011810102493-何福德-基于PLC控制广告牌饰灯的设计.doc

《011810102493-何福德-基于PLC控制广告牌饰灯的设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《011810102493-何福德-基于PLC控制广告牌饰灯的设计.doc（33页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、重庆科技学院 高等教育自学考试本科毕业论文 基于 PLC 控制广告牌饰灯的设计 考生姓名： 何福德 准考证号： 011810102493 专业层次： 本 科 院（系）：机械与动力工程学 院 指导教师： 黄武凯 职 称： 讲 师 重庆科技学院 二 O 一二年六月二十五日 重庆科技学院 高等教育自学考试本科毕业论文 基于 PLC 控制广告牌饰灯的设计 考生姓名： 何福德 准考证号： 011810102493 专业层次： 本 科 指导教师： 黄武凯 院 （系）： 机械与动力工程学院 重庆科技学院 二 O 一二年六月二十五日 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 中文摘要 I 摘 要 可编程序控制

2、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。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:灯饰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 的灯饰广告均可以见到,一种是采用 LED 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

3、时间及流动方向等均可以通过 PLC 来达到控制的要求。 通过本设计，即能熟悉学习过的 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：PLC，广告灯 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 英文摘要 II The Title of the thesis ABSTRACT A programmable controller PLC, its wide appli

4、cation, strong function, convenient use, has become the main pillar of industry automation. PLC is widely used in all kinds of machinery equipment and the automatic control system of production processes, PLC in other areas, such as in civil and home automation has also been a rapid development. Wit

5、h the continuous deepening of reform, the socialist market economic prosperity and the continued development of big and medium city, in the lighting project. Enterprises to promote the image of their companies and products, are subject to the advertising practices of: lighting advertising screen to

6、achieve this purpose . When we night walking in the street, the road on both sides of diversiform lighting advertising can be seen, using a LED lamp made of various shapes and multiple color lamp, another one is fluorescent tube or incandescent lamp as the light source, the other with large advertis

7、ement or poster to achieve the propaganda effect. Out of these bright lights, flashing all the time and the flow direction through the PLC to achieve the control requirement. Through this design, can be familiar with the learned knowledge in PLC, but also improve the ability of design, and the PLC h

8、as strong universality, convenient use, wide adaptability, high reliability, strong anti interference ability, simple programming features. PLC in industrial automation and control a particular sequence to control the position, in the foreseeable future, cannot be replaced. To a certain extent, impr

9、ove their job search success rate in the future. So I chose this topic. Keywords：Programmable controller (PLC), advertising lights 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 绪论 1 目 录 摘摘 要要.I ABSTRACTABSTRACTII 1 1. .绪绪 论论1 1.11.1 PLCPLC 的特点的特点 2 1.1.1 高可靠性 2 1.1.2 丰富的 I/O 接口模块 2 1.1.3 采用模块化结构 2 1.1.4 编程简单易学 2 1.1.5 安装简单，

10、维修方便 2 1.21.2 PLCPLC 的功能的功能 3 1.3PLC1.3PLC 的应用的应用 .3 1.3.1 开关量的逻辑控制 3 1.3.2 模拟量控制3 1.3.3 运动控制 3 1.3.4 过程控制 4 1.3.5 数据处理4 1.3.6 通信及联网 4 2.PLC2.PLC 在广告设计领域的应用在广告设计领域的应用5 2.12.1 PLCPLC 的分类的分类 5 2.22.2 PLCPLC 的结构的结构 5 2.32.3 PLCPLC 的工作原理的工作原理 5 2.3.1 输入采样阶段 5 2.3.2 用户程序执行阶段 6 2.3.3 输出刷新阶段 6 2.42.4 PLCPL

11、C的工作方式的工作方式.6 2.52.5 PLCPLC 汇编语言汇编语言 7 2.5.1 梯形图7 2.5.2 语句表 7 2.62.6 PLCPLC 的基本指令的基本指令 8 2.6.1 输入输出指令（LD/LDI/OUT）8 2.6.2 触点串连指令（AND/ANDI） 、并联指令（OR/ORI）.8 2.6.3 电路块的并联和串联指令（ORB、ANB）9 2.6.4 程序结束指令（END）10 3 3. .具体设计情况具体设计情况11 3.13.1 设计要求设计要求.11 3.23.2I/OI/O 分配表及分配表及 PLCPLC 型号选择型号选择 .11 3.33.3 PLCPLC 端子

