畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC控制的廣告牌燈飾設(shè)計(jì)

1、繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：plc控制的廣告牌燈飾設(shè)計(jì)院、系（站）：渭南工業(yè)學(xué)校函授站學(xué) 科 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù) 學(xué) 生： * * * 學(xué) 號(hào)： * 指 導(dǎo) 老 師： * * * 2012年12月摘要隨著改革的不斷深入,社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和發(fā)展,大中小城市都在進(jìn)行亮化工程。企業(yè)為展現(xiàn)自己的形象和產(chǎn)品,一般都會(huì)采用通過(guò)霓虹燈廣告屏來(lái)這種廣告手法，所以當(dāng)我們夜晚走在大街上,馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告隨處可見(jiàn)。,一種是采用霓虹燈管做成的各種形狀和多中彩色的燈管,另一種為日光等管或白熾燈管作為光源,另配大型廣告語(yǔ)或宣傳畫(huà)來(lái)達(dá)到宣傳的效果。這些燈的亮滅,閃爍時(shí)間及流動(dòng)方向等均可以通

2、過(guò)plc來(lái)達(dá)到控制的要求.這就涉及到如何去控制霓虹燈的亮滅、閃爍時(shí)間及流動(dòng)方向等諸多控制問(wèn)題，如何去快捷、可靠、簡(jiǎn)單的去控制，成為人們考慮的重點(diǎn)，在這我認(rèn)為plc最適合去解決這些問(wèn)題，因?yàn)閜lc具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。并且plc在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的方面具有比較突出的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)實(shí)中人們也是多通過(guò)plc去控制霓虹燈的。可編程控制器plc可編程序控制器：英文全稱(chēng)programmable logic controller ,中文全稱(chēng)為可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，用于

3、其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程.作為自動(dòng)控制裝置的核心,它具有功能強(qiáng),可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn),plc實(shí)驗(yàn)裝置采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有可編程序控制器、編程器模塊，九種實(shí)驗(yàn)?zāi)K，按鈕、開(kāi)關(guān)輸入模塊和繼電器輸出模塊。該裝置可以完成各種指令系統(tǒng)訓(xùn)練以及多種控制對(duì)象的程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練。關(guān)鍵字： 霓虹燈;廣告屏;plc控制目錄第一章 緒論11.1 可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展11.2 plc的現(xiàn)狀21.3 plc的主要特點(diǎn)31.4 plc的應(yīng)用領(lǐng)域4第2章 plc概述72.1 plc的結(jié)構(gòu)72.2 plc的工

4、作過(guò)程8第三章 廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)及硬件設(shè)計(jì)103.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求103.2 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則113.3可編程序控制器plc的選型123.4 i/o模塊的外部接線183.5 廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)的i/o分配表及plc型號(hào)選擇193.6 廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)的plc端子接線圖203.7 plc外部器件的選型20第四章 軟件設(shè)計(jì)224.1 常見(jiàn)的編程語(yǔ)言224.2 廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)的梯形圖程序設(shè)計(jì)254.3 指令表274.4 程序說(shuō)明29結(jié)束語(yǔ)30參考文獻(xiàn)31西安工業(yè)大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）一、緒論1.1 可編程控制器的產(chǎn)生和發(fā)展傳統(tǒng)的的繼電器-接觸器控制系統(tǒng)，由

5、繼電器、接觸器和各種開(kāi)關(guān)按一定的邏輯關(guān)系用線連接而成。要改變控制邏輯，需要重新布線、連接，甚至要增減元器件，由于接線多，非常費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此只適用于工作模式固定、控制邏輯簡(jiǎn)單、大批量生產(chǎn)的制造設(shè)備和一些自動(dòng)化程度較低的制造設(shè)備。20世紀(jì)30年代出現(xiàn)了電子管順序邏輯控制器，解決了因繼電器等開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)通斷延時(shí)太長(zhǎng)而引起的不穩(wěn)定問(wèn)題；20世紀(jì)50年代半導(dǎo)體二極管、三極管邏輯控制電路取代了電子管控制器，解決了電子管熱絲大功率耗能問(wèn)題；20世紀(jì)60年代中小規(guī)模集成電路的出現(xiàn)大大減少了邏輯控制器連接點(diǎn)數(shù)量，降低了故障率。20世紀(jì)60年代末，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制理論的發(fā)展，以及汽車(chē)制造業(yè)

