基于PLC控制的广告牌饰灯的设计

基于 PLC 控制的广告牌饰灯的设计摘 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.选择这个题目作为毕业设计，即能通过设计熟悉学习过的 PLC 知识，还能提高自己的设计能力，并且 PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、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，是无法取代的。在一定程度上提高自己以后在找工作的成功率。所以我选择了这个题目。【关键词】可编程控制器（PLC） 、广告灯、自动控制。IBased on PLC control of the design of the lamp ACTS the role of billboardsAbstractWith the constant deepening of reform, the socialist market economy increasing prosperity and development, medium and small cities in bright project. Enterprise to publicize his image of enterprise and products, all use advertising gimmick one: the neon lights advertising screen to achieve this purpose. When we night walking in the street, the wide variety of neon advertising on both sides are to be able to see, one kind is to use neon tubes made of various shapes and color of the tube, another for sunlight, etc tube or incandescent lamp tube as the light source, with the AD or other large posters to achieve the effect of propaganda. The lamp light out, the twinkle and flow direction of time all can through the PLC to control requirements.Choose this subject as a graduation design, namely can through the design of the familiar with learning PLC knowledge, but also can improve their design ability, and PLC has strong commonality, use convenient, wide adaptability, high reliability and anti-interference ability strong, programming of simple features. PLC in industrial automation control especially sequence control the status, in the foreseeable future, is irreplaceable. To a certain extent in looking for a job after improve their success rate. So I chose this topic.【Key words】Programmable controller (PLC), advertising lights, automatic control.绪论随着微处理器，计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经广泛的应用在所有的工业领域。现在社会要求制造业对市场需求作出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本、和高质量的产品。为了满足这一要求，生产设备和自动生产线的控制系统必须具有极高的可靠性和灵活性。可编程序控制器（Programmable Logic Controller）正是顺应这一要求出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。可编程序控制器简称 PLC，它的应用面广，功能强大，使用方便，已经成为当代工业自动化的主要的支柱之一。PLC 广泛的应用在各种机械设备和生产过程的自动控制系统中，PLC 在其他领域，例如在民用和家庭自动化中也得到了迅速的发展。