PLC控制的广告牌灯箱设计

1、 维修电工 技师资格考评论文 论文题目： PLC控制的广告牌灯箱设计 单位名称： 南京技师学院 作 者： 钱晔 2012年03月28 日 维修电工 技师资格考评论文 论文题目： PLC控制的广告牌的灯箱设计 作 者： 钱晔 职业技能鉴定等级： 技师 单位名称： 南京技师学院 单位地址： 南京市栖霞区学海路29号 指导老师： 倪骏程 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。企业为展现自己的形象和产品,一般都会采用通过霓虹灯广告屏来这种广告手法，所以当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见。,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色

2、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.这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题，如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点，在这我认为PLC最适合去解决这些问题，因为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。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过PLC去控制霓虹灯的。关键字： 霓虹灯;广告屏;PLC控制目录第一章 绪论11.1 可编程控制器的产生和发展11.2

3、 plc的现状21.3 PLC的主要特性31.4 PLC的应用领域6第2章 PLC概述82.1 PLC的结构82.2 PLC的工作过程10第三章 广告牌霓虹灯控制系统及硬件设计123.1 控制系统的设计要求123.2 PLC控制系统设计的基本原则133.3可编程序控制器PLC的选型143.4 I/O模块的外部接线183.5 广告牌霓虹灯控制系统的I/O分配表及PLC型号选择193.6 广告牌霓虹灯控制系统的PLC端子接线图20第四章 软件设计214.1 常见的编程语言214.2 广告牌霓虹灯控制系统的梯形图程序设计24结束语31参考文献32一、绪论1.1 可编程控制器的产生和发展传统的的继电器

4、-接触器控制系统，由继电器、接触器和各种开关按一定的逻辑关系用线连接而成。要改变控制逻辑，需要重新布线、连接，甚至要增减元器件，由于接线多，非常费时费力。因此只适用于工作模式固定、控制逻辑简单、大批量生产的制造设备和一些自动化程度较低的制造设备。20世纪30年代出现了电子管顺序逻辑控制器，解决了因继电器等开关触点通断延时太长而引起的不稳定问题；20世纪50年代半导体二极管、三极管逻辑控制电路取代了电子管控制器，解决了电子管热丝大功率耗能问题；20世纪60年代中小规模集成电路的出现大大减少了逻辑控制器连接点数量，降低了故障率。20世纪60年代末，随着大规模集成电路技术、计算机技术、自动控制理论的

5、发展，以及汽车制造业日益激烈的竞争对生产线具有柔性的要求，美国通用汽车公司首先提出了将继电器接触器控制的简单易懂、使用方便、价格低廉的优点，与计算机的功能完善、灵活性、通用性好的优点结合起来，将继电器接触器控制的硬件连线逻辑转变为计算机的软件逻辑编程的设想。1969年美国数字设备公司（DEC）根据上述设想，研制开发出世界上第一台可编程逻辑控制器。20世纪80年代超大规模集成电路的出现，产生了CPU、单板计算机、单片计算机，可编程逻辑控制器具有了通用性、易用性和易学性，PLC得到进一步发展，不仅具有继电逻辑控制特性，也具有了连续控制的特性，PLC也因此更名为可编程控制器。1985年1月国际电工委

6、员会（IEC）对可编程控制器定义如下：“可编程控制器是一种数字运算电子系统，专为工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字或模拟量的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统连成一个整体，易于扩充的原则设计”。1.2 PLC的现状自从第一台PLC出现以后，日本、德国、法国等也相继开始研制PLC，并得到了迅速的发展。目前，世界上有200多家PLC厂商，400多品种的PLC产品，按地域可分成美国、欧洲、和日本等三个流派产品，各流派PLC产品都各具特色，如日本主要发

7、展中小型PLC，其小型PLC性能先进，结构紧凑，价格便宜，在世界市场上占用重要地位。著名的PLC生产厂家主要有美国的A-B（Allen-Bradly）公司、GE（General Electric）公司，日本的三菱电机（Mitsubishi Electric）公司、欧姆龙（OMRON）公司，德国的AEG公司、西门子（Siemens）公司，法国的TE（Telemcanique）公司等。我国的PLC研制、生产和应用也发展很快，尤其在应用方面更为突出。在20世纪70年代末和80年代初，我国随国外成套设备、专用设备引进了不少国外的PLC。此后，在传统设备改造和新设备设计中，PLC的应用逐年增多，并取得显

