专门的计算机知识只需要具有相关的电工知识就可在短时间内掌握.4功能完善现在PLC不仅有逻辑运算、计时、计数、步进控制功能还能完成A/D转换、D/A转换、模拟量处理、高速计数、联网通信等功能可以通过上位计算机进行显示、报警、记录使控制水平大为提高。所以PLC具有很强的适应性能够很好地满足各种类型控制的需要是目前工厂中应用最广的自动化设备。5体积小、维护操作方便PLC的体积相对来说较小质量也比较轻非常便于安装和调试。PLC的输入/输出系统能够很直接地反映现场信号的变化情况还能通过不同方式直观地反映控制系统的运行状态如内部工作状态、通信状态、、I/0点状态、异常状态和电源状态等对此均有明确的指示非常有利于运行和维护人员对系统进行监控和维修。2.1.1 毕业设计的基本要求与主要内容本文将针对霓虹灯的控制系统进行研究从系统功能为出发点对系统组成、结构和软件等进行设计和选择分析不同的组成和设计方案对控制系统的影响同时完成对控制软件的编写、测试和调试、通过监测软件完成对PLC控制系统的监控研究PLC控制系统的功能能否达到设计目的具体研究内容如下1通过结构设计画出系统框图同时完成硬件的物理连接。2根据系统功能的要求完成硬件选型和搭配传感器、转换器等设备选型。3软件部分的编写。4完成对软件部分的测试和调试。5根据要求撰写论文。三、霓虹灯控制系统的硬件设计3.1 霓虹灯的硬件设计3.1.1 霓虹灯的特点1效率高霓虹灯与普通白炽灯的发光原理是不同的白炽灯是用电能将其中的钨丝进行加热当钨丝温度达到一定程度后发出白色的光这样的发光导致钨丝发光的同时一直处于放热状态能量被以热的形式消耗。而霓虹灯则是用高压电将管内的气体进行电离相互之间碰撞湮灭而发光因此属于冷发光即发光的同时并未浪费大量热量从而使能量得以节约下来也就是说与普通白炽灯相比霓虹灯更节能效率更高。2温度低霓虹灯由于它独特的性质工作时灯管温度在60°C以下因此能在各种恶劣的天气中工作而不会引起自身的损坏。同样由于其工作特性霓虹灯发出的光具有很强的穿透力在大雨天或可视度很低的雾天仍能保持较好的视觉效果。3低能耗在技术不断发展的时代霓虹灯的制造技术及相关零部件的技术水平在不断进步。新型电极、新型电子变压器的使用使霓虹灯的耗电量大大降低由每米灯管耗电56瓦降到每米灯管耗电12瓦并且在不断的降低。4寿命长霓虹灯最大的优势就是寿命比一般的光源长很多它在连续工作不断电的情况下寿命可以达一万小时以上这是任何光源都不可能取代的。5灵活多样霓虹灯是由玻璃管制成的经过烧制和加工玻璃管能弯曲成人们所需要的各种形状具有极大的灵活性而且通过选择不同类型的管子以及充入不同类型的惰性气体霓虹灯就能发出五彩缤纷、多种颜色的光。6动感强霓虹灯的画面由常亮的灯管和动态发光的扫描管组成可设置为跳动式扫描渐变式扫描、混色变色七种颜色扫描。扫描管由装有微电脑芯片编程的扫描机控制把编好的程序写入扫描管就会按照程序发出各种不同的光形成一副副流动的画面似繁星点点、如人间天堂、更像一个梦幻的世界使人置身于梦幻的七彩世界难以忘怀。因此霓虹灯是一种投入较少、效果强烈、经济实用的广告形式。霓虹灯的亮、美、动态等特点是任何电光源所不能替代的在各类新型光源不断涌现的当今社会霓虹灯具有极大的优势独领风骚。3.1.2 霓虹灯的选型二战前后LED技术完成了从无到有的蜕变随着其技术的不断发展使用LED的发光展示字拥有丰富的种类和用途目前市场上被广泛接纳的发光LED展示字如下1以树脂材料作为外层包装的树脂发光字其外层包装是高分子树脂材料采用整体成形技术淋浇到模型中形成的除此之外还有些产品采用金属对边缘进行围边处理[15]其光源多采用作为新型绿色LED高亮度光源。