6、日益激烈的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)生產(chǎn)線具有柔性的要求，美國(guó)通用汽車(chē)公司首先提出了將繼電器接觸器控制的簡(jiǎn)單易懂、使用方便、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)，與計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活性、通用性好的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，將繼電器接觸器控制的硬件連線邏輯轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)的軟件邏輯編程的設(shè)想。1969年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（dec）根據(jù)上述設(shè)想，研制開(kāi)發(fā)出世界上第一臺(tái)可編程邏輯控制器。20世紀(jì)80年代超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，產(chǎn)生了cpu、單板計(jì)算機(jī)、單片計(jì)算機(jī)，可編程邏輯控制器具有了通用性、易用性和易學(xué)性，plc得到進(jìn)一步發(fā)展，不僅具有繼電邏輯控制特性，也具有了連續(xù)控制的特性，plc也因此更名為可編程控制器。1985年1月國(guó)際電工委員會(huì)（iec）對(duì)可編

7、程控制器定義如下：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算電子系統(tǒng)，專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬量的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充的原則設(shè)計(jì)”。1.2 plc的現(xiàn)狀隨著個(gè)人計(jì)算(pc機(jī))和通訊技術(shù)的發(fā)展,現(xiàn)在plc和dcs的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)越來(lái)越接近.基本構(gòu)架都是操作站通過(guò)以太網(wǎng)接主站，主站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線接從站。出于安全性的考慮，冗余技術(shù)也不斷發(fā)展，雙冗余（如：gtcon2000）、三冗余(如：tricon)、七冗余（航空領(lǐng)

8、域）。從plc主站cpu的運(yùn)行方式上又分為冷備、熱備和同步熱備。冗余技術(shù)的發(fā)展使得plc可以沖破低級(jí)芯片的限制，而大量應(yīng)用尖端的電子技術(shù)，與pc機(jī)發(fā)展同步。由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展，pc機(jī)變得穩(wěn)定而可靠。其接口的開(kāi)放性，通訊和cpu的速度都使得它比原始設(shè)計(jì)思想下的plc更適用于工控的要求。因此出現(xiàn)了軟plc的概念，又稱(chēng)為軟邏輯。其構(gòu)架是：在pc機(jī)上安裝如linux、wince等操作系統(tǒng)，而在操作系統(tǒng)中運(yùn)行iec1131的邏輯執(zhí)行程序，作為plc系統(tǒng)的主站（如：gtcon2000就是如此）。這種嵌入式的plc使得工業(yè)控制可以應(yīng)用各個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，突破了禁錮瓶頸，典型的軟邏輯plc結(jié)構(gòu)為 arm

9、嵌入linux然后安裝plc解釋程序（www.linuxplc.cn）。軟plc的另外一個(gè)發(fā)展分支是，直接在微軟的個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)上運(yùn)行類(lèi)似plc的軟件，而用計(jì)算機(jī)取代plc系統(tǒng)中的主站。運(yùn)行軟件plc的計(jì)算機(jī)可以充分應(yīng)用計(jì)算機(jī)的開(kāi)放性接口和通訊速度，兼容性好。可以掛接板卡、usb設(shè)備、以太網(wǎng)設(shè)備、串行通訊設(shè)備。比較典型的應(yīng)用方案是：組態(tài)王軟邏輯通過(guò)串行通訊（現(xiàn)在也可用以太網(wǎng)）掛接研華的亞當(dāng)模塊。隨著電子技術(shù)、通訊技術(shù)和軟件技術(shù)的不斷發(fā)展。這種構(gòu)架將完全取代plc 和 dcs 成為主流形式。但目前pc機(jī)技術(shù)、操作系統(tǒng)和以太網(wǎng)還不能滿足可靠性要求。1.3 plc的主要特點(diǎn)1使用靈活、通用性強(qiáng)p