8、著的经济效益，PLC在我国的应用越来越广泛，对提高我国工业自动化水平起到了巨大的作用。目前，我国不少科研单位和工厂在研制和生产PLC，如辽宁无线电二厂、无锡华光电子公司、上海香岛电机制造公司、厦门A-B公司等1.3 PLC的主要特性三菱PLC主要特性 构造灵敏 不受环境的限制，有电即可组建网络，同时能够灵敏扩展接入端口数量，使资源坚持较高的应用率，在挪动性方面可与WLAN媲美。 传输质量高、速度快、带宽稳定 能够很平顺的在线欣赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽能够为很多应用平台提供保证。最新的电力线规范HomePlug AV传输速度曾经到达了200Mbps；为了确保QoS，HomePlu

9、g AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有抵触检测机能的载体侦听多路访问（CSMA）协议，两者分离，可以很好地传输流媒体。 范围广 无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。固然无线网络能够做到不破墙，但关于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才干满足需求，而且同样不能避面信号盲区的存在。而电力线是最根底的网络，它的范围之大，是其他任何网络无法比较的。由此，运营商就能够轻松地把这种网络接入效劳浸透到每一处有电力线的中央。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网提高带来极大的开展空间。终端用户只需求插上电力猫，就能够完成因特网接入，电视频道接纳节目，打电话或者是可视电话。 低本钱 充沛应用现有的

10、低压配电网络根底设备，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，防止了对建筑物、公用设备、家庭装潢的毁坏，同时也俭省了人力。相对传统的组网技术，PLC本钱更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的中央，其包月运用费用普通为50-80元/月左右，这样的价钱和很多中央的ADSL包月对峙平。 适用面广 PLC作为应用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的处理计划，普遍适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等范畴。它是应用电力线作为通讯载体，使得PLC具有极大的便利性，只需在房间任何有电源插座的中央，不用拨号，就立刻可享用4.545Mbps的高速网络接入，来

11、阅读网页拨打电话，和观看在线电影，从而完成集数据、语音、视频，以及电力于一体的“四网合一”。 三菱FXPLC的特性 三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和一切方面都是相当FX系列中最高层次的超小程序安装，除输入出1625点的独立用处外，还能够适用于多个根本组件间的衔接，模仿控制，定位控制等特殊用处，是一套能够满足多样化普遍需求的PLC。 特性 系统配置即固定又灵敏； 编程简单； 备有可自在选择，丰厚的种类； 令人放心的高性能； 高速运算； 运用于多种特殊用处； 外部机器通讯简单化； 共同的外部设备。 产品阐明： FX系列PLC具有无以匹及的速度，高级的功用逻辑选件以及定位控制等特性； FX2

12、N是从16路到256路输入/输出的多种应用的选择计划； FX2N系列是小型化，高速度，高性能和一切便当都是相当于FX系列中最高层次的超小形程序安装。 除输入出16-25点的独立用处外，还能够适用于在多个根本组件间的衔接，模仿控制，定位控制等 特殊用处，是一套能够满足多样化普遍需求的PLC。 在根本单元上衔接扩展单元或扩展模块，可停止16-256点的灵敏输入输出组合。可选用16/32/48/64/80/128点的主机，能够采用最小8点的扩展模块停止扩展。可依据电源及输出方式，自在选择。 程序容量：内置800步RAM（可输入注释）可运用存储盒，最大可扩大至16K步。丰厚的软元件应用指令中有多个可运

13、用的简单指令、高速处置指令、输入过滤常数可变，中缀输入处置，直接输出等。便利指令数字开关的数据读取，16位数据的读取，矩阵输入的读取，7段显现器输出等。数据处置、数据检索、数据排列、三角函数运算、平方根、浮点小数运算等。特殊用处、脉冲输出（20KHZ/DC5V，KHZ/DC12V-24V），脉宽调制，PID控制指令等。外部设备互相通讯，串行数据传送，ASCII code印刷，HEX ASCII变换，校验码等。时计控制内置时钟的数据比拟、加法、减法、读出、写入等1.4 PLC的应用领域目前，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

