霓虹灯广告屏plc控制系统设计论文

霓虹灯广告屏plc控制系统设计论文内容摘要：

24V的工作电源电源输入类型有交流电源 220VAC 或 110 VAC 直流电源常用的 为 24VDC 2底板或机架大多数模块式 PLC使用底板或机架其作用是电气上实现各模块间的联系使 CPU 能访问底板上的所有模块机械上实现各模块间的连接使各模块构成一个整体 2PLC 系统的其它设备编程设备编程器是 PLC 开发应用监测运行检查维护不可缺少的器件用于编程对系统作一些设定监控 PLC及 PLC所控制的系统的工作状况但它不直接参与现场控制运行小编程器 PLC 一般有手持型编程器目前一般由计算机运行编程软件充当编程器 2 人机界面最简单的人机界面是指示灯和按钮目前液晶屏或触摸屏式的一体式操作员终端应用越来越广泛由计算机运 行组态软件充当人机界面非常普及 3输入输出设备用于永久性地存储用户数据如 EPROMEEPROM写入器条码阅读器输入模拟量的电位器打印机等 图 21 可编程控制器的硬件简化框图 22 PLC 的特点 为适应工业环境使用与一般控制装置相比较 PLC 机有以下特点 可靠性高干扰能力强 工业生产对控制设备的可靠性要求 平均故障间隔时间长 2 故障修复时间平均修复时间短 任何电子设备产生的故障通常为两种 偶发性故障由于外界恶劣环境如电磁干扰超高温超低温过电压欠电压振动等引起的故障这类故障只要不引起系统部件的损坏一旦环境条件恢 复正常系统也随之恢复正常但对 PLC 而言受外界影响后内部存储的信息可能被破坏 2 永久性故障由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障 如果能限制偶发性故障的发生条件如果能使 PLC 在恶劣环境中不受影响或能把影响的后果限制在最小范围使 PLC 在恶劣条件消失后自动恢复正常这样就能提高平均故障间隔时间如果能在 PLC 上增加一些诊断措施和适当的保护手段在永久性故障出现时能很快查出故障发生点并将故障限制在局部就能降低 PLC的平均修复时间为此各 PLC的生产厂商在硬件和软件方面采取了多种措施使 PLC除了本身具有较强的自诊断能力能及时给 出出错信息停止运行等待修复外还使PLC 具有了很强的抗干扰能力 硬件措施 主要模块均采用大规模或超大规模集成电路大量开关动作由无触点的电子存储器完成 IO 系统设计有完善的通道保护和信号调理电路 屏蔽对电源变压器 CPU 编程器等主要部件采用导电导磁良好的材料进行屏蔽以防外界干扰 滤波对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波如 LC 或π型滤波网络以消除或抑制高频干扰也削弱了各种模块之间的相互影响 电源调整与保护对微处理器这个核心部件所需的 5V 电源采用多级滤波并用集成电压调整器进行调整以适应交流电网的波动和过电压欠电压的影 响 隔离在微处理器与 IO 电路之间采用光电隔离措施有效地隔离 IO 接口与 CPU之间电的联系减少故障和误动作各 IO 口之间亦彼此隔离 采用模块式结构这种结构有助于在故障情况下短时修复一旦查出某一模块出现故障能迅速更换使系统恢复正常工作同时也有助于加快查找故障原因 软件措施 有极强的自检及保护功能 故障检测软件定期地检测外界环境如掉电欠电压锂电池电压过低及强干扰信号等以便及时进行处理 信息保护与恢复当偶发性故障条件出现时不破坏 PLC 内部的信息一旦故障条件消失就可恢复正常继续原来的程序工作所以 PLC 在检测到故障条件时 立即把现状态存入存储器软件配合对存储器进行封闭禁止对存储器的任何操作以防存储信息被冲掉 设置警戒时钟 WDT看门狗如果程序每循环执行时间超过了 WDT规定的时间预示了程序进入死循环立即报警 加强对程序的检查和校验一旦程序有错立即报警并停止执行 对程序及动态数据进行电池后备停电后利用后备电池供电有关状态及信息就不会丢失 PLC的出厂试验项目中有一项就是抗干扰试验它要求能承受幅值为 1000V上升时间 1ns脉冲宽度为 1的干扰脉冲一般平均故障间隔时间可达几十万～上千万小时制成系统亦可达 4～ 5 万小时甚至更长时间 通用性强 控制程序可变使用方便 PLC 