10、lc的硬件是標(biāo)準(zhǔn)化的，加之plc的產(chǎn)品已系列化，功能模塊品種多，可以靈活組成各種不同大小和不同功能的控制系統(tǒng)。在plc構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在plc的端子上接入相應(yīng)的輸入輸出信號(hào)線。當(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)plc裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。2可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)微機(jī)功能強(qiáng)大但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的電磁干擾，電源波動(dòng)，機(jī)械振動(dòng)，溫度和濕度的變化，都可能導(dǎo)致一般通用微機(jī)不能正常工作；傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制系統(tǒng)抗干擾能力強(qiáng)，但由于存在大量的機(jī)械觸點(diǎn)（易磨損、燒蝕）而壽命短，系統(tǒng)可靠性差。plc采用微電子技術(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由

11、無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器件來(lái)完成，大部分繼電器和繁雜連線被軟件程序所取代，故壽命長(zhǎng)，可靠性大大提高，從實(shí)際使用情況來(lái)看，plc控制系統(tǒng)的平均無(wú)故障時(shí)間一般可達(dá)45萬(wàn)小時(shí)。plc采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，能適應(yīng)有各種強(qiáng)烈干擾的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，并具有故障自診斷能力。如一般plc能抗1000v、1ms脈沖的干擾，其工作環(huán)境溫度為060，無(wú)需強(qiáng)迫風(fēng)冷。3接口簡(jiǎn)單、維護(hù)方便plc的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力（輸入輸出可直接與交流220v，直流24v等強(qiáng)電相連），接口電路一般亦為模塊式，便于維修更換。有的plc甚至可以帶電插拔輸入輸出模塊，可不脫機(jī)停電而直接更換故障模塊，大大縮短了故障修復(fù)時(shí)

12、間。4體積小、功耗小、性?xún)r(jià)比高以小型plc（tsx21）為例，它具有128個(gè)i/o接口，可相當(dāng)于400800個(gè)繼電器組成的系統(tǒng)的控制功能，其尺寸僅為216127110mm，重2.3kg，不帶接口的空載功耗為1.2w，其成本僅相當(dāng)于同功能繼電器系統(tǒng)的1020。plc的輸入輸出系統(tǒng)能夠直觀地反應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的變化狀態(tài)，還能通過(guò)各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、i/o點(diǎn)狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等，對(duì)此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。5編程簡(jiǎn)單、容易掌握plc是面向用戶的設(shè)備，plc的設(shè)計(jì)者充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣。大多數(shù)plc的編程均提

13、供了常用的梯形圖方式和面向工業(yè)控制的簡(jiǎn)單指令方式。編程語(yǔ)言形象直觀，指令少、語(yǔ)法簡(jiǎn)便，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)知識(shí)和語(yǔ)言，具有一定的電工和工藝知識(shí)的人員都可在短時(shí)間內(nèi)掌握。利用專(zhuān)用的編程器，可方便地查看、編 輯、修改用戶程序。6設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短用繼電器接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫(huà)出電氣原理圖，然后畫(huà)出繼電器屏（柜）的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來(lái)十分不便。而采用plc控制，由于其靠軟件實(shí)現(xiàn)控制，硬件線路非常簡(jiǎn)潔，并為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量（輸入輸出點(diǎn)數(shù)、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在plc到貨前進(jìn)行，因而縮短了設(shè)計(jì)

14、周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，縮短了施工周期。plc是通過(guò)程序完成控制任務(wù)的，采用了方便用戶的工業(yè)編程語(yǔ)言，且都具有強(qiáng)制和仿真的功能，故程序的設(shè)計(jì)、修改和調(diào)試都很方便，這樣可大大縮短設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。1.4 plc的應(yīng)用領(lǐng)域目前，plc在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi)。1開(kāi)關(guān)量的邏輯控制這是plc最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。

15、如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書(shū)機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。2模擬量控制在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（analog）和數(shù)字量（digital）之間的a/d轉(zhuǎn)換及d/a轉(zhuǎn)換。plc廠家都生產(chǎn)配套的a/d和d/a轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3運(yùn)動(dòng)控制plc可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量i/o模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要plc廠家的產(chǎn)品幾乎都

16、有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。4過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，plc能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。pid調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型plc都有pid模塊，目前許多小型plc也具有此功能模塊。pid處理一般是運(yùn)行專(zhuān)用的pid子程序。過(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。5數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一

17、定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。6通信及聯(lián)網(wǎng)plc通信含plc間的通信及plc與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各plc廠商都十分重視plc的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的plc都具有通信接口，通信非常方便。 二、plc概述2.1 plc的結(jié)構(gòu)plc主要由中央處理單元(cpu)，存儲(chǔ)器（ram和eprom），輸入、輸出模塊（簡(jiǎn)稱(chēng)為i/o），編程器和電源五部分組成。其硬件結(jié)構(gòu)圖如下圖2.