国际电工委员会（IEC）在 1985 年的 PLC 标准草案第 3 稿中，对 PLC 作出如下定义：“可编程序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储器，用来在其每部存储执行逻辑运算、顺许控制、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设备，都应按照易于使工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。 ”可以预料：在工业控制领域中，PLC 控制技术的应用必将形成世界潮流。PLC 程序既有生产厂家的系统程序，又有用户自己开发的应用程序，系统程序提供应用平台，同时还为 PLC 可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理，用户程序由用户自己设计，这样可以满足大多数用户的需要。本文所采用的是三菱 FX2N 型可编程控制器, FX2N 系列是三菱 PLC 是 FX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。它适用于多个基本组件间的连接，模拟控制，定位控制等特殊用途，是一套可以满足多样化广泛需要的 PLC。具有以下特点：系统配置即固定又灵活；编程简单；备有可自由选择，丰富的品种；令人放心的高性能；高速运算；使用于多种特殊用途；外部机器通讯简单化；共同的外部设备等等。1 PLC 介绍1.1 PLC 工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段， 可编程逻辑控制器2即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU 以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。一、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入 I/O 映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O 映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统 RAM 存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在 I/O 映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在 I/O 映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在 I/O 映象区或系统 RAM 存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即 I/O 指令则可以直接存取 I/O 点。即使用 I/O 指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从 I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。三、输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU 按照 I/O 映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是可编程逻辑控制器的真正输出。1.1.1 实现控制要点 输入输出信息变换、可靠物理实现，可以说是 PLC 实现控制的两个基本要点。 输入输出信息变换靠运行存储于 PLC 内存中的程序实现。PLC 程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的应用（用户）程序。系统程序提供运行平台，同时，还为 PLC 程序可靠运行及信号与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。 可靠物理实现主要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC 的 I/O 电路，都是专门设计的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔离的，靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的，靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。 I/O 电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个 I 或 O 电路。PLC 有多 I/O 用点，一般也就有多少个 I/O 用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。 输入电路时刻监视着输入状况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。 输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的 这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是 PLC 处理器 I/O 口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线，并主要由运行系统程序实现。