12、接线图端子接线图 12 3.3.1 中央处理器 CPU12 3.3.2 存储器模块 .12 3.3.3 输入输出模块 .12 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 绪论 2 3.3.4 编程器 .13 3.43.4 PLCPLC 端子接线图端子接线图 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.53.5 控制流程图控制流程图.13 3.63.6 三菱三菱 FX2NFX2N 系列指令表系列指令表14 3.73.7 广告灯牌分布图：广告灯牌分布图：.17 4 4. .结结 论论.20 参考文献参考文献22 致致 谢谢.23 论文原创性声明论文原创性声明24 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论

13、文 绪论 1 1 绪 论 可编程序控制器(Programmable Logic Controller， 简称 PLC)，PLC 从 1969 年问世以来，虽然至今还不到 40 年，但由于其具有道用灵活的控制性能、 可以 适应各种工业环境的可靠性与简单方便的使用性能，在工业自动化各领域 取得了广泛的应用。曾经有人将 PLC 技术与数控技术(CNC)、CADCAM 技术、 工业机器 人技术并称为现代工业自动化技术的四大支柱。最初的电气自动控制 装置(包括日前使用的一些简单机械)，只是一些简单的手动电器(如刀开关、正 反转开关等)。这些电器只适合于电机容量小、控制要求 简单、动作单一的场 合。随着技

14、术的进步，生产机械对电气自动控制提出了越来 越高的要求，电气 自动控制装置逐步发展成了各种形式的电气自动控制系统。1969 年美国数字设 备公司(DEC 公司)首先研制比了全世界第一台可编程序控制器，并称之为“可 编程序逻辑制器” Programmable Logic Controller， 简称 PLC)。试样机在 GM 公司的应用获得了成功。此后，PLC 得到了快速发展， 并被广泛用于各种 开义量逻辑运算与处理的场合。 早期 PLC 的硬件主要由分立元件与小规模集 成电路构成， 它虽然采用了计算机技术，但指令系统、软件与功能相对较简单， 一般只能进行逻辑运算的处理，同时通过简化计算机的内部

15、结构与改进可靠性 等措施，使之能与工业环境相适应。在 20 世纪 70 年代初期曾经出现过一些出 二极管矩阵、集成电路等器件组成 的所谓“顺序控制器” ；20 世纪 70 年末期 曾经出现过以 MCl4500 工业控制单元 (Industrial control unit， 简称 ICU)为 核心。8 通道数据选择器MCl4512)、 出 指令计数器(MCl4516)、8 位可寻址 双向锁存器(MCl4599)、存储器(2732)等组成的 “可编程序控制器” 等产品。 这些产品与 PLC 相比，虽然具有一定的价格优势， 但最终还是因可靠性、功 能等多方面的原因，未能得到进一步的推广与发展；而

16、PLC 则随着微处理器价 格的全面下降，最终以其优良的性能价格比，得到了迅速发展，并最终成为了 当代工业自动控制技术的重要支柱枝术之一。 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 1 PLC 的特点及应 用 2 1.1 PLC 的特点 1.1.1 高可靠性 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 路之间电气上隔离；各输入端均采用 R-C 滤波器，其滤波时间常数一般为 1020ms；各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰；采用性能优良的开关电源； 对采用的器件进行严格的筛选；良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件 发生异常情况，CPU 立即采用有效措施，以防

17、止故障扩大；大型 PLC 还可以采 用由双 CPU 构成冗余系统或有三 CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。 1.1.2 丰富的 I/O 接口模块 PLC 针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压 或电流；脉冲或电位； 强电或弱电等。有相应的 I/O 模块与工业现场的器件或 设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀 等直接连接。 另外为了提高操作性能，它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部 网络，它还有多种通讯联网的接口模块，等等。 1.1.3 采用模块化结构 为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型 PLC 以外，绝大多数