18、1圖2.1 plc硬件結(jié)構(gòu)圖1中央處理單元(cpu)cpu是plc的控制中樞,它是由控制器和運(yùn)算器組成.它采用掃描方式工作，每一次掃描要完成以下工作：（1）輸入處理：將現(xiàn)場(chǎng)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)和數(shù)據(jù)分別讀入映像寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。（2）程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，組織數(shù)據(jù)的存取，傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容。（3）輸出處理：將輸出映像寄存器的內(nèi)容送給輸出模塊，去控制外部負(fù)載。2存儲(chǔ)器plc的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序,用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù).現(xiàn)代plc都采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作為它的存儲(chǔ)器.一類(lèi)是ram(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器),可以隨時(shí)由cpu

19、對(duì)它進(jìn)行讀出和寫(xiě)入;另一類(lèi)是rom(只讀存儲(chǔ)器),cpu只能從中讀取而不能寫(xiě)入.ram用來(lái)存放各種暫存的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及用戶正在調(diào)試的程序,rom用來(lái)存放監(jiān)控程序及用戶已調(diào)試好的程序,這些程序事先固化在rom芯片中,開(kāi)機(jī)后便可運(yùn)行其程序.3i/o模塊i/o模塊的主要工作是信息數(shù)據(jù)的輸入與輸出，輸入信號(hào)有兩類(lèi)：一類(lèi)是從按扭、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字撥碼開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。4編程器編程器除了用來(lái)輸入和編輯用戶程序外，還可以用來(lái)監(jiān)視可編程序控制器運(yùn)行時(shí)梯形圖中各種編程元件的工作狀態(tài)。

20、編程器可以永久地連接在可編程序控制器上，將它取下來(lái)后可編程序控制器也可以運(yùn)行。一般只在程序輸入、調(diào)試階段和檢修時(shí)使用，一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程序控制器公用。5電源可編程序控制器一般使用220v交流電源?？删幊绦蚩刂破鲀?nèi)部的直流穩(wěn)壓電源為各模塊內(nèi)的元件提供直流電壓。某些可編程序控制器可以為輸入電路和少量的外部電子檢測(cè)裝置（如接近開(kāi)關(guān)）提供24v直流電源。驅(qū)動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的直流電源一般由用戶提供。2.2 plc的工作過(guò)程plc的工作過(guò)程是一種循環(huán)過(guò)程，每一次循環(huán)所用的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)掃描周期。每一個(gè)掃描周期都包括系統(tǒng)自檢及信息交換、輸入處理（或稱(chēng)輸入采樣、輸入掃描）、用戶程序執(zhí)行和輸出處理（或稱(chēng)輸出刷

21、新、輸出掃描）這四個(gè)階段。下面分別介紹其中的四個(gè)階段。1系統(tǒng)自檢及信息交換在這個(gè)階段，plc要進(jìn)行系統(tǒng)自檢工作，這包括檢查plc的各種功能是否正常、程序執(zhí)行是否有錯(cuò)及其他一些內(nèi)部處理等。然后plc還要與編程器及其他數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。plc中常用一種稱(chēng)為“看門(mén)狗”（watchdog,簡(jiǎn)稱(chēng)wdt）的監(jiān)督定時(shí)器來(lái)監(jiān)測(cè)plc的實(shí)際工作周期是否超出預(yù)定時(shí)間，以免在執(zhí)行程序過(guò)程中進(jìn)入死循環(huán)或者執(zhí)行非預(yù)定的程序而造成系統(tǒng)故障乃至失控。2輸入處理在輸入處理階段，plc把它所有輸入端子上的信號(hào)的狀態(tài)一次讀入到plc內(nèi)部保存，保存此時(shí)輸入信號(hào)狀態(tài)的器件稱(chēng)為輸入映象寄存器。顯然，在每一個(gè)掃描周期中，輸入映象