把输人暂存器的信息读到 PLC 的内存中，称输入刷新。PLC 内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。这些位置成 1，表示接点通，置成 0 为接点断。由于它的状态是由输入刷新得到的，所以，它反映的就是输入状态。 输出锁存器与 PLC 内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈。靠运行系统程序，输出继电器的状态映射到输出锁存器。这个映射也称输出刷新。输出刷新主要也是靠运行系统程序实现的。这样，用户所要编的程序只是，内存中输入映射区到输出映射区的变换，特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于 PLC 有强大的指令系统，编写出满足这个要求的程序是完全可能的，而且也是较为容易的。1.2 PLC 的特点和功能一、功能丰富PLC 的功能非常丰富。这主要与它具有丰富的处理信息的指令系统及存储信息的内部器件有关。它的指令多达几十条、几百条，可进行各式各样的逻辑问题的处理，还可进行各种类型数据的运算。凡普通计算机能做到的，它也都可作到。它的内部器件，即内存中的数据存储区，种类繁多，容量宏大。I/O 继电器，可以用以存储入、出点信息的，少的几十、几百，多的可达几千、几万，以至 10 几万。这意味着它可进行这么多 I/O 点的入出信息变换，进行这么大规模的控制。它的内部种种继电器，相当于中间继电器，数量更多。内存中一个位就可作为一个中间继电器，怎么不多！它的计数器、定时器也很多，是继电电路所望尘莫及的。小小的箱体或模块，其内部定时器、计数器可达成百、成千。这也是因为只要用内存中的一个字，再加一些标志位，即可成为定时器、计数器，所以才那么多。而且，这些内部器件还可设置成丢电保持的，或丢电不保持的，即上电后予以清零的。以满足不同的使用要求。这些也是继电器件所难以做到的。它的数据存储区还可用以存储大量数据，几百、几千、几万字的信息都可以存，而且，掉电后还不丢失。PLC 还有丰富的外部设备，可建立友好的人机界面，以进行信息交换。可送入程序，送入数据，可读出程序，读出数据。而且读、写时可在图文并茂的画面上进行。数据读出后，可转储，可打印。数据送入可键入，可以读卡入，等等。PLC 还具有通讯接口，可与计算机链接或联网，与计算机交换信息。自身也可联网，以形成单机所不能有的更大的、地域更广的控制系统。PLC 还有强大的自检功能，可进行自诊断。其结果可自动记录。这为它的维修增加了透明度，提供了方便。丰富的功能为 PLC 的广泛应用提供了可能；同时，也为工业系统的自动化、远动化及其控制的智能化创造了条件。像 PLC 这样集丰富功能于一身，是别的电控制器所没有的；更是传统的继电控制电路所无法比拟的。二、使用方便用 PLC 实现对系统的控制是非常方便的。这是因为：首先 PLC 控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。编程序比接线，更改程序比更改接线，当然要方便得多！其次 PLC 的硬件是高度集成化的，已集成为种种小型化的模块。而且，这些模块是配套的，已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块，PLC 厂家多有现货供应，市场上即可购得。所以，硬件系统配置与建造也非常方便。正因如此，用可编程序控制器才有这个“可“字。对软件讲，它的程序可编，也不难编。对硬件讲，它的配置可变，而且也易于变。具体地讲，PLC 有五个方面的方便：（1）配置方便：可接控制系统的需要确定要使用哪家的 PLC，那种类型的，用什么模块，要多少模块，确定后，到市场上定货购买即可。（2）安装方便：PLC 硬件安装简单，组装容易。外部接线有接线器，接线简单，而且一次接好后，更换模块时，把接线器安装到新模块上即可，都不必再接线。内部什么线都不要接，只要作些必要的 DIP 开关设定或软件设定，以及编制好用户程序就可工作。（3）编程方便：PLC 内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器，但它通过程序（软件）与系统内存，这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的 PLC，内部继电器数都可以千计，时间继电器、计数也以百计。而且，这些继电器的接点可无限次地使用。PLC 内部逻辑器件之多，用户用起来已不感到有什么限制。唯一考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多，也无关紧要。大型PLC 的控制点数可达万点以上，哪有那么大的现实系统？若实在不够，还可联网进行控制，不受什么限制。PLC 的指令系统也非常丰富，可毫不困难地实现种种开关量，以及模拟量的控制。PLC 还有存储数据的内存区，可存储控制过程的所有要保存的信息。总之，由于 PLC 功能之强，发挥其在控制系统的作用，所受的限制已不是 PLC 本身，而是人们的想象力，或与其配套的其它硬件设施了。PLC 的外设很丰富，编程器种类很多，用起来都较方便，还有数据监控器，可监控 PLC 的工作。