14、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

15、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

16、。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

17、，通信非常方便。 二、PLC概述PLC可编程序控制器：PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器，定义是:一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。2.1 PLC的结构PLC主要由中央处理单元(CPU)，存储器（RAM和EPROM），输入、输出模块（简称为I/O），编程器和电源 五部分组成。其硬件结构图如下图2.1图2.1 PLC硬件结构图1中央处理单元(C

18、PU)CPU是PLC的控制中枢,它是由控制器和运算器组成.它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作：（1）输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入映像寄存器和数据寄存器。（2）程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电路，组织数据的存取，传送和处理工作，并根据运算结果更新各有关寄存器的内容。（3）输出处理：将输出映像寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。2存储器PLC的存储器主要用于存放系统程序,用户程序和工作状态数据.现代PLC都采用半导体存储器作为它的存储器.一类是RAM(随机存取存储器),可以随时由CPU对它进行读出和写入;另一类是ROM(只读存储器

19、),CPU只能从中读取而不能写入.RAM用来存放各种暂存的数据、中间结果及用户正在调试的程序,ROM用来存放监控程序及用户已调试好的程序,这些程序事先固化在ROM芯片中,开机后便可运行其程序.3I/O模块I/O模块的主要工作是信息数据的输入与输出，输入信号有两类：一类是从按扭、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的开关量输入信号；另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化的模拟量输入信号。4编程器编程器除了用来输入和编辑用户程序外，还可以用来监视可编程序控制器运行时梯形图中各种编程元件的工作状态。编程器可以永久地连接在可编程序控制器上，将它取

20、下来后可编程序控制器也可以运行。一般只在程序输入、调试阶段和检修时使用，一台编程器可供多台可编程序控制器公用。5电源可编程序控制器一般使用220V交流电源。可编程序控制器内部的直流稳压电源为各模块内的元件提供直流电压。某些可编程序控制器可以为输入电路和少量的外部电子检测装置（如接近开关）提供24V直流电源。驱动现场执行机构的直流电源一般由用户提供。2.2 PLC的工作过程PLC的工作过程是一种循环过程，每一次循环所用的时间称为一个扫描周期。每一个扫描周期都包括系统自检及信息交换、输入处理（或称输入采样、输入扫描）、用户程序执行和输出处理（或称输出刷新、输出扫描）这四个阶段。下面分别介绍其中的四

21、个阶段。1系统自检及信息交换在这个阶段，PLC要进行系统自检工作，这包括检查PLC的各种功能是否正常、程序执行是否有错及其他一些内部处理等。然后PLC还要与编程器及其他数据通讯模块进行数据交换。PLC中常用一种称为“看门狗”（watchdog,简称WDT）的监督定时器来监测PLC的实际工作周期是否超出预定时间，以免在执行程序过程中进入死循环或者执行非预定的程序而造成系统故障乃至失控。2输入处理在输入处理阶段，PLC把它所有输入端子上的信号的状态一次读入到PLC内部保存，保存此时输入信号状态的器件称为输入映象寄存器。显然，在每一个扫描周期中，输入映象寄存器中的内容更新一次。也就是说，在把输入信号

22、状态读入输入映象寄存器后，即使输入端子上的信号状态发生了变化，输入映象寄存器中的内容也不变，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才会读入这些变化。3程序执行除了输入映象寄存器外，在PLC内部各软元件都有与其对应的映象寄存器。在执行用户程序阶段，PLC按顺序对用户程序进行扫描，从输入映象寄存器和其他软元件的映象寄存器中将有关的软元件状态读出，从左到右、从上而下地扫描每条指令，即进行处理，并把每步程序执行的结果写入有关映象寄存器。因此，各软元件的映象寄存器的内容随着程序的运行在不断地变化。用户程序执行完毕，与各输出继电器相对应的各输出映象寄存器的内容就确定了。4输出处理在用户程序执行完毕后，PLC就进

23、行输出处理，即把输出映象寄存器中的内容一次送入各输出锁存器，即进行刷新，从而成为输出端子上的状态，即驱动用户装置的状态。PLC输出端子的实际输出状态较输出锁存器的状态也有一个延迟时间。当PLC处于停止运行（STOP）状态时，只完成系统自检及信息交换阶段的工作。当PLC处于运行状态时，除完成该阶段的工作外，还要完成其后面三个阶段的工作。三、广告牌霓虹灯控制系统及硬件设计3.1 控制系统的设计要求 图3.1 霓虹灯本控制系统只是用于控制霓虹灯和边框流水灯的按顺序的闪烁。它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。如图3.1六个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时地隔位闪烁。