22、寄存器中的內(nèi)容更新一次。也就是說(shuō)，在把輸入信號(hào)狀態(tài)讀入輸入映象寄存器后，即使輸入端子上的信號(hào)狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才會(huì)讀入這些變化。3程序執(zhí)行除了輸入映象寄存器外，在plc內(nèi)部各軟元件都有與其對(duì)應(yīng)的映象寄存器。在執(zhí)行用戶程序階段，plc按順序?qū)τ脩舫绦蜻M(jìn)行掃描，從輸入映象寄存器和其他軟元件的映象寄存器中將有關(guān)的軟元件狀態(tài)讀出，從左到右、從上而下地掃描每條指令，即進(jìn)行處理，并把每步程序執(zhí)行的結(jié)果寫(xiě)入有關(guān)映象寄存器。因此，各軟元件的映象寄存器的內(nèi)容隨著程序的運(yùn)行在不斷地變化。用戶程序執(zhí)行完畢，與各輸出繼電器相對(duì)應(yīng)的各輸出映象寄存器的內(nèi)容就確定

23、了。4輸出處理在用戶程序執(zhí)行完畢后，plc就進(jìn)行輸出處理，即把輸出映象寄存器中的內(nèi)容一次送入各輸出鎖存器，即進(jìn)行刷新，從而成為輸出端子上的狀態(tài)，即驅(qū)動(dòng)用戶裝置的狀態(tài)。plc輸出端子的實(shí)際輸出狀態(tài)較輸出鎖存器的狀態(tài)也有一個(gè)延遲時(shí)間。當(dāng)plc處于停止運(yùn)行（stop）狀態(tài)時(shí)，只完成系統(tǒng)自檢及信息交換階段的工作。當(dāng)plc處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，除完成該階段的工作外，還要完成其后面三個(gè)階段的工作。三、廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)及硬件設(shè)計(jì)渭南技術(shù)學(xué)院3.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求圖3.1 霓虹燈本控制系統(tǒng)只是用于控制霓虹燈和邊框流水燈的按順序的閃爍。它能讓你在不用人控制的情況下，進(jìn)行燈的自動(dòng)閃爍，達(dá)到宣傳的目的。如圖3.1

24、六個(gè)字能按順序地進(jìn)行亮滅，并且邊框的燈能同時(shí)地隔位閃爍。用plc對(duì)大型廣告屏實(shí)現(xiàn)控制,其具體要求如下:1廣告屏有6根燈管，24個(gè)流水燈，每4個(gè)燈為一組。2該廣告屏中間6個(gè)霓虹燈字亮滅的時(shí)序?yàn)榈?字亮到第2字亮到第3字亮第6字亮,時(shí)間間隔均為1s,6個(gè)霓虹燈字全亮后,顯示10s,再反過(guò)來(lái)從第6子到第5字第1字按順序熄滅.全滅后,保持熄滅狀態(tài)2s,再?gòu)牡?字開(kāi)始亮起,順序點(diǎn)亮6-51,時(shí)間間隔為1s,全亮后顯示20s.再?gòu)?-26順序熄滅.全熄滅后,保持熄滅狀態(tài)2s,再?gòu)念^開(kāi)始運(yùn)行,周而復(fù)始。3廣告屏四周的流水燈共24只,4個(gè)1組,共分6組,每組燈間隔1s向前移動(dòng)一次,且ivi每隔一組的燈點(diǎn)亮,即

25、從i,iii亮后ii,iv亮后iii,v亮后iv,vi亮,移動(dòng)一段時(shí)間后(如30s),再反過(guò)來(lái)移動(dòng),即從vi,iv亮后v,iii亮后iv,ii亮后iii,i亮,如此循環(huán)往復(fù)。4系統(tǒng)有單步連續(xù)控制,有啟動(dòng)和停止按鈕。5系統(tǒng)霓虹燈字,白幟燈的電壓及供電電源均為220v。3.2 plc控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則任何一種控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控對(duì)象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求充分發(fā)揮plc的功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)plc控制系統(tǒng)的首要前提，這也是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)