使用 PLC 的软件也很多，不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言，有的还可用 BASIC 语言、C 语言，以至于自然语言。这些也为 PLC 编程提供了方便。PLC 的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的 PLC 的程序完善之后，凡这种产品都可使用。生产一台，拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试，要省事及简单得多。（4）维修方便：这是因为：PLC 工作可靠，出现故障的情况不多，这大大减轻了维修的工作量。这在讲述 PLC 的第三个特点时，还将进一步介绍。即使 PLC 出现故障，维修也很方便。这是因为 PLC 都设有很多故障提示信号，如 PLC 支持内存保持数据的电池电压不足，相应的就有电压低信号指示。而且，PLC 本身还可作故障情况记录。所以，PLC 出了故障，很易诊断。同时，诊断出故障后排故也很简单。可按模块排故，而模块的备件市场可以买到，进行简单的更换就可以。至于软件，调试好后不会出故障，再多只要依据使用经验进行调整，使之完善就是了。（5）改用方便：PLC 用于某设备，若这个设备不再使用了，其所用的PLC 还可给别的设备使用，只要改编一下程序，就可办到。如果原设备与新设备差别较大，它的一些模块还可重用。三、工作可靠用 PLC 实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为 PLC 在硬件与软件两个方面都采取了很多措施，确保它能可靠工作。事实上，如果 PLC 工作不可靠，就无法在工业环境下运用，也就不成其为 PLC 了。(1) 在硬件方面：PLC 的输入输出电路与内部 CPU 是电隔离。其信息靠光耦器件或电磁器件传递。而且，CPU 板还有抗电磁干扰的屏蔽措施。故可确保PLC 程序的运行不受外界的电与磁干扰，能正常地工作。PLC 使用的元器件多为无触点的，而且为高度集成的，数量并不太多，也为其可靠工作提供了物质基础。在机械结构设计与制造工艺上，为使 PLC 能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可确保 PLC 耐振动、耐冲击。使用环境温度可高达摄氏 50 多度，有的 PLC 可高达 80-90 度。有的 PLC 的模块可热备，一个主机工作，另一个主机也运转，但不参与控制，仅作备份。一旦工作主机出现故障，热备的可自动接替其工作。还有更进一步冗余的，采用三取一的设计，CPU、I/O 模块、电源模块都冗余或其中的部分冗余。三套同时工作，最终输出取决于三者中的多数决定的结果。这可使系统出故障的机率几乎为零，做到万无一失。当然，这样的系统成本是很高的，只用于特别重要的场合，如铁路车站的道叉控制系统。（2）软件方面：PLC 的工作方式为扫描加中断，这既可保证它能有序地工作，避免继电控制系统常出现的“冒险竞争“，其控制结果总是确定的；而且又能应急处理急于处理的控制，保证了 PLC 对应急情况的及时响应，使 PLC 能可靠地工作。为监控 PLC 运行程序是否正常，PLC 系统都设置了“看门狗“（Watchingdog）监控程序。运行用户程序开始时，先清“看门狗“定时器，并开始计时。当用户程序一个循环运行完了，则查看定时器的计时值。若超时（一般不超过 100ms） ，则报警。严重超时，还可使 PLC 停止工作。用户可依报警信号采取相应的应急措施。定时器的计时值若不超时，则重复起始的过程，PLC 将正常工作。显然，有了这个“看门狗“监控程序，可保证 PLC 用户程序的正常运行，可避免出现“死循环“而影响其工作的可靠性。PLC 还有很多防止及检测故障的指令，以产生各重要模块工作正常与否的提示信号。可通过编制相应的用户程序，对 PLC 的工作状况，以及 PLC 所控制的系统进行监控，以确保其可靠工作。PLC 每次上电后，还都要运行自检程序及对系统进行初始化。这是系统程序配置了的，用户可不干预。出现故障时有相应的出错信号提示。正是 PLC 在软、硬件诸方面有强有力的可靠性措施，才确保了 PLC 具有可靠工作的特点。它的平均无故障时间可达几万小时以上；出了故障平均修复时间也很短，几小时以至于几分钟即可。四、经济合算高新技术的使用必将带来巨大的社会效益与经济效益，这是科技是第一生产力的体现，也是高新技术生命力之所在。PLC 也是如此。尽管使用 PLC 首次投资要大些，但从全面及长远看，使用 PLC 还是经济的。这是因为：使用 PLC 的投资虽大，但它的体积小、所占空间小，辅助设施的投入少；使用时省电，运行费少；工作可靠，停工损失少；维修简单，维修费少；还可再次使用以及能带来附加价值等等，从中可得更大的回报。所以，在多数情况下，它的效益是可观的。1.3 PLC 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 ， 使 用 情况 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 。 如 注 塑 机 、 印 刷 机 、 订 书 机 械 、 组 合 机 床 、 磨 床 、 包 装 生产 线 、 电 镀 流 水 线 等 。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 。 