18、 PLC 均采用模块化结构。PLC 的各个部件，包括 CPU，电源，I/O 等均采用模块化设 计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自 行组合。 1.1.4 编程简单易学 PLC 的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式，对使用者来说， 不需要具备计算机的专门知识，因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。 1.1.5 安装简单，维修方便 PLC 不需要专门的机房，可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将 现场的各种设备与 PLC 相应的 I/O 端相连接，即可投入运行。各种模块上均有 运行和故障指示装置，便于用户了解运行情况和查找故障；由于采用模块化结 重

19、庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 1 PLC 的特点及应 用 3 构，因此一旦某模块发生故障，用户可以通过更换模块的方法，使系统迅速恢 复运行。 1.2 PLC 的功能 （1）逻辑控制 （2）定时控制 （3）计数控制 （4）步进(顺序)控制 （5）PID 控制 （6）数据控制：PLC 具有数据处理能力。 （7）通信和联网 （8）其它：PLC 还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如： 定位控制模块，CRT 模块三.PLC 的应用 1.3PLC 的应用 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

20、情况大致可 归纳为如下几类： 1.3.1 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。 1.3.2 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

21、控制。 1.3.3 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 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 1 PLC 的特点及应 用 4 器人、电梯等场合。 1.3.4 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

22、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。 1.3.5 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

23、一些大型控制系统。 1.3.6 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。 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的结构级原理 5 2. PLC 在广告设计领域的应用 2.1 PLC 的分类 (1) 按 plc 的结构形式分类：1.整体式；2.模块式。 (2)按 plc 的 I/O 点数分类：1 小型 256 点以下；2 中型 256 点以上，2048 点以下；3 大

24、型 2048 点以上。 (3)按 plc 功能分类：抵挡型，中挡型，高档型。 2.2 PLC 的结构 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机其硬件结构基本上与微型计算机 从结构上分，PLC 分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式 PLC 包括 CPU 板、I/O 板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整 体。模块式 PLC 包括 CPU 模块、I/O 模块、内存、电源模块、底板或机架，这 些模块可以按照一定规则组合配置。 PLC 的基本结构框图如下： 接受 驱动 现场信号 受控元件 图 2.1 PLC 的结构框图 2.3 PLC 的工作原理 当可编程逻辑控制器投入运行后

25、，其工作过程一般分为三个阶段，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。 2.3.1 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 输 入 接 口 部 件 中央处理单元 CPU 板 电 源 部 件 接 口 部 件 输 出 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的结构级原理 6 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，

26、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。 2.3.2 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。

27、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。 2.3.

28、3 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。 2.4 plc 的工作方式 (1)输入采样阶段，在此阶段，顺序读入所有输入缎子通断状态，并将读入 的信息存入内存，接着进入程序执行阶段，在程序执行时，即使输入信号发生 变化，内存中输入信息也不变化，只有在下一个扫描周期的输入采样阶段才能 读入信息。 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的结构级原理 7 (2) 程序执行阶段：plc 对用户程序扫描。 (

29、3)输出刷新阶段：当所有指令执行完毕通过隔离电路，驱动功率放大器， 电路是输出端子向外界输出控制信号驱动外部负载。 2.5 PLC 汇编语言 采用面向控制过程，面向问题，简单直观的 plc 编写横语言，常用的有： 梯形图，语句表，功能图等。 2.5.1 梯形图 梯形图编程语言功能具有很强更方便的特点，自上而下，从左到右的顺序 排列，两列垂直线为母线。每一逻辑行，起使左母线；梯形图中采用继电器名 称，但不是真实物理继电器称为“软继电器” ；每个梯级流过的是概念电流，从 左向右，其两端母线设有电源；输入继电器，用于接入信号，而无线圈，输入 继电器，通过输入接入的继电器，晶体及晶闸管才能实现。 2.

