PLC控制的彩燈廣告屏設(shè)計

徐良雄

（武漢交通職業(yè)學院 機電工程系，武漢 430065）

0 引言

戶外廣告是人們發(fā)布信息、獲取信息的重要渠道，特別是戶外彩燈廣告在各領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。PLC可編程控制器可用程序控制這些彩燈的亮滅、閃爍時間及流動方向，以達到廣告設(shè)計的控制要求。本文采用FX2N-48MR可編程控制器實現(xiàn)對這些彩燈的廣告功能控制，達到廣告宣傳的預期效果和要求[1～3]。

1 設(shè)計

1.1 戶外彩燈廣告屏控制系統(tǒng)的控制要求

戶外彩燈廣告屏要求發(fā)布的信息是武漢交通職業(yè)學院的校訓。其內(nèi)容為：1）廣告屏中間8只彩燈“自強不息明志高遠”按每間隔1秒順序閃亮，8個字全亮后顯示10秒，再按逆序每間隔1秒熄滅一個，全熄滅后,停亮2秒,再從頭開始運行,周而復始。2）廣告屏四周的流水彩燈共24只，4個1組，共分6組,每組彩燈按1～6組的順序點亮1秒并循環(huán)移動，循環(huán)移動5次即30秒后,再反過來循環(huán)移動5次(30秒)，即按6～1組的順序點亮1秒并循環(huán)移動，如此循環(huán)往復。彩燈廣告屏如圖1所示。

圖1 彩燈廣告屏

1.2 I/O分配表及PLC型號選擇

根據(jù)戶外彩燈廣告屏現(xiàn)場控制所需要的輸入信號和輸出信號，可分配可編程控制器的輸入與輸出點如表1所示。

表1 I/O分配表

其中SB1(X0)為啟動開關(guān),SB2(X1)為停止開關(guān)，SB3(X2)為8只彩燈字程序單步調(diào)試開關(guān)，SB4(X3)為24只流水彩燈程序單步調(diào)試開關(guān)。輸出接點Y0～Y7為控制校訓的8個彩燈字接口,分別外接8只彩色燈泡，Y10～Y15控制6組流水彩色燈泡。由于需要14個端口輸出，我們選擇FX2N-48MR可編程控制器。

1.3 PLC端子接線圖

圖2為FX2N-48MR可編程控制器實施的戶外彩燈廣告屏接線圖。220V交流電源為可編程控制器的外加電源，為8個校訓彩燈字和24只流水彩色燈泡供電[4]。

圖2 廣告屏端子接線圖

1.4 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC設(shè)計

狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC設(shè)計起始狀態(tài)元件選擇S0，中間狀態(tài)元件選擇S20～S51。8個校訓彩燈字采用S20～S35狀態(tài)寄存器，6組流水彩燈采用S39～S51狀態(tài)寄存器，二路程序并列運行。當SB1起動按鈕閉合時，可編程控制器開始運轉(zhuǎn)，M0通用輔助繼電器得電，X0被自鎖，為程序正常運行打下了基礎(chǔ)。

定時器T0～T6分別延時1秒，為8個校訓彩燈字每間隔1秒順序閃亮所必需，T7延時10秒為8個字全亮后顯示10秒所設(shè)。T8～T14定時器分別延時1秒，所起作用是8個校訓彩燈字逆序每間隔1秒熄滅一個字，T15為8個彩燈字全熄滅后延時2秒，并轉(zhuǎn)向S20開始從頭運行。

定時器T16～T21為6組流水彩燈按1～6組順序旋轉(zhuǎn)點亮1秒而設(shè)置，T21和計數(shù)器C0起第6組彩燈點亮1秒后重新循環(huán)移動的作用，當循環(huán)點亮5次后轉(zhuǎn)向6～1組的逆序循環(huán)，C1控制逆序循環(huán)的次數(shù)，當逆序循環(huán)點亮5次后程序轉(zhuǎn)向S0狀態(tài)進入大循環(huán)。

