用PLC實(shí)現(xiàn)土家吊腳樓亮化工程的設(shè)計(jì)研究

熊世賦+余兵

摘要：為了更好地提升人們對(duì)祖國(guó)的后花園恩施這片旅游地區(qū)美好感受，這幾年恩施州城及其鄉(xiāng)鎮(zhèn)的土家寨、吊腳樓化工程發(fā)展迅速，但大都采用電子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)流水跑馬燈動(dòng)態(tài)閃爍燈光流這種景觀效果，筆者通過(guò)亮化工程實(shí)踐研究發(fā)現(xiàn)，用PLC來(lái)驅(qū)動(dòng)流水跑馬燈動(dòng)態(tài)閃爍燈光流，再用MCGS組態(tài)軟件來(lái)組態(tài)PLC和其它的器件實(shí)現(xiàn)整個(gè)亮化工程的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控，這樣做與原來(lái)用電子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)相比其好處有三：其一、硬件系統(tǒng)集成成本更低，能耗更低，運(yùn)行故障更低；其二、能使夜晚亮化工程的運(yùn)行使控制室更富有現(xiàn)代化氣息；其三、只要修改軟件的程序便能靈活地改變土家寨、吊腳樓流水燈變幻效果，土家街鎮(zhèn)更具有動(dòng)感。本文主要介紹用三菱公司PLC驅(qū)動(dòng)和用MCGS組態(tài)土家寨、吊腳樓流水跑馬燈動(dòng)態(tài)閃爍燈光流的總體設(shè)計(jì)方案，其次介紹系統(tǒng)硬件的集成和用MCGS組態(tài)的土家寨、吊腳樓亮化工程的監(jiān)控制系統(tǒng)，最后與諸同仁分享夜晚亮化工程的最基本單元的流水燈PLC編程；運(yùn)行情況表明，用此新方法實(shí)現(xiàn)的土家寨、吊腳樓亮化工程運(yùn)行穩(wěn)定，工作可靠。

關(guān)鍵詞：PLC；組態(tài)；吊腳樓亮化工程；MCGS組態(tài)軟件

中圖分類號(hào)：TP393.01 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2017）06-0023-01

1 總體設(shè)計(jì)方案

土家寨、吊腳樓流水燈在空間總體結(jié)構(gòu)上一般設(shè)計(jì)為建筑物墻體豎向空間平行于地平方向上流水燈管成排狀平行排列，平行間距約為3米左右，堅(jiān)向空間間距一般為10米，每個(gè)LED閃爍單元之間的間距一般以標(biāo)配產(chǎn)品為準(zhǔn)（具體空間幾何尺寸根據(jù)客戶的要求而定），LED閃爍單元由PLC驅(qū)動(dòng)，流水燈閃爍流動(dòng)的時(shí)間間隔設(shè)置為1秒，通過(guò)編制不同的PLC程序，讓縱橫各排流水燈單元按一定的時(shí)序交互縱橫協(xié)調(diào)地輪番點(diǎn)亮閃爍，呈現(xiàn)出我們所期望的流水燈光流圖案，美化夜晚城市環(huán)境使我們的城市運(yùn)動(dòng)起來(lái)；為了使流動(dòng)閃爍圖案能夠變換選擇，可以設(shè)計(jì)多種閃爍模式，通過(guò)人機(jī)界面上的模式選擇軟件按鈕來(lái)進(jìn)行控制，靈活方便，這是用電子電路板流水燈模塊無(wú)可比擬的。

2 系統(tǒng)硬軟件集成

PLC選用三菱FX2N-128MR，可靠性高，觸摸屏選用三菱公司的相關(guān)型號(hào)產(chǎn)品，這樣匹配性更好，由于LED功率小，采用直接由PLC驅(qū)動(dòng)的方式驅(qū)動(dòng)，這樣硬件系統(tǒng)就構(gòu)建成功了；PLC的軟件系統(tǒng)采用選擇性分支的架構(gòu)設(shè)計(jì)，從而靈活地選擇流水閃爍模式，用MCGS配置組態(tài)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境，設(shè)置操作軟按鈕和各種監(jiān)控控制畫(huà)面，這樣軟件系統(tǒng)集成構(gòu)建完畢，在此基礎(chǔ)上就可進(jìn)行程序設(shè)計(jì)了。