30、5.2 语句表 又叫指令表，类似计算机汇编语言形式，用指令的记助符编程。 例：下图是三菱公司的 FX2N 系列产品的最简单的梯形图例： X000 X001 Y000 X010 图 2.2 LED 显示的梯形图 它有两组，第一用以实现启动、停止控制；第二仅一个 END 指令，用 以结束程序。梯形图与助记符的对应关系： 助记符指令与梯形图指令有 严格的对应关系，而梯形图的连线又可把指令的顺序予以体现。一般讲， 其顺序为：先输入，后输出（含其他处理） ；先上，后下；先左，后右。 有了梯形图就可将其翻译成助记符程序。上图的助记符程序为： 表 2-1 LED 显示的助记符 地址指令变量 END 重庆科技

31、学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的结构级原理 8 0000LDX000 0001ORX010 0002ANDX001 0003OUTY000 0004END 反之根据助记符，也可画出与其对应的梯形图 2.6 PLC 的基本指令 2.6.1 输入输出指令（LD/LDI/OUT） 下面把 LD/LDI/OUT 三条指令的功能、梯形图表示形式、操作元件 以列表的形式加以说明： 符号 功 能 梯形图表示操作元件 LD（取） 常开触点与母线相连 X，Y，M，T，C,S LDI（取反） 常闭触点与母线相连 X，Y，M，T，C,S OUT（输出） 线圈驱动 Y，M，T，C，S,F LD 与 L

32、DI 指令用于与母线相连的接点，此外还可用于分支电路的起点。 OUT 指令是线圈的驱动指令，可用于输出继电器、辅助继电器、定时 器、计数器、状态寄存器等，但不能用于输入继电器。输出指令用于并行 输出，能连续使用多次。 X000 Y000 地址 指令 数据 0000 LD X000 0001 OUT Y000 2.6.2 触点串连指令（AND/ANDI） 、并联指令（OR/ORI） 符号（名称） 功 能 梯形图表示 操作元件 AND（与） 常开触点串联连接 X，Y，M，T，C,S ANDI（与非） 常闭触点串联连接 X，Y，M，T，C,S 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的

33、结构级原理 9 OR（或） 常开触点并联连接 X，Y，M，T，C，S ORI（ 或非） 常闭触点并联连接 X，Y，M，T，C，S AND、ANDI 指令用于一个触点的串联，但串联触点的数量不限，这两 个指令可连续使用。OR、ORI 是用于一个触点的并联连接指令。 X001 X002 Y001 地址 指令 数据 0002 LD X001 X003 0003 ANDI X002 0004 OR X003 0005 OUT Y001 2.6.3 电路块的并联和串联指令（ORB、ANB） 符号（名称） 功能 梯形图表示 操作元件 ORB（块或） 电路块并联连接 无 ANB（块与） 电路块串联连接 无

34、含有两个以上触点串联连接的电路称为“串联连接块” ，串联电路块并 联连接时，支路的起点以 LD 或 LDNOT 指令开始，而支路的终点要用 ORB 指 令。ORB 指令是一种独立指令，其后不带操作元件号，因此，ORB 指令不表 示触点，可以看成电路块之间的一段连接线。如需要将多个电路块并联连 接，应在每个并联电路块之后使用一个 ORB 指令，用这种方法编程时并联 电路块的个数没有限制；也可将所有要并联的电路块依次写出，然后在这 些电路块的末尾集中写出 ORB 的指令，但这时 ORB 指令最多使用 7 次。将 分支电路（并联电路块）与前面的电路串联连接时使用 ANB 指令，各并联 电路块的起点，

35、使用 LD 或 LDNOT 指令；与 ORB 指令一样，ANB 指令也不带 操作元件，如需要将多个电路块串联连接，应在每个串联电路块之后使用 一个 ANB 指令，用这种方法编程时串联电路块的个数没有限制，若集中使 用 ANB 指令，最多使用 7 次。 ANB X000 X002 X003 Y006 X001 X004 X005 ORB X006 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的结构级原理 10 X003 地 址 指 令 数 据 0000 LD X000 0001 OR X001 0002 LD X002 0003 AND X003 0004 LDI X004 0005