X1點動按鈕為隨時結(jié)束工作任務(wù)所設(shè)置。M0內(nèi)部通用輔助繼電器為8只彩燈字程序單步調(diào)試而設(shè)置，當按下SB3，8只彩燈字程序只能執(zhí)行一個狀態(tài)，待該狀態(tài)正常后再逐次按下SB3，直至8只彩燈字程序檢查完畢。M1內(nèi)部通用輔助繼電器為6組流水彩燈程序單步調(diào)試而設(shè)置，當按下SB4，6組彩燈程序也只能執(zhí)行一個狀態(tài)，逐次按下SB4，直至檢查完6組彩燈程序正常為止。二路程序單步正常運行后可以將M0、X2的并聯(lián)接點從S21～S35的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC程序中去除掉，S20狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖右邊的M0、X2的并聯(lián)接點去除掉，左邊的M0接點保留，這樣可以簡化程序，節(jié)省內(nèi)存空間。M0、X2的并聯(lián)接點也可以保留，它們對8只彩燈字程序運行影響不是很大。同理，M1、X3的并聯(lián)接點也可從S40～S51的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC程序中去除掉，S39狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖右邊的M1、X3的并聯(lián)接點可以去除，左邊的M1接點保留。

將狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC變?yōu)榭梢詫嵤┑奶菪螆D軟件后，我們就可以將它寫入到FX2N-48MR可編程控制器里面去了[4～7]。圖3是所設(shè)計的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC。

圖3 狀態(tài)流程圖

2 運行觀察程序

接通電源，根據(jù)寫入到FX2N-48MR可編程控制器里面的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC,把可編程控制器方式開關(guān)置于運行“RUN”檔,按下按鈕SB1，我們會看到戶外彩燈廣告屏的彩燈按照我們設(shè)定的亮滅、閃爍時間及流動方向運行。程序在調(diào)試過程中彩燈可用LED發(fā)光二極管替代，220V交流電源改成5V直流電源，待單步調(diào)試正確后，再將LED發(fā)光二極管和5V直流電源換回來[8～12]。

3 結(jié)束語

戶外彩燈廣告屏通過對可編程控制器采用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖SFC的程序設(shè)計以及硬件端子的接線，獲得了豐富多彩的廣告效果。編程具有非常大的靈活性和高效率，程序便于閱讀、修改和維護，且具有電路結(jié)構(gòu)簡單、安裝調(diào)試方便的優(yōu)點。它工作穩(wěn)定可靠，能夠在惡劣復雜的環(huán)境條件下正常工作，應(yīng)用前景及其可觀并具有可操作性[13～15]。需要注意的是在選擇可編程控制器的型號時，要根據(jù)輸入輸出點數(shù)，負載大小等因素綜合考慮。

[1]閆麗華.彩燈的PLC控制設(shè)計[J].裝備制造技術(shù), 2011, (9):83-84.

[2]王也仿.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京: 機械工業(yè)出版社, 2008.

[3]周微忱.LED大屏幕控制系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技傳播, 2010, (18): 238-239.

[4]溫漢權(quán).基于TTL電路的LED可調(diào)彩燈控制器[J].電子設(shè)計工程, 2011, 19(4): 167-169.

[5]王寧.PLC單按鈕控制可逆與不可逆電動機啟停[J].陜西理工學院學報(自然科學版), 2011, 27(4): 20-23.

[6]王剛.基于PLC的天然氣發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化與儀器儀表, 2011, (3): 45-48.

[7]李麗, 郭向陽.PLC控制閃燈的程序設(shè)計[J].機電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新, 2011, 24(3): 168-169.

[8]金秀軍.PLC在交通燈中的運用[J].商業(yè)文化, 2011, (4):218.

[9]劉艷軍, 張春青, 趙海賢.基于PLC的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計及教學應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新導報, 2011, (20): 152-153.

[10]林順寶.舞臺藝術(shù)燈飾的PLC控制與設(shè)計[J].黑龍江科技信息, 2010, (8): 16.

[11]王阿根.電氣可編程控制原理與應(yīng)用[M].北京: 清華大學出版社, 2007.

[12]肖迎群, 楊德志, 萬敏.基于PLC的自動存儲系統(tǒng)在實驗教學中的應(yīng)用[J].實驗室研究與探索, 2007, 26(8): 53-55.

[13]徐良雄.基于可編程控制器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的設(shè)計與分析[J].電子設(shè)計工程, 2011, 19(225): 85-87.

[14]徐良雄.基于可編程控制器多諧振蕩器的設(shè)計與分析[J].電子技術(shù), 2011, 38(427): 41-44.

[15]徐良雄.可編程控制器, 課程“教學做一體化”的實踐探索[J].武漢交通職業(yè)學院學報, 2011, 13(1): 64-67.