大 中 型 PLC 都 有 PID模 块 ， 目 前 许 多 小 型 PLC 也 具 有 此 功 能 模 块 。 PID 处 理 一 般 是 运 行 专 用的 PID 子 程 序 。 过 程 控 制 在 冶 金 、 化 工 、 热 处 理 、 锅 炉 控 制 等 场 合 有 非 常广 泛 的 应 用 。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 。数 据 处 理 一 般 用 于 大 型 控 制 系 统 ， 如 无 人 控 制 的 柔 性 制 造 系 统 ； 也 可 用 于过 程 控 制 系 统 ， 如 造 纸 、 冶 金 、 食 品 工 业 中 的 一 些 大 型 控 制 系 统 。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 PLC 控制的广告牌饰灯的总体设计2.1 设计要求本控制系统主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。此设计是用 PLC 控制一个自动闪烁的广告牌，其内容为“点亮广告标语示范” ，这 8 个字用 8 个灯点亮并实现闪烁, 24 只流水灯，每 4 只灯为一组，用 PLC 对灯光广告牌进行控制。其闪烁要求为： 启动时 1、广告牌中间 8 个荧光灯管依次从左至右点亮，至全亮，每只灯点亮时间间隔 1s，全亮后显示 10s；接下来从右至左依次熄灭至全灭，全灭后停亮 2s；再从右至左依次点亮至全亮，每只点亮时间间隔 1s。全亮后显示 10s；再从左至右依次熄灭至全灭，全灭后停亮 2s，又从开始运行，如此循环不止，周而复始。2、广告牌四周流水灯共 24 灯，每4 只为一组，共分 6 组，每组灯间隔 1s 向前移动一次，移动 24s 后，再反过来移动，如此循环往复。2.2 I/O 分配表及 PLC 型号选择输入信号 输出信号输入接点 输入开关名称 输出接口 元件文字符号 输入点编号X000 启动按钮 SB1 “点”字彩灯 EL1 Y0X001 停止按钮 SB2 “亮”字彩灯 EL2 Y1X002 单步/连续开关 SB3 “广”字彩灯 EL3 Y2X003 步进按纽开关 SB4 “告”字彩灯 EL4 Y3“标”字彩灯 EL5 Y4“语”字彩灯 EL6 Y5“示”字彩灯 EL7 Y6“范”字彩灯 EL8 Y72.3 PLC 端子接线图本设计采用的是三菱 FX2N 系列 PLC 硬件组成，FX2N 主体由三部分组成，主要包括中央处理器 CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC 的基本结构如图 1-1 所示。系统电源有些在 CPU 模块内，也有单独作为一个单元的，编程器一般看作 PLC 的外设。PLC 内部采用总线结构，进行数据和指令的传输。外部的开关信号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为 PLC 的输入变量，它们经 PLC 的输入端子进入 PLC 的输入存储器，收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据；经 PLC 内部运算与处理后，按被控对象实际动作要求产生输出结果；输出结果送到输出端子作为输出变量，驱动执行机构。PLC 的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。（1）中央处理器 CPUCPU 的主要作用是解释并执行用户及系统程序，通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其它功能，控制整个系统协调一致地工作。常用的 CPU 主要有通用微处理器、单片机和双极型位片机。（2）存储器模块随机存取存储器 RAM 用于存储 PLC 内部的输入、输出信息，并存储内部继电器（软继电器） 、移位寄存器、数据寄存器、定时器计数器以及累加器等的工作状态，还可存储用户正在调试和修改的程序以及各种暂存的数据、中间变量等。只读存储器 ROM 用于存储系统程序。可擦除可编程序的只读存储器 EPROM 主要用来存放 PLC 的操作系统和监控程序，如果用户程序已完全调试好，也可将程序固化在 EPROM 中。（3）输入输出模块可编程序控制器是一种工业控制计算机系统，它的控制对象是工业生产过程，与 DCS 相似，它与工业生产过程的联系也是通过输入输出接口模块(I/O)实现的。I/O 模块是可编程序控制器与生产过程相联系的桥梁。PLC 连接的过程变量按信号类型划分可分为开关量（即数字量） 、模拟量和脉冲量等，相应输入输出模块可分为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。（4）编程器编程器是 PLC 必不可少的重要外部设备。编程器将用户所希望的功能通过编程语言送到 PLC 的用户程序存储器中。编程器不仅能对程序进行写入、读出、修改，还能对 PLC 的工作状态进行监控，同时也是用户与 PLC 之间进行人机对话的界面。随着 PLC 的功能不断增强，编程语言多样化，编程已经可以在计算机上完成。图 1 三菱 FX2N 的内部组成图2.4 PLC 端子接线图8 彩色广告自动闪烁灯三菱 FX2N 系列 PLC 控制接线图 如图 2 所示。