36、AND X005 0006 OR X006 0007 ORB 0008 ANB 0009 OR X003 0010 OUT Y006 2.6.4 程序结束指令（END） 在符号（名称 功 能 梯形图表示 操作元件 END（结束） 程序结束 无 程序结束处写上 END 指令，PLC 只执行第一步至 END 之间的程序，并 立即输出处理。若不写 END 指令，PLC 将以用户存贮器的第一步执行到最 后一步，因此，使用 END 指令可缩短扫描周期。另外。在调试程序时，可 以将 END 指令插在各程序段之后，分段检查各程序段的动作，确认无误后， 再依次删去插入的 END 指令。其他还有一些指令，如置位

37、复位、脉冲输出、 清除、移位、主控触点、空操作、跳转指令等。由梯形图写出与之对应的 助记符形式的指令。并由后面的 GPP 软件传输到 PLC 中，实时运行。 结束 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 2 PLC 的结构级原理 11 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 12 3具体设计情况 3.1 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“成阿工业园 欢迎您” ，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

38、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。 3.2I/O 分配表及 PLC 型号选择 表 3-1 PLC 及 I/O 分配表

39、 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 “成”字 彩灯 EL1Y0 X001 停止按钮 SB2 “阿”字 彩灯 EL2Y1 X002 单步/连续开关 SB3 “工”字 彩灯 EL3Y2 X003 步进按纽开关 SB4 “业”字 彩灯 EL4Y3 “园”字 彩灯 EL5Y4 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 13 “欢”字彩灯EL6Y5 “迎”字彩灯EL7Y6 “您”字彩灯EL8Y7 3.3 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

40、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。 3.3.1 中央处理器 CPU CP

41、U 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。 3.3.2 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

42、，也可 将程序固化在 EPROM 中。 3.3.3 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。 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 14 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。 3.3.4 编程器 编程器是 PLC 必不可少的重要外部设备。编程器

43、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。 3.4 控制流程图 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 15 Y N N N N N N N Y 图 3.1 PLC 控制广告牌设计流程图 3.5 三菱 FX2N 系列指令表 表 3-2 广告自动闪烁灯三菱 FX2N 系列 PLC 控制指令表 开始 手动 D1 灯亮 1S 自动 D1 灯正常 D8 灯正常

44、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 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 16 0 LD X000 1 OR M0 2 ANI X001 3 OUT M0 4 LD MO 5 ANI T1 6 OUT T0 K5 9 LD T1 10 PLS M1 12 LD M0 13 ANI M3 14 ANI M4 15 ANI M5 16 ANI M6 17 ANI M7 18 ANI M8 19 ANI M9 20 ANI M10 21 ANI M1

45、1 22 ANI M12 23 ANI M13 24 ANI M14 25 ANI M15 26 OUT M2 27 LD M1 28 ANI M15 29 SFTL M2 M3 K13 K1 38 LD M2 39 OR T2 40 OUT Y000 41 LD M3 42 OR T2 43 OUT Y001 44 LD M4 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 17 45 OR T2 46 OUT Y002 47 LD M5 48 OR T2 49 OUT Y003 50 LD M6 51 OR T2 52 OUT Y004 53 LD M7 54 OR T2 55

46、 OUT Y005 56 LD M8 57 OR T2 58 OUT Y006 59 LD M9 60 OR T2 61 OUT Y007 62 LD M10 63 OR T2 64 OUT Y010 65 LD M11 66 OR T2 67 OUT Y011 68 LD M12 69 OR T2 70 OUT Y012 71 LD M13 72 OR T2 73 OUT Y013 74 LD M14 75 OR T2 76 OUT Y014 77 LD M15 78 ANI T3 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 18 79 OUT T2 K3 82 LD T2

47、83 OUT T3 K3 86 LD T3 87 OUT C0 K3 90 LD C0 91 ZRST M3 M15 96 END 3.6 广告灯牌分布图： 本次设计每四个 LED 灯分为一组，总共六组。 3.2 广告牌分布图 3.7 梯形图 2217212019 18 13 14 15 16 2324 4 3 2 1 灯灯 2 灯灯 3 灯灯 8 灯灯 4 灯灯 5 灯灯 6 灯灯 7 灯灯 1 6781110512 8 9 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 19 图 3.3 设计梯形图 重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 3 具体设计情况 20 2.8 调试与完善 广告牌饰灯的程序是由三菱 PLC 编程软件 GX-DEVELOPER7