品种齐全的各种硬件装置可以组成能满足各种要求的控制系统用户不必自己再设计和制作硬件装置用户在硬件确定以后在生产工艺流程改变或生产设备更新的情况下不必改变 PLC的硬设备只需改编程序就可以满足要求因此 PLC除应用于单机控制外在工厂自动化中也被大量采用 功能强应面广 现代 PLC 不仅有逻辑运算计时计数顺序控制等功能还具有数字和模拟量的输入输出功率驱动通信人机对话自检记录显示等功能既可控制一台生产机械一条生产线又可控制一个生产过程 编程简单易掌握 目前大多数 PLC 仍采用继电控制形式的梯形图 编程方式既继承了传统控制线路的清晰直观又考虑到大多数工厂企业电气技术人员的读图习惯及编程水平所以非常容易接受和掌握梯形图语言的编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近通过阅读 PLC 的用户手册或短期培训电气技术人员和技术工人很快就能学会用梯形图编制控制程序同时还提供了功能图语句表等编程语言 PLC在执行梯形图程序时用解释程序将它翻译成汇编语言然后执行 PLC内部增加了解释程序与直接执行汇编语言编写的用户程序相比执行梯形图程序的时间要长一些但对于大多数机电控制设备来说是微不足道的完全可以满足控制要求 减少了控制系统的设计及施工的工作量 由于 PLC 采用了软件来取代继电器控制系统中大量的中间继电器时间继电器计数器等器件控制柜的设计安装接线工作量大为减少同时 PLC 的用户程序可以在实验室模拟调试更减少了现场的调试工作量并且由于 PLC 的低故障率及很强的监视功能模块化等等使维修也极为方便 体积小重量轻功耗低维护方便 PLC 是将微电子技术应用于工业设备的产品其结构紧凑坚固体积小重量轻功耗低并且由于 PLC 的强抗干扰能力易于装入设备内部是实现机电一体化的理想控制设备 PLC产品种类繁多其规格和性能也各不相同对 PLC的分 类通常根据其结构形式的不同功能的差异和 IO 点数的多少等进行大致分类 PLC 的应用 目前在国内外 PLC 已广泛应用冶金石油化工建材机械制造电力汽车轻工环保及文化娱乐等各行各业随着 PLC 性能价格比的不断提高其应用领域不断扩大从应用类型看 PLC 的应用大致可归纳为以下几个方面 开关量逻辑控制利用 PLC 最基本的逻辑运算定时计数等功能实现逻辑控制可以取代传统的继电器控制用于单机控制多机群控制生产自动线控制等例如机床注塑机印刷机械装配生产线电镀流水线及电梯的控制等这是 PLC 最基本的应用也是 PLC 最广泛的应用领域 运动控制大 多数 PLC 都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块这一功能广泛用于各种机械设备如对各种机床装配机械机器人等进行运动控制 过程控制大中型 PLC都具有多路模拟量 IO 模块和 PID控制功能有的小型 PLC也具有模拟量输入输出所以 PLC 可实现模拟量控制而且具有 PID 控制功能的 PLC可构成闭环控制用于过程控制这一功能已广泛用于锅炉反应堆水处理酿酒以及闭环位置控制和速度控制等方面 数据处理现代的 PLC 都具有数学运算数据传送转换排序和查表等功能可进行数据的采集分析和处理同时可通过通信接口将这些数据传送给其它智能装置如计算机数值控制 CNC 设备进行处理 通信联网 PLC 的通信包括 PLC 与 PLCPLC 与上位计算机 PLC 与其它智能设备之间的通信 PLC 系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元通信转换单元相连构成网络以实现信息的交换并可构成集中管理分散控制的多级分布式控制系统满足工厂自动化 FA 系统发展的需要霓虹灯控制系统 PLC 设计 11 用 PLC 控制霓虹灯字的明灭具体要求 如下 1 广告字 1 亮 1 秒后熄灭 2 广告字 2 亮 1 秒后熄灭 3 广告字 3 亮 1 秒后熄灭 4 广告字 4 亮 1 秒后熄灭 5 广告字 5 亮 1 秒后熄灭 6 广告字 1 亮等待 1 秒 7 广告字 2 亮 同时保持前字亮等待 1 秒 8 广告字 3 亮同时保持前字亮等待 1 秒 9 广告字 4 亮同时保持前字亮等待 1 秒 10 广告字 5 亮同时保持前字亮等待 2 秒 11 五个广告字全部熄灭等待 3 秒 1。