基于PLC实现的彩灯广告牌设计.docx

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基于PLC实现的彩灯广告牌设计

毕业设计（论文）

题目

基于PLC的彩灯广告牌设计

系（院）

自动化系

专业

电气工程与自动化

班级

2008级1班

学生姓名

孙运柱

学号

2008090124

指导教师

孔德平

职称

助教

二〇一二年六月十七日

独创声明

本人郑重声明：

所呈交的毕业设计（论文），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。

据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本设计（论文）不含任何其他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。

本声明的法律后果由本人承担。

作者签名:

二〇一二年月日

毕业设计（论文）使用授权声明

本人完全了解滨州学院关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定。

本人愿意按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版，同意学校保存学位论文的印刷本和电子版，或采用影印、数字化或其它复制手段保存设计（论文）；同意学校在不以营利为目的的前提下，建立目录检索与阅览服务系统，公布设计（论文）的部分或全部内容，允许他人依法合理使用。

（保密论文在解密后遵守此规定）

作者签名:

二〇一二年月日

基于PLC的彩灯广告牌设计

摘要

随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速的发展，可编程控制器技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广。

广告灯做为一种现代化的工具，与人们的日常生活紧密相关，随着人们对其要求的提高，广告灯灯光控制得到了快速发展，其逻辑控制已由可编程控制器代替原来的继电器控制。

本文采用可编程逻辑控制器（PLC）对广告灯进行控制，通过合理的选择和设计，提高了广告灯的控制水平，并改善了广告灯灯光控制的可靠性，使广告灯控制达到了较为理想的控制结果。

关键词：

可编程控制器（PLC）、广告灯、自动控制

BasedonthePLClightsadvertisingdesign

Abstract

WiththerapiddevelopmentofChinaeconomy,microelectronictechnology,computertechnologyandautomaticcontroltechnologyhasbeenrapiddevelopment,theprogrammablecontrollertechnologyhasenteredanewera,itsapplicationisbecomingmoreandmorepopular.Advertisinglampasamoderntool,andpeople'sdailylifecloselyrelated,withtheimprovingrequirementofthepeople,theadvertisementlamplightingcontrolobtainedthefastdevelopment,thelogiccontrolbytheprogrammablecontrollertoreplacetheoriginalrelaycontrol.Usingprogrammablelogiccontroller（PLC）totheadvertisinglampcontrol,throughtherationalchoiceanddesign,improvetheadvertisementlampcontrollevel,andtoimprovetheadvertisinglamplightingcontrolreliability,maketheadvertisementlampcontroltoreachamoresatisfactorycontrolresults.

Keywords:

PLC,advertisinglights,automaticcontrol

第一章绪论

随着当今社会的不断繁荣和发展，各种彩灯以不同的形式出现在我们的生活中或是广告或是装饰。

在一些大型派对或晚会的现场，彩灯更是装饰整个现场的一道亮丽的风景线。

小型彩灯装饰多以霓虹灯做成样式繁多多姿多彩的灯管，还可以用日光灯或白炽灯等作为光源，另外配宣传画和广告语来达到宣传、装饰的效果。

一般以数字电路控制这些灯管的亮灭和亮度这。

但是在现代社会生活中，许多大型楼宇的轮廓和大型派对或晚会的灯光装饰，由于彩灯装饰变化繁多、功率大，数字电路不能满足彩灯变化的控制要求。

随着科技的发展与进步，PLC日益得到广泛应用，并且逐步走进了彩灯控制领域。

本文将介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中如何控制彩灯的亮灭、闪烁时间及流动方向。

彩灯的应用多种多样，其中包括：

装饰灯、布景灯、广告灯等，但根据其工作模式，可将其分为三种主要类型：

长明灯、流水灯和变幻灯。

其中长明灯的主要特点是只要灯开始投入工作，负载即长期接通，在彩灯装饰中一般用以照明或衬托底色，几乎没有频繁的动态切换过程，因此可用数字电路或开关直接控制彩灯亮灭，不需要通过PLC控制。

流水灯的主要特点是负载变化频率高速度快，使人有眼花缭乱的感觉，其中又分为多灯流动和单灯流动等情形。

变幻灯的变幻内容多种多样，其中主要包括字形变化、色彩变化和位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中负载进行周期性地花样变化，但变化频率不高。

基于流水灯及变幻灯的变化特点数字电路无法满足其控制需求，但均适宜采用PLC控制。

第二章PLC的定义及发展

2.1PLC的定义

可编程控制器（ProgrammableController）简称PC；个人计算机（PersonalComputer）也简称PC；为了避免混淆，目前都习惯将最初多用于逻辑控制而发展起来的可编程控制器叫做PLC（ProgrammableController）。

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2.2PLC的的发展历程

PLC自诞生以来，经过几十年的发展，其各种功能与性能均获得了很大的提高与改进。

目前，PLC集数据处理、程序控制、参数调节及网络数据通信等功能于一体，不论是较为简单的单机逻辑与顺序控制，还是复杂系统的控制，选择适当的PLC都能获得满意的控制效果。