24、用PLC对大型广告屏实现控制,其具体要求如下:1该广告屏中间6个霓虹灯字亮为顺序循环不保持启动第1字亮到第2字亮到第3字亮第6字亮,时间间隔均为1S,然后顺序启动保持第1字亮到第2字亮到第3字亮第6字亮，时间间隔均为1S，全亮后保持10S,同时三个闪光灯闪烁，闪烁时间为1S一次，10S后再反过来从第6字到第5字第1字按顺序熄灭.全灭后,6个霓虹灯字全亮,全亮时间为5S,同时三个闪光灯闪烁，闪烁时间为1S一次,5S后再从头开始运行, 如此循环往复。2广告屏四周的流水灯共24只,4个1组,共分6组,1-6每隔一组的灯点亮,隔位不保持亮即从1亮后3亮,3亮后5,5亮后6,6亮后4, 2亮, 时间间隔

25、为1S ,然后顺序保持启动即从1,2亮后3，6亮, 时间间隔为1S，保持全亮时间为5S,5S后顺序灭，先灭1，2灭，3灭到6灭, 时间间隔为1S，全灭后又顺序保持启动即从1,2亮后3，6亮, 时间间隔为1S, 保持全亮时间为5S，5S后逆序灭，先灭6，5灭1灭，时间间隔为1S，又从头开始，如此循环往复。5启动按钮霓虹灯和流水灯同时亮。6. 设有总停止按钮，霓虹灯停止按钮，流水灯停止按钮。3.2 PLC控制系统设计的基本原则任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下基本原则：1最大限度地满足被控对象的控制要求充分发挥PLC的

26、功能，最大限度地满足被控对象的控制要求，是设计PLC控制系统的首要前提，这也是设计中最重要的一条原则。这就要求设计人员在设计前就要深入现场进行调查研究，收集控制现场的资料，收集相关先进的国内、国外资料。同时要注意和现场的工程管理人员、工程技术人员、现场操作人员紧密配合，拟定控制方案，共同解决设计中的重点问题和疑难问题。2保证PLC控制系统安全可靠保证PLC控制系统能够长期安全、可靠、稳定运行，是设计控制系统的重要原则。这就要求设计者在系统设计、元器件选择、软件编程上要全面考虑，以确保控制系统安全可靠。例如：应该保证PLC程序不仅在正常条件下运行，而且在非正常情况下（如突然掉电再上电、按钮按错等

27、），也能正常工作。3. 力求简单、经济、使用及维修方便一个新的控制工程固然能提高产品的质量和数量，带来巨大的经济效益和社会效益，但新工程的投入、技术的培训、设备的维护也将导致运行资金的增加。因此，在满足控制要求的前提下，一方面要注意不断地扩大工程的效益，另一方面也要注意不断地降低工程的成本。这就要求设计者不仅应该使控制系统简单、经济，而且要使控制系统的使用和维护方便、成本低，不宜盲目追求自动化和高指标。4适应发展的需要由于技术的不断发展，控制系统的要求也将会不断地提高，设计时要适当考虑到今后控制系统发展和完善的需要。这就要求在选择PLC、输入/输出模块、I/O点数和内存容量时，要适当留有裕量，

28、以满足今后生产的发展和工艺的改进。3.3可编程序控制器PLC的选型在PLC系统设计时，首先应确定控制方案，下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要求是设计选型的主要依据。PLC及有关设备应是集成的、标准的，按照易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则选型所选用PLC应是在相关工业领域有投运业绩、成熟可靠的系统，PLC的系统硬件、软件配置及功能应与装置规模和控制要求相适应。熟悉可编程序控制器、功能表图及有关的编程语言有利于缩短编程时间，因此，工程设计选型和估算时，应详细分析工艺过程的特点、控制要求，明确控制任务和范围确定所需的操作和动作，然后根据控制要求，估算输入输出

29、点数、所需存储器容量、确定PLC的功能、外部设备特性等，最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应的控制系统。 一、输入输出（I/O）点数的估算 I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%20%的可扩展 余量后，作为输入输出点数估算数据。实际订货时，还需根据制造厂商PLC的产品特点，对输入输出点数进行圆整。 二、存储器容量的估算 存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。设计阶段，由于用户应用程序还未编制，因此，程序容量在设计阶段是未知的，需在程序调试之后才知道。为了设

