霓虹灯论文 (2)

1PLC课程设计报告书适用于自动化、电气工程及其自动化专业设计题目：霓虹灯控制班级：0902301姓名：常景娜潘珂徐辉詹肖强信息与电气工程学院2011年12月2目录一、设计目的二、设计任务三、设计思路3.18种发光二极管显示组合设计3.2控制算法选择及运行流程说明3.3PLC的选择及内存分配3.4控制流程图3.5硬件连线3.6扩展板按钮作用四、设计梯形图及程序五、设计过程及调试过程问题分析5.1设计过程问题分析5.2调试过程问题分析六、设计小结及心得体会七、参考资料3一设计目的1、学习FX1N系列可编程控制器的使用方法；2、理解并掌握PLC控制霓虹灯的方法；二设计任务1、使用PLC霓虹灯扩展板，通过控制发光二极管实现类似霓虹灯的显示效果；2、发光二极管显示效果需要有8种不同组合；3、霓虹灯能够循环运行；4、编程完成八种功能并能够上机实现；5、完成设计报告书。三设计思路3.18种发光二极管显示组合设计PLC霓虹灯控制扩展板提供了8个信号端来控制8组发光二极管（每组为4个同种颜色的），一共有四种不同颜色，分别为：红、黄、蓝、绿。其中信号端与发光二极管放置位置和颜色对应如下图：4信号端颜色A红B黄C绿D黄E蓝F绿G红H蓝下面按顺序列举本设计中的8种控制组合电路：（1）全亮全灭各闪烁一次（2）BHGD-AFCE-BCD-0（3）A-D-E-G-C-H-F-B-0(4)AE-BD-FC-HG-0DEGCHFBA5(5)A-AC-ACG-ACGH-AEGCH-AEFGHC-ADEFGHC-ABCDEFGH-ADEFGCH-AEFGCH-AEGCH-AGCH-AGC-AC-A-0(6)A-DAB-EDABF-GEDABFH-CGEDABFH-GEDABFH-EDABF-DAB-A-0(7)EF-GB-CA-HD-AC-BG-EF-0(8)E-F-A-C-H-D-G-B-0注：字母表示点亮该字母对应的一列发光二极管；0表示全灭。3.2控制算法选择及运行流程说明程序设计主要通过sftl移位指令实现动作实现、动作转换及循环过程，具体工作方式如下：1）I开关触发T0和T1导通，给予M100导通信号2）0.03秒后T0延时触发，维持sftl移位指令信号导通3）0.04秒后T1触发并闭锁，通过自锁机构使T1维持每0.04秒导通一次的动作，使导通信号从M101开始向M161传递4）M100导通后触发T3，0.03秒后关闭M100，保证M100至M161中只存在一个导通信号5）通过延时触发的信号传递，执行组合设计中的霓虹灯发光序列6）M9表示全灭7）一轮序列完成之后触发T5，使M5导通，触发M100导通，开始新一轮循环68）J开关与I开关互锁，J开关负责触发M0、T0和M100，使移位指令停止运行，并维持现有通断状态，起暂停作用3.3PLC的选择及内存分配选用三菱FX1N-40MR-001输入点：36,24点继电器输出内存分配：输入：2X000和X001输出：8Y000~Y007定时器：7T0~T6辅助继电器：208M0~M2073.4控制流程图73.5硬件连线输入端：X0----IX1----J-12V----GNDCOM----COM输出端：T1开始计时时间到M1掉电开始T0开始计时时间到M0上电执行左移指令，8种组合依次运行T5开始计时到最后一种组合时间到M5上电M1上电M100上电时间到M100断电NYT3开始计时8Y0----AY1----BY2----FY3----HY4----CY5----GY6----EY7----D3.6扩展板按钮作用I：开始J：停止（所有灯都处于熄灭状态）四、设计梯形图及程序梯形图：910111213141516程序：17181920五、设计过程及调试过程问题分析5.1、设计过程问题分析设计过程中主要问题有控制算法和循环实现，具体见3.2控制算法的21选择。