26、前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)的工程管理人員、工程技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設(shè)計(jì)中的重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。2保證plc控制系統(tǒng)安全可靠保證plc控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。這就要求設(shè)計(jì)者在系統(tǒng)設(shè)計(jì)、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確?？刂葡到y(tǒng)安全可靠。例如：應(yīng)該保證plc程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。3. 力求簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及維修方便一個(gè)新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質(zhì)量和數(shù)量，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效

27、益，但新工程的投入、技術(shù)的培訓(xùn)、設(shè)備的維護(hù)也將導(dǎo)致運(yùn)行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地?cái)U(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設(shè)計(jì)者不僅應(yīng)該使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護(hù)方便、成本低，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。4適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇plc、輸入/輸出模塊、i/o點(diǎn)數(shù)和內(nèi)存容量時(shí)，要適當(dāng)留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)。3.3可編程序控制器plc的選型在plc系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是pl

28、c工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。plc及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用plc應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)，plc的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過(guò)程的特點(diǎn)、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)、所需存儲(chǔ)器容量、確定plc的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價(jià)格比的plc和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 一、輸入輸出

29、（i/o）點(diǎn)數(shù)的估算 i/o點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%20%的可擴(kuò)展 余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商plc的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整。 二、存儲(chǔ)器容量的估算 存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的，需在程序調(diào)試之后才知道。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對(duì)程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來(lái)替代。 存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒(méi)有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不

30、同公式，大體上都是按數(shù)字量i/o點(diǎn)數(shù)的1015倍，加上模擬i/o點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。 三、控制功能的選擇 該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇。 (一)運(yùn)算功能 簡(jiǎn)單plc的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通plc的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等；大型plc中還有模擬量的pid運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨著開(kāi)放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在plc中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品還具有與工

31、廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)，合理選用所需的運(yùn)算功能。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和pid運(yùn)算等。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。 (二)控制功能 控制功能包括pid控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定。plc主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制，有時(shí)也采用專(zhuān)用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高plc的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用pid控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、a

32、sc碼轉(zhuǎn)換單元等。 (三)通信功能 大中型plc系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如tcp/ip），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（tcp/ip）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合iso/ieee通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是開(kāi)放的通信網(wǎng)絡(luò)。 plc系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（rs2232c/422a/423/485）、rio通信口、工業(yè)以太網(wǎng)、常用dcs接口等；大中型plc通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。 plc系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1mbps，通信負(fù)荷不大于60%。plc系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）pc為主站，

33、多臺(tái)同型號(hào)plc為從站，組成簡(jiǎn)易plc網(wǎng)絡(luò)；2）1臺(tái)plc為主站，其他同型號(hào)plc為從站，構(gòu)成主從式plc網(wǎng)絡(luò)；3）plc網(wǎng)絡(luò)通過(guò)特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型dcs中作為dcs的子網(wǎng)；4）專(zhuān)用plc網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專(zhuān)用plc通信網(wǎng)絡(luò)）。 為減輕cpu通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。 (四)編程功能 離線編程方式：plc和編程器公用一個(gè)cpu，編程器在編程模式時(shí)，cpu只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，cpu對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在

34、線編程方式：cpu和編程器有各自的cpu，主機(jī)cpu負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型plc中常采用，五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語(yǔ)言：順序功能圖（sfc）、梯形圖（ld）、功能模塊圖（fbd）三種圖形化語(yǔ)言和語(yǔ)句表（il）、結(jié)構(gòu)文本（st）兩種文本語(yǔ)言。選用的編程語(yǔ)言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（iec6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語(yǔ)言編程形式，如c，basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。(五)診斷功能plc的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過(guò)硬件的邏輯

35、判斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過(guò)軟件對(duì)plc內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過(guò)軟件對(duì)plc的cpu與外部輸入輸出等部件信息交換功能進(jìn)行診斷是外診斷。 plc的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。 (六)處理速度 plc采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來(lái)看，處理速度應(yīng)越快越好，如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則plc將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù)據(jù)的丟失。 處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、cpu處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，plc接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.20.4ls，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。掃描