市场上此类产品的种类很多不论是通体还是平面发光的都有其中多层立体套色发光字作为专利产品很有特点吸引了很多客户的注意。2以吸塑材料作为外面板的吸塑发光字大多采用吸塑机于亚克力板材上加工出一个表面作为字面板采用金属材料或PVC材料组成发光字箱体同样的采用绿色节能的LED光源。3按颜色可分为三种不同的发光字分别为单色发光字、七彩发光字和全彩发光字。其中单色一般由单色灯辅以带孔的字壳构成七彩字在单色字的基础上将单色灯置换为七彩灯同时加上七彩控制器由控制器完成灯颜色的变换进而实现字颜色的变化全彩字与七彩字的区别是采用全彩灯加全彩控制器全彩控制器中通过SD卡嵌入了专业控制程序通过程序控制完成动画和视频播放此类展示效果非常好成本相对昂贵。根据本次设计要求和设计预算本文中选取的发光字为第二类吸塑发光字。四 、霓虹灯控制系统的PLC端子接线图图3.1霓虹灯控制系统的PLC端子接线图图3.2霓虹灯控制系统的PLC端子接线图图3.3霓虹灯控制系统的PLC端子接线图五 、霓虹灯的软件程序设计霓虹灯的控制部分需要设计存储区域[3]在此区域中需要包含定时器和计算器等相关程序同时兼备循环移位和置位复位等指令。1定时器的功能定时器的功能主要体现在当输入端接口实现接通时开始计时当其值超过设定值PT后其位为1当定时器的累计值达到预设时间后坚持计时到最大值。当输入端INl断开时定时器复位即当前值为0定时器位为0。2计数器的功能由于本设计主要应用了增计数器CTU)所以在此主要介绍增计数器。当增计数器的计数输入端(CU)有一个计数脉冲的上升沿信号时增计数器被启动计数值加1计数器作递增计数计数至最大值时停止计数。当计数器的当前值等于或大于设定值时该计数器位被置位。复位输入端R有效时计数器被复位计数器位为0并且当前值被清零。3循环移位指令本设计主要应用了循环左移位指令即把输入端(IN指定的数据循环左移N位结果存入0UT单元中。数据类型分为有字节、字和双字3种类型N为字节型数据。4置位复位指令置位指令从bit开始的N个元件置1并保持复位指令从bit开始的N个元件清零并保持。对位元件来说一旦被置位就会保持在通电状态除非对它复位而一旦被复位就保持在断电状态除非再对它置位。如果对计数器和定时器复位则计数器和定时器的当前值被清零。六 、目录目录摘要 I第一章 绪论 11.1 课题的研究意义 11.2 课题霓虹灯的起源 11.3 课题的发展与现状 3第二章 霓虹灯的PLC控制系统总体设计方案 42.1 霓虹灯的PLC控制系统设计概况 42.1.1 毕业设计的基本要求与主要内容 52.1.2 霓虹灯的外观图 52.2 PLC控制系统功能图概念及构成规则 62.2.1 霓虹灯的PLC系统设计结构框图 72.2.2 霓虹灯PLC控制系统的程序流程图 8第三章 霓虹灯控制系统的硬件设计 103.1 霓虹灯的硬件设计 103.1.1 霓虹灯的特点 103.1.2 霓虹灯的选型 113.2 PLC的选型 113.2.1 PLC的工作原理 123.2.2 PLC的特点和应用领域 123.2.3 S7-200系列的PLC选择 133.3 输入输出模块的选择 143.4 霓虹灯电源的选择 143.5 霓虹灯控制系统的PLC端子接线图 15第四章 霓虹灯的软件程序设计 17参考文献 19