5.2、调试过程问题分析1、实验台与扩展板接线问题在一开始调试程序的时候，我们将扩展板上I、J口连接到实验台输入端X0、X1口，扩展板a-g口连接到实验台输出端Y0-Y7口，GND接实验台输入端GND，COM接实验台输入端COM，当将梯形图写入到PLC后，扩展板上面的发光二极管根本无法点亮。我们通过查阅文献⑴中关于实验台内部的连线内容，检查扩展板反面的电路板，我们发现扩展板上的GND在扩展板电路上分别连接了a-g这8列二极管的一端，另一端则是扩展板的a-g接口，与实验台输出相连，若GND端所接不是实际的大地，而为信号地，接收到PLC输出信号后，a-g这8列发光二极管因两端电平差值不够大，可能无法点亮，而实验台输入端的GND为信号地，故我们将扩展板上的GND连接到实验台12V电源的负端，以确保发光二极管在接收到PLC输出端的信号后，两端能够有足够大的电平以使其导通。通过改变插口二极管由灭变亮，问题得到解决。2、定时器参数的设定⑴显示间隔的设定考虑到霓虹灯显示的效果，每次发光二极管点亮的时间长短需要通过不断的实验，方可确定符合人眼捕捉频率的时间，并且要使发光22二极管不同状态的变化速度与实际霓虹灯的变化速度接近，以达到最好的显示效果。综合以上要求，并通过多次实验，得到比较好控制的时间为0.5秒。即在梯形图中的T0参数应设为：T0K5⑵关断移位指令中给定数据对应继电器的定时器时间的设定SFTL移位指令中有数据输入辅助继电器，本设计中设定为M100，由于若要实现每一时刻只显示一种发光二极管的亮灭组合，那么移位指令中所涉及到的辅助继电器中有且只有一个处于上电状态，否则会出现乱码情况，因此必须控制M100得电时间t满足：0.30.6sts，故可设置时间为0.4s或0.5s。3、辅助继电器的选择问题FX1N型PLC中一般辅助继电器共384点，在一开始设计过程中，为使辅助继电器的编号与组合编号配合，选取了M400等辅助继电器，但监控过程中发现这些继电器无法掉电，经上网查询，发现M384—M1535均为锁定辅助继电器，无法完成要求的任务，故重新将辅助继电器编号，全部变为一般辅助继电器，从而解决该问题。六、设计小结及心得体会因为大家都是首次接触swopc软件，通过对PLC课程的学习，23花费了一些时间练习并运用软件编程。我们组的题目是设计八种组合电路控制霓虹灯的多彩显示，经过了几天的反复实验，并且多次改动程序，终于获得了一个比较令人满意的结果。一开始，在指导老师和实验指导书的帮助下，我们很快就做出了第一套方案，但是方案显得十分简单并且没有技术含量，因此我们在老师的指导下，合理地利用了sftl传递指令，减少了大量计时器的使用，发光二极管的变化序列也更加绚丽。这次课程设计是四人一组完成，整个过程中团队的作用至关重要，毕竟个人的力量是有限的，有问题的时候及时提出团队合作解决，不但迅速而且很多时候还可以激发新的灵感，使程序不断完善。通过本次设计实践,我们熟悉了PLC的基本编程方法，对PLC的工作原理和使用方法也有了较深刻的理解。同时，我们深刻的意识到了团队合作的重要性，只有团队合作好了，才会提高效率，才能更好的实现自我价值以及在合作项目上做出最大的成果。总之，在我们的共同努力下，按时完成了任务，程序中依然存在不足之处，还请老师指正。七、参考资料[1]电气控制及可编程序逻辑控制器林明星张华强主编机械工业出版社[2]可编程序控制器课程设计及实验讲义张华强主编哈尔滨工业大学（威海）