图 2 PLC 端子接线图2.4 控制流程图YN NNNNN NY2.5 三菱 FX2N 系列指令表开始手动D1 灯亮1S自动D1 灯正常D8 灯正常常常常所有灯亮正常常6 次到没D7 灯正常常常报警D2 灯亮报警D7 灯亮D8 灯亮报警报警所有灯亮 1s报警灯全灭D2 灯正常广告自动闪烁灯三菱 FX2N 系列 PLC 控制指令表0 LD X0001 OR M02 ANI X0013 OUT M04 LD MO5 ANI T16 OUT T0 K59 LD T110 PLS M112 LD M013 ANI M314 ANI M415 ANI M516 ANI M617 ANI M718 ANI M819 ANI M920 ANI M1021 ANI M1122 ANI M1223 ANI M1324 ANI M1425 ANI M1526 OUT M227 LD M128 ANI M1529 SFTL M2 M3 K13 K138 LD M239 OR T240 OUT Y00041 LD M342 OR T243 OUT Y00144 LD M445 OR T246 OUT Y00247 LD M548 OR T249 OUT Y00350 LD M651 OR T252 OUT Y00453 LD M754 OR T255 OUT Y00556 LD M857 OR T258 OUT Y00659 LD M960 OR T261 OUT Y00762 LD M1063 OR T264 OUT Y01065 LD M1166 OR T267 OUT Y01168 LD M1269 OR T270 OUT Y01271 LD M1372 OR T273 OUT Y01374 LD M1475 OR T276 OUT Y01477 LD M1578 ANI T379 OUT T2 K382 LD T283 OUT T3 K386 LD T387 OUT C0 K390 LD C091 ZRST M3 M1596 END2.6 广告灯牌分布图：每四个 led 灯分为一组，总共六组。2.7 梯形图22 1721 20 19 181314151623244321灯2灯3 灯8灯4灯5灯6灯7灯16 7 8 111095 122.8 调试与完善广告牌饰灯的程序是由三菱 PLC 编程软件 GX-DEVELOPER7 编制完成，广告灯的程序正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将 PLC 设定在 STOP 状态下，运行三菱 PLC 编程软件 GX-DEVELOPER7 编程软件，打开广告灯的程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。广告灯的程序也可以采用步进指令进行编写。整个程序的设计充分体现了定时器在可编程控制器中的重要作用。将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。2.9 程序运行和控制原理说明本程序在启动按钮按下以后，广告牌中间 8 个荧光灯管依次从左至右点亮，至全亮，每只灯点亮时间间隔 1s，全亮后显示 10s；接下来从右至左依次熄灭至全灭，全灭后停亮 2s；再从右至左依次点亮至全亮，每只点亮时间间隔 1s。全亮后显示 10s；再从左至右依次熄灭至全灭，全灭后停亮2s，又从开始运行，如此循环不止，周而复始。2、广告牌四周流水灯共 24灯，每 4 只为一组，共分 6 组，每组灯间隔 1s 向前移动一次，移动 24s 后，再反过来移动，如此循环往复。达到了设计要求。结论基于如上所述的电路原理，开发出基于 PLC 控制的广告牌饰灯，可广泛用于商场、学校、医院、大街等地方，具有自动循环、自动报警等功能，采用 PLC 控制，更具有灵敏度高、量程宽、稳定性好、经久耐用等特点，这些都是本设计中的 PLC 控制的广告牌饰灯所具有的其它控制广告牌灯饰无法比拟的优点。经过这次的课程设计，使我对 PLC 控制器的掌握进一步加强，加深了对PLC 的理解，并对 PLC 产生了浓厚的兴趣。然而，PLC 控制的广告牌饰灯设计水平还需要提高，比如说对 PLC 应用指令的不熟悉，大大阻碍了我对复杂程序设计的程度。在我设计期间，得到了游老师老师的帮助，在忙碌的工作之余，给予我专业知识上的指导，而且教给我学习的方法和思路，使我在科研工作及设计过程中不断有新的认识和提高。在此，我对游老师表示由衷的谢意！参考文献1 张运刚，宋小春.PLC 职业技能培训及视频精讲M. 北京：人民邮电出版社，20102 王阿根.PLC 控制程序精编M.北京：电子工业出版社， 2009：64-67.3 严盈富.PLC 入门M.北京：人民邮电出版社，20054 三菱公司编.三菱 FX 系列可编程序控制器编程手册.1995.5 三菱公司编.三菱可编程序控制器软件使用手册.1997.6 张万忠.可编程控制器应用技术.北京：化学工业出版社，2002.致 谢经过将近三个月的努力，基于 PLC 控制的广告牌饰灯的设计终于完成了。在设计过程中，碰到了很多问题，感谢我的指导老师游珍珍的细心指导，感谢我的同学给予我正确建议。在论文的修改过程中，多谢游珍珍老师不辞辛苦的批正，多谢我的同学为我提供信息使我能尽快的完成论文写作。