36、周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型plc的掃描時(shí)間不大于0.5ms/k；大中型plc的掃描時(shí)間不大于0.2ms/k。四、機(jī)型的選擇 (一)plc的類(lèi)型 plc按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類(lèi)，按應(yīng)用環(huán)境分為現(xiàn)場(chǎng)安裝和控制室安裝兩類(lèi)；按cpu字長(zhǎng)分為1位、4位、8位、16位、32位、64位等。從應(yīng)用角度出發(fā)，通常可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型。 整體型plc的i/o點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型plc提供多種i/o卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的i/o點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。 (二)輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)

37、用要求的統(tǒng)一。例如對(duì)輸入模塊，應(yīng)考慮信號(hào)電平、信號(hào)傳輸距離、信號(hào)隔離、信號(hào)供電方式等應(yīng)用要求。對(duì)輸出模塊，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類(lèi)型，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣、壽命短、響應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開(kāi)關(guān)頻繁，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場(chǎng)合，但價(jià)格較貴，過(guò)載能力較差。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。 可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本。 考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程i/o機(jī)架等。 (三)電源的選擇 plc的供電電源，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)plc應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)要求設(shè)計(jì)和選用外，一般plc的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選

38、用220vac電源，與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。 如果plc本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對(duì)提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入plc，對(duì)輸入和輸出信號(hào)的隔離是必要的，有時(shí)也可采用簡(jiǎn)單的二極管或熔絲管隔離。 (四)存儲(chǔ)器的選擇 由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降，因此，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求plc的存儲(chǔ)器容量，按256個(gè)i/o點(diǎn)至少選8k存儲(chǔ)器選擇。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。 (五)冗余功能的選擇 1控制單元的冗余 .重要的過(guò)程單元：cpu（包括存儲(chǔ)器）及電

39、源均應(yīng)1b1冗余。 .在需要時(shí)也可選用plc硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等。 2i/o接口單元的冗余 .控制回路的多點(diǎn)i/o卡應(yīng)冗余配置。 .重要檢測(cè)點(diǎn)的多點(diǎn)i/o卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對(duì)重要的i/o信號(hào)，可選用2重化或3重化的i/o接口單元。 (六)經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇plc時(shí)，應(yīng)考慮性能價(jià)格比?？紤]經(jīng)濟(jì)性時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素，進(jìn)行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品。 輸入輸出點(diǎn)數(shù)對(duì)價(jià)格有直接影響。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì)

40、cpu選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。 3.4 i/o模塊的外部接線開(kāi)關(guān)量輸入、輸出模塊的外部接線分為匯點(diǎn)式、分組匯點(diǎn)式和分離式三種，匯點(diǎn)式的各輸入回路有個(gè)公共端com，并共用個(gè)電源（直流電源一般是plc自帶）；分組匯點(diǎn)式由幾個(gè)電源供電，分離式各個(gè)輸入輸出回路由單獨(dú)電源供電，后5種輸入、輸出模塊的交流或直流電源一般由用戶提供。端有電感性元件時(shí)，對(duì)于直流電路，應(yīng)在它們兩端并聯(lián)續(xù)流二極管；對(duì)于交流電路，應(yīng)在它們兩端并聯(lián)阻容電路，以抑制電路斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生的電弧對(duì)plc的影響。電阻可取50120，電容可取0.10.47mf，電容的

41、額定電壓應(yīng)大干電源峰值電壓。續(xù)流二極管可以選1a的管子，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的3倍。3.5 廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)的i/o分配表及plc型號(hào)選擇根據(jù)控制要求,plc控制霓虹燈廣告顯示屏的輸入輸出(i0)地址編排如下表所示,其中sa1(x0)為啟動(dòng)開(kāi)關(guān),sa2(x1)為停止開(kāi)關(guān),saa(x2)為單步連續(xù)選擇開(kāi)關(guān),sb(x3)為步進(jìn)按鈕開(kāi)關(guān)。y0y7控制8根霓虹燈字,用發(fā)光管led1led8模擬顯示,y10y15控制6組流水燈泡,這里用發(fā)光管ledqled,模擬顯示。如表：輸入點(diǎn)分配輸出點(diǎn)分配輸入接點(diǎn)輸入開(kāi)關(guān)名稱(chēng)輸出接口驅(qū)動(dòng)設(shè)備x000啟動(dòng)sa1y000 y005控制8個(gè)霓虹燈字led1-6x0

