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无锡科技职业学院 PLC在彩灯中的应用 PAGE  PAGE 12 自主创新实践报告 设 计 题 目 PLC在彩灯中的应用 学 生 姓 名 王 磊 专 业 电气自动化技术（专业写全称） 班 级 0703 指 导 教 师 一 、课题概述 用PLC实现对节日彩灯的控制，结构简单、变幻形式多样、价格低。彩灯形式及变幻尽管花样繁多，但其负载不外乎3种：长通类负载、变幻类负载及流水类负载。长通类负载是指彩灯中用以照明或起衬托底色作用之类的负载，其特点是只要彩灯投入工作，则这类负载长期接通。变幻类负载则指在工作过程中定时进行花样变换的负载，如字形的变幻、色彩的变幻或位置的变幻等，其特点是定时通断，但频率不高。流水类负载则指变幻速度快，犹如行云流水、星光闪烁，其特点虽然也是定时通断，但频率较高（通常间隔几十毫秒至几百毫秒）。 对于长通类负载，其控制十分简单，只需一次接通或断开。而对变幻类及流水类负载的控制，则是按预定节拍产生一个“环形分配器”（一般可用SHRB、ROL-W产生），有了环形分配器，彩灯就能得到预设频率和预设花样的闪亮信号，即可实现花样的变幻。通常先根据花样变幻的规律写出动作时序表，再按预设彩灯变换花样在表中“打点”，然后再根据动作时序表输出即可。 用PLC控制一个自动闪烁的广告牌，其内容“无锡科技学院”这七个字用七个灯点亮并实现闪烁要求：在打开闪烁开关后，无锡科技学院的外框亮，首先“”亮1s，接着“无”字亮1s，接着“锡”字亮1s，以此类推至“您”字亮1s后，“无锡科技学院”这七个字以0.6s的周期闪烁3次，而后2s后“”和“ 院”字亮，接着“无”和“学”字亮，紧接着“锡”和“技”字亮，然后 “科”字亮了，再“无锡科技学院”闪烁3次后，“科”字灭，接着“锡”和“技”字灭，以此逆向消失，然后从头开始循环。在此期间无锡科技学院的外框一直都亮。 二、 PLC的选择 在制造业和过程工业中，除了以模拟量为被控对象的反馈控制外，还存在着大量的以开关量（数字量）为主的逻辑顺序控制，这一点在以改变几何形状和机械性能为特征的制造业中，尤为突出。它要求控制系统按照逻辑条件和一定的顺序、时序产生控制动作，并能够对来自现场的大量开关量、脉冲、计时、计数及模拟量的越限报警等数字信号进行监视和处理。这些工作在早期由继电-接触器电路来实现的，其缺点是体积庞大、故障率高、功耗大、不易维护、不易改造和升级等。 而目前，PLC控制器的程序存储容量多以MB为单位，随着超大规模集成电路技术的发展，微处理器的性能大幅提高，指令执行速度达到微妙级，从而极大提高了PLC的数据处理能力，高档的PLC可以进行复杂的浮点数运算，并增加了许多特殊功能，如高速计数、脉宽雕制变换、PID闭环控制、定位控制等，从而在以模拟量为主的过程控制领域也占有了一席之地，在一定程度上具备了组建DCS系统的能力。此外，PLC的通信功能和远程I/O能力非常强大，可以组建成分布式通信网络系统。 在组成结构上，PLC具有一体化结构和模块式结构两种模式。一体化结构的PLC追求功能的完善，性能的提高，体积越来越小，有利于安装。而模块式结构的PLC则利用单一功能的各种模块拼装成一台完整的PLC，用户在设计自己的PLC控制系统时拥有极大的灵活性，并使设备的性价比达到最优。同时，模块式结构也有利于系统的维护、换代和升级，并使系统的扩展能力大大加强。 可编程控制器的产生是基于工业控制的需要，是面向工业控制领域的专用设备，归纳为以下几点： 1. 可靠性高，抗干扰能力强 2. 灵活性强，控制系统具有良好的柔性。 3. 通用性强，使用方便 4. 功能强，适应面广 5. 编程方法简单，容易掌握 6. PLC控制系统的设计、安装、调试、维护方便 7. 体积小、重量轻、功耗低 综上所述，设计彩灯用德国西门子S7-200型编程器。 PLC的选型 一般选择PLC型号可以从对输入/输出点、存储容量、I/O响应时间、输出负载的特点、在线和离线编程等方面考虑。 1.PLC容量的选择 首先对控制任务进行详细的分析，把所有的I/O点找出来，包括开关量I/O和模拟量I/O，以及这些I/O点的性质。I/O点的性质主要指它们是直流信号还是交流信号，它们的电源电压，以及输出是用继电器还是晶体管或是可控硅型。 然后要对用户存储器容量进行估算。用户程序所需内存容量