论文的顺利完成有我个人的辛劳，同时也离不开老师与同学的支持，在此我对各位老师同学表示我最真诚的谢意，并祝愿他们工作顺利、身体健康！本系统的基本原理是采用三菱 FX2N 型可编程控制器实现广告灯闪烁的顺序，在没有人为的控制下，自动进行闪烁，实现想要表达的效果。本科学生毕业论文（设计）题 目 (中 文 ): 基于 Dreamweaner8 对教材的网页设计(英 文 ): Based on Dreamweaver8 to teaching materials web design 姓 名学 号院 （ 系 ）专 业 、 年 级指 导 教 师年 4 月 28 日本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 诚 信 声 明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计） ，是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其它个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本科毕业论文（设计）作者签名年 月 日毕 业 论 文 （ 设 计 ） 任 务 书课题名称： 基于 PLC 控制的广告牌饰灯的设计学生姓名：系 别：专 业：指导教师：年 4 月 30 日本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 任 务 书1、 主 题 词 、 关 键 词 ： 可编程控制器（PLC） 、广告灯、自动控制。2、 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 内 容 要 求 ：1、本控制系统主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。2、基于 plc 的控制设计。3、文献查阅指引：4、 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 进 度 安 排 ：1、2011 年 11 月 30 日指导教师给学生下达任务书，2008 年 12 月 28 日完成开题。开题时间：2011 年 12 月 28 日2、第 8 期第 8 周中期检查（12 年 4 月 3 日），指导教师填写好中期检查表。3、第 9 周（2012 年 4 月 10 日）拿出初稿。4、第 10 周（4 月 17 日），正式答辩前，学生根据自身完成的情况提出答辩申请，并填写“学生答辩申请及资格审查表”。5、第 11 周（4 月 22 日）学生毕业论文(设计)定稿；6、第 11 周准备答辩；7、答辩时间：5 月 4 日-10 日。教 研 室 意 见 ：负 责 人 签 名 ： 注：本 任 务 书 一 式 三 份 ， 由 指 导 教 师 填 写 ， 经 教 研 室 审 批 后 一 份 下 达 给 学 生 ， 一 份 交 指 导 教 师 ， 一 份 留 系 里 存 档 。本 科 毕 业 论 文 （ 设 计 ） 开 题 报 告 书论 文 （ 设 计 ） 题 目 基于 PLC 控制的广告牌饰灯的设计作 者 姓 名 所 属 系 、 专 业 、 年级 指 导 教 师 姓 名 、 职称 预计字数 开题日期 选题的根据： 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.选择这个题目作为毕业设计，即能通过设计熟悉学习过的 PLC 知识，还能提高自己的设计能力，并且 PLC 具有通用性强、使用方便、适应面广、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，是无法取代的。在一定程度上提高自己以后在找工作的成功率。所以我选择了这个题目。主要内容：本设计是用 PLC 控制一个自动闪烁的广告牌，其内容为“点亮广告标语示范” ，这 8 个字用 8 个灯点亮并实现闪烁。其闪烁要求为：启动时 1、广告牌中间 8 个荧光灯管依次从左至右点亮，至全亮，每只灯点亮时间间隔 1s，全亮后显示 10s；接下来从右至左依次熄灭至全灭，全灭后停亮 2s；再从右至左依次点亮至全亮，每只点亮时间间隔 1s。全亮后显示 10s；再从左至右依次熄灭至全灭，全灭后停亮 2s，又从开始运行，如此循环不止，周而复始。2、广告牌四周流水灯共 24 灯，每 4 只为一组，共分 6 组，每组灯间隔 1s 向前移动一次，移动 24s 后，再反过来移动，如此循环往复。研究方法：（1）理论准备阶段，查阅资料；（2）确定系统各个部分，并开始进行系统设计；（3）对整个系统进行编程和调试,模拟测试其正确性。完成期限和采取的主要措施：完成期限：2011 年 10 月到 2012 年 5 月 主要措施：严格遵照湖南科技学院毕业论文(设计)工作管理办法的指示精神，结合个人的实际情况，完成这项设计所采取的主要措施有两条：一是密切联系。联系本组设计成员及毕业设计指导导师，寻求有关毕业设计信息，确定设计课题方向与设计内容；二是虚心学习。利用课余时间到图书馆和网络上查阅资料，并虚心向老师请教和同学进行学习交流，保障毕业设计的顺利完成。主要参考资料：指导教师意见：指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日