42、01停止sa2y010y015控制6組流水燈泡led10-15x002單步/連續(xù)開(kāi)關(guān)sa3x003步進(jìn)按紐開(kāi)關(guān)sbi/o分配表plc型號(hào)的選擇：由于本文程序共有14個(gè)端口輸出，并且用是用交流電的，所以我選擇用fx2n-48mr-001。fx2n-48mr-001的主要的技術(shù)參數(shù)：輸入繼電器有24點(diǎn)，輸出繼電器有24點(diǎn)。電源電壓為ac100240v 50/60hz。3.6 廣告牌霓虹燈控制系統(tǒng)的plc端子接線圖3.6端子接線圖3.7 plc外部器件的選型電器產(chǎn)品的種類(lèi)很多，他們?cè)诳刂浦衅鹬苤匾淖饔?，但目前各種電器的質(zhì)量不是很理想。常因電器產(chǎn)品發(fā)生故障而使系統(tǒng)不能正常工作，從而造成很大的經(jīng)濟(jì)損

43、失。所以電器產(chǎn)品的可靠性與正確選型在控制系統(tǒng)中至關(guān)重要。下表為本次系統(tǒng)的主要電器元件的選型：名稱(chēng)符號(hào)型號(hào)數(shù)量額定電壓萬(wàn)能開(kāi)關(guān)sah2101013j 10a3個(gè)220v霓虹燈管hlljt-gl13-s038個(gè)220v日光燈hlljt-cc7-s158個(gè)220v刀開(kāi)關(guān)qshd17-40011291個(gè)220v按鈕sbla19-a1個(gè)220v空氣開(kāi)關(guān)qdz20-4001個(gè)220v熔斷器furl1601個(gè)220v四、軟件設(shè)計(jì)4.1 常見(jiàn)的編程語(yǔ)言plc的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過(guò)plc編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)（iec1131-3）。plc

44、的編程語(yǔ)言包括以下五種：梯形圖語(yǔ)言（ld）、指令表語(yǔ)言（il）、功能模塊圖語(yǔ)言（fbd）、順序功能流程圖語(yǔ)言（sfc）及結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（st）。1梯形圖語(yǔ)言（ld）梯形圖語(yǔ)言是plc程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語(yǔ)言。它是與繼電器線路類(lèi)似的一種編程語(yǔ)言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。梯形圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。梯形圖編程語(yǔ)言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，應(yīng)用時(shí)，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對(duì)待。

45、2指令表語(yǔ)言（il）指令表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類(lèi)似的一種助記符編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無(wú)計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用plc手持編程器對(duì)用戶程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言圖一一對(duì)應(yīng)，在plc編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。指令表表編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：采用助記符來(lái)表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤(pán)上采用助記符表示，便于操作，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；與梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)言基本一致。3功能模塊圖語(yǔ)言（fbd）功能模塊圖語(yǔ)言是與數(shù)字邏輯電路類(lèi)似的一種plc編程語(yǔ)言。采用功能模塊圖的形式來(lái)表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有

46、不同的功能。功能模塊圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡(jiǎn)單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。4 順序功能流程圖語(yǔ)言（sfc）順序功能流程圖語(yǔ)言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過(guò)程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。

47、這種編程語(yǔ)言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)合。順序功能流程圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：以功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對(duì)用戶程序理解；避免梯形圖或其他語(yǔ)言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也避免了用梯形圖語(yǔ)言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時(shí)間也大大縮短。5結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（st）結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言是用結(jié)構(gòu)化的描述文本來(lái)描述程序的一種編程語(yǔ)言。它是類(lèi)似于高級(jí)語(yǔ)言的一種編程語(yǔ)言。在大中型的plc系統(tǒng)中，常采用結(jié)構(gòu)化文本來(lái)描述控制系統(tǒng)中各個(gè)變量的關(guān)系。主要用于其他編程語(yǔ)言較難實(shí)現(xiàn)的用戶程序編制。結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言采用計(jì)算機(jī)的描述方式來(lái)描述系統(tǒng)中各種變