30、计选型时能对程序容量有一定估算，通常采用存储器容量的估算来替代。 存储器内存容量的估算没有固定的公式，许多文献资料中给出了不同公式，大体上都是按数字量I/O点数的1015倍，加上模拟I/O点数的100倍，以此数为内存的总字数（16位为一个字），另外再按此数的25%考虑余量。 三、机型的选择 (一)PLC的类型 PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。 整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O

31、卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。 (二)输入输出模块的选择 输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。 可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。 考虑是否

32、需要扩展机架或远程I/O机架等。 (三)电源的选择 PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。 如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。 (四)存储器的选择 由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点

33、至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。 (五)经济性的考虑 选择PLC时，应考虑性能价格比。考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品。 输入输出点数对价格有直接影响。每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响。在估算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。3.4 I/O模块的外部接线开关量输入、输出模块的外部接线分为汇点式、分组汇点式和分离式三

34、种，汇点式的各输入回路有个公共端COM，并共用个电源（直流电源一般是PLC自带）；分组汇点式由几个电源供电，分离式各个输入输出回路由单独电源供电，后5种输入、输出模块的交流或直流电源一般由用户提供。端有电感性元件时，对于直流电路，应在它们两端并联续流二极管；对于交流电路，应在它们两端并联阻容电路，以抑制电路断开时产生的电弧对PLC的影响。电阻可取50120，电容可取0.10.47mf，电容的额定电压应大干电源峰值电压。续流二极管可以选1A的管子，其额定电压应大于电源电压的3倍。3.5 广告牌霓虹灯控制系统的I/O分配表及PLC型号选择根据控制要求,PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入输出(I0)地

35、址编排如下表所示,其中SB1(X0)为启动开关,SB2(X1)为总停止开关,SB3(X2)霓虹灯停止开关,SB4(X3)为流水灯停止开关。Y0Y5控制6根霓虹灯字,用发光管LED1LED8模拟显示,Y6Y13控制6组流水灯泡,这里用发光管LEDQLED,模拟显示，Y14Y16控制3组闪光灯。如表：I/O分配表输入输出X0 启动Y0 霓虹灯“南”字X1 总停止Y1 霓虹灯“京”字X2 霓虹灯和闪光灯停止Y2 霓虹灯“技”字X3 流水灯停止Y3 霓虹灯“师”字Y4 霓虹灯“学”字Y5 霓虹灯“院”字Y6 流水灯1 红色表示Y7 流水灯2蓝色表示Y10 流水灯3绿色表示Y11 流水灯4黑色表示Y12

36、 流水灯5灰色表示Y13 流水灯6白色表示Y14 闪光灯1粉红色表示Y15 闪光灯2粉红色表示Y16 闪光灯3粉红色表示PLC型号的选择：由于本文程序共有15个端口输出，并且用是用交流电的，所以我选择用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AC100240V 50/60Hz。我选择用FX2N-48MR-001的三菱PLC，两个按钮盒，共6个按钮，三组霓虹灯共18个，热继电器一个，空气开关一个。3.6 广告牌霓虹灯控制系统的PLC端子接线图3.6端子接线图四、软件设计4.1 常见的编程语言PLC的用户程序是设计人

37、员根据控制系统的工艺控制要求，通过PLC编程语言的编制设计的。根据国际电工委员会制定的工业控制编程语言标准（IEC1131-3）。PLC的编程语言包括以下五种：梯形图语言（LD）、指令表语言（IL）、功能模块图语言（FBD）、顺序功能流程图语言（SFC）及结构化文本语言（ST）。1梯形图语言（LD）梯形图语言是PLC程序设计中最常用的编程语言。它是与继电器线路类似的一种编程语言。由于电气设计人员对继电器控制较为熟悉，因此，梯形图编程语言得到了广泛的欢迎和应用。梯形图编程语言的特点是：与电气操作原理图相对应，具有直观性和对应性；与原有继电器控制相一致，电气设计人员易于掌握。梯形图编程语言与原有的