在计算机集成制造系统与计算机集成过程控制系统中，PLC也起到了重要的作用。

在网络化的多级工业控制系统中，PLC在设备级与控制级有着其他控制装置无可比拟的优势，因此得到了广大工业控制界的青睐。

随着我国经济的迅速发展，PLC技术在冶金、化工、交通、电力、机械等各行各业中的应用越来越广泛。

对于即将走上工作岗位或已从事机电专业的工程技术人员来说，熟悉和掌握电气自动化领域中的PLC技术已成为非常紧迫的任务。

在工业生产中，需要大量的开关量顺序控制，开关量按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行特定动作的控制，和大量离散数据的采集。

在传统的工业生产中，这些功能主要是通过气动控制系和电气控制系统来实现的。

1969年美国模拟数字公司应GM（通用汽车）公司于1968年提出的取代继电气控制设备的要求，研制出了基于电力电子技术和集成电路技术的控制设备，首次将程序化手段取代了电气控制技术在某些方面的应用，Programmable Controller—可编程序控制器因此而诞生。

 随着计算机技术的发展，为了方便区别算机与Programmable Controller（可编程控制器），同时也为了反映Programmable Controller（可编程控制器）的功能特点，将其命名为Programmable Logic Controller（简称PLC）。

国际社会上不同组织对PLC有不同的定义，其中IEC（国际电工委员会）对PLC的定义是：

PLC是进行数字、模拟运算操作的一种电子系统。

PLC使用程序存贮器，并且在程序存贮器内部存贮执行逻辑和算数运算、计数、顺序控制和定时等指令，并通过数字量的输入、输出和模拟量的输入、输出，控制各类的机械的运转过程。

PLC及其有关设备，都具有易于与工业控制系统配套融合成一个整体，其功能易于扩充的设计原则。

PLC在上世纪80年代至90年代中期，得到了飞速的发展，这段时期又被称为PLC发展的黄金时期，其年增长率一直保持在30%~40%之间。

在这段时期，PLC在处理模拟量的能力、数字运算的能力、人机接口能力和网络能力都得到大幅的提高，从此PLC逐渐走进过程控制领域，在某些应用上甚至取代了在过程控制领域一直处于统治地位的DCS系统。

2.3PLC的特点

2.3.1高可靠性、抗干扰能力强

（1）PLC所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间实现电气上隔离，从而提高了PLC的可靠性和抗干扰能力。

（2）PLC各输入端均装有R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10~20ms.

（3）为了防止辐射干扰影响PLC性能，PLC各模块均采用屏蔽措施。

（4）为了提高可靠性和抗干扰能力，PLC采用可靠性抗干扰性能良好的开关电源。

（5）PLC对采用的器件都进行严格的筛选。

（6）PLC具有良好的自诊断功能，一旦PLC运行出现异常情况，CPU会立即采取有效措施阻止事故扩大造成更大的损失。

（7）大型的PLC还可以用双CPU构成冗余系统或用三CPU构成表决系统，从而使可靠性更进一步提高。

2.3.2丰富的I/O接口模块

PLC会根据不同的现场信号，如：

交流信号或直流信号；开关量信号或模拟量信号；电压信号或电流信号；脉冲信号或电位信号；强电信号或弱电信号等。

制定相应的I/O模块和工业现场的设备直接连接。

另外为了提高PLC的操作性能，PLC还具有多种人——机对话接口模块；为了使PLC能组成工业局部网络，PLC还具有多种通讯联网接口模块，等等。

2.3.3配套齐全、功能完善、适用性强

PLC历经风雨经过几代人的共同努力发展到今天，PLC除了具有逻辑处理的能力以外大多数PLC还具有完善的运算数据的能力，因此可应用在各种数字控制领域。

各种各样的功能单元大量在PLC身上涌现，使PLC不断地发展壮大，并逐步渗透到了CNC、温度控制、位置控制等各种控制场合中。

随着PLC通信能力的增强和人机界面技术的不断发展，使PLC可以非常容易的组成各种控制系统。

2.3.4系统的设计工作量小、维护方便、容易改造

PLC具有接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受；梯形图的图形符号和表达方式与继电器电路图的图形符号和表达方式都非常的接近。

以上两点为不熟悉电子电路、不懂PLC原理和程序编译的人从事由PLC构成的工业控制打开了方便之门，同时也为PLC能广泛的得到应用打下了坚实的基础。

PLC硬件可靠性高、软件程序编译简单、并可以随控制需求随时更改、外部接线方式灵活多变等特点，这些特点使PLC具有了系统设计工作量小、维护方便、易于改造的优异性能。

2.3.5体积小、重量轻、能耗低

以超小型PLC为例，PLC底部尺寸小于100mm、重量小于150g、能耗仅数瓦。

由于PLC体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想设备。

2.4PLC的功能

2.4.1为了大量实际应用而开发的的特殊功能

为了满足不同的需要，专门为PLC开发了各个范围的特殊功能模块，模拟I/O模块，温度传感器等模块。

对于每个FX2n主单元可配置多个特殊的功能模块。

连接CC-Link,ProfibusDP和DeveiceNet。

2.4.2其他功能

PLC在国内外广泛应用与钢铁、石化、机械制造、汽车装配、电力、电子信息产业等各行各业。

目前典型的P