3 PLC程序設(shè)計(jì)

PLC程序 采用模塊化設(shè)計(jì)思路，由一個(gè)主程序八個(gè)子程序構(gòu)成選擇性分支，也就是有八種流水閃爍模式可供選擇，其閃爍的視覺(jué)觀感效果取決于縱向或者是橫向的每排流水燈單元的程序決定，本人為了說(shuō)明流水燈流動(dòng)閃爍的編程，僅就其中一個(gè)子程序選擇分支下的某立面橫向流水燈閃爍的編程方法和其具體的程序代碼展現(xiàn)給大家，只要把這些基本的程序進(jìn)行一個(gè)排列與組合，便可得到整體圖案的控制程序。

3.1 流水燈PLC的編程思路與方法

要實(shí)現(xiàn)左右流水跑馬效果用三菱FX2N PLC的左移位指令LOR和右移位指令ROR本來(lái)是個(gè)不錯(cuò)的選擇，不過(guò)筆者認(rèn)為用位字KnY0再輔以變址寄存器構(gòu)成KnY0Z的形式，用加1或者是減1指令I(lǐng)NC或者DEC來(lái)改變位字KnY0Z的地址，從而很巧妙地讓各流水LED燈單元流動(dòng)閃爍起來(lái)，這樣做更為理想。

3.2 某立面水平橫向的部分程序部分指令代碼

某建筑物立面水平橫向有36個(gè)LED流水單元，起動(dòng)后首先最右邊單元點(diǎn)亮，一秒鐘后第二個(gè)燈亮，依次類推直至從右到左全亮，再延遲一秒最左邊的LED燈單元熄滅，一秒后緊挨著的第二個(gè)燈熄滅，依次類推，從左到右直至全滅，完成一個(gè)周期的流水閃爍；循環(huán)往復(fù)不斷地進(jìn)行；完成閃爍流動(dòng)的部分參考PLC程序代碼如下：

備注：（1）啟停按鈕定義的是X1；（2）觸摸屏上的軟啟停按鈕的地址定義的為：M100；（3）LED流水閃爍跑馬燈單元是直接連到Y(jié)0～Y36。

4 用MCGS組態(tài)人機(jī)界面軟操作啟停界面和監(jiān)控系統(tǒng)

吊腳樓亮化工程的人機(jī)界面和監(jiān)控畫(huà)面和監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)用MCGS來(lái)組態(tài)，吊腳樓控制室觸摸屏組態(tài)設(shè)計(jì)思路是：組態(tài)軟起動(dòng)與停止按鈕，組態(tài)監(jiān)控流水燈運(yùn)行的狀態(tài)動(dòng)畫(huà)畫(huà)面和其它的需要的功能的畫(huà)面，并把軟啟動(dòng)停止按鈕的變量值設(shè)置為PLC的地址就為M100，PLC運(yùn)行時(shí)由操作單元從該區(qū)域讀取，方便地實(shí)現(xiàn)了在觸摸屏上操作流水燈的起動(dòng)、停止與顯示流水燈運(yùn)行的監(jiān)視畫(huà)面；這樣一步一步進(jìn)行操作便可以完成系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)不在此贅述。

5 結(jié)語(yǔ)

用MCGS軟件組態(tài)三菱FX2N PLC、觸摸屏實(shí)現(xiàn)土家寨、吊腳樓閃爍流水燈亮化工程其代碼簡(jiǎn)潔，編程思路清晰并且運(yùn)行閃爍模式選擇方便靈活，實(shí)踐表明運(yùn)行穩(wěn)定，值得在民族地區(qū)推廣，有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和圖案動(dòng)態(tài)表現(xiàn)力。

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