38、继电器控制的不同点是，梯形图中的能流不是实际意义的电流，内部的继电器也不是实际存在的继电器，应用时，需要与原有继电器控制的概念区别对待。2指令表语言（IL）指令表编程语言是与汇编语言类似的一种助记符编程语言，和汇编语言一样由操作码和操作数组成。在无计算机的情况下，适合采用PLC手持编程器对用户程序进行编制。同时，指令表编程语言与梯形图编程语言图一一对应，在PLC编程软件下可以相互转换。指令表表编程语言的特点是：采用助记符来表示操作功能，具有容易记忆，便于掌握；在手持编程器的键盘上采用助记符表示，便于操作，可在无计算机的场合进行编程设计；与梯形图有一一对应关系。其特点与梯形图语言基本一致。3功能

39、模块图语言（FBD）功能模块图语言是与数字逻辑电路类似的一种PLC编程语言。采用功能模块图的形式来表示模块所具有的功能，不同的功能模块有不同的功能。功能模块图编程语言的特点：功能模块图程序设计语言的特点是：以功能模块为单位，分析理解控制方案简单容易；功能模块是用图形的形式表达功能，直观性强，对于具有数字逻辑电路基础的设计人员很容易掌握的编程；对规模大、控制逻辑关系复杂的控制系统，由于功能模块图能够清楚表达功能关系，使编程调试时间大大减少。4 顺序功能流程图语言（SFC）顺序功能流程图语言是为了满足顺序逻辑控制而设计的编程语言。编程时将顺序流程动作的过程分成步和转换条件，根据转移条件对控制系统的

40、功能流程顺序进行分配，一步一步的按照顺序动作。每一步代表一个控制功能任务，用方框表示。在方框内含有用于完成相应控制功能任务的梯形图逻辑。这种编程语言使程序结构清晰，易于阅读及维护，大大减轻编程的工作量，缩短编程和调试时间。用于系统的规模校大，程序关系较复杂的场合。顺序功能流程图编程语言的特点：以功能为主线，按照功能流程的顺序分配，条理清楚，便于对用户程序理解；避免梯形图或其他语言不能顺序动作的缺陷，同时也避免了用梯形图语言对顺序动作编程时，由于机械互锁造成用户程序结构复杂、难以理解的缺陷；用户程序扫描时间也大大缩短。5结构化文本语言（ST）结构化文本语言是用结构化的描述文本来描述程序的一种编程

41、语言。它是类似于高级语言的一种编程语言。在大中型的PLC系统中，常采用结构化文本来描述控制系统中各个变量的关系。主要用于其他编程语言较难实现的用户程序编制。结构化文本编程语言采用计算机的描述方式来描述系统中各种变量之间的各种运算关系，完成所需的功能或操作。大多数PLC制造商采用的结构化文本编程语言与BASIC语言、PASCAL语言或C语言等高级语言相类似，但为了应用方便，在语句的表达方法及语句的种类等方面都进行了简化。结构化文本编程语言的特点：采用高级语言进行编程，可以完成较复杂的控制运算；需要有一定的计算机高级语言的知识和编程技巧，对工程设计人员要求较高。直观性和操作性较差。4.2 广告牌霓

42、虹灯控制系统的状态转移图程序设计 霓虹灯的运行：按下XO,S20得电S20是空的M0是非，所以S21得电，把M0置位，T0得电，T0开始计时，时间为6秒，Y0到Y5为顺序启动不保持，间隔时间为1秒，6秒后跳到下一状态。流水灯的运行：按下XO,S30得电S30是空的M1是非，所以S31得电，把M1置位，T6得电，T6开始计时，时间为6秒，Y6亮，Y10亮，Y12亮，Y13亮，Y11亮，Y7亮，每个灯亮一秒，时间间隔为1秒，6秒后跳到下一状态。霓虹灯的运行：当T0得电后，S22得电，T1得电，T1开始计时，时间为6秒，Y0到Y5顺序启动保持，时间间隔为1秒，6秒后跳到下一状态。流水灯的运行：当T6得电后，S32得电，T7得电，T7开始计时，时间为6秒，Y6到Y13顺序启动保持，时间间隔为1秒，6秒后跳到下一状态。霓虹灯的运行：当T1得电后，S23得电，T2得电，T2开始计时，时间为6秒，Y0到Y5全亮，时间为10秒，且三个闪光灯每隔1秒闪一次。