PLC控制的彩灯广告屏设计

2012-10-16徐良雄

制造业自动化 2012年21期

徐良雄

（武汉交通职业学院机电工程系，武汉 430065）

0 引言

户外广告是人们发布信息、获取信息的重要渠道，特别是户外彩灯广告在各领域中扮演着越来越重要的角色。PLC可编程控制器可用程序控制这些彩灯的亮灭、闪烁时间及流动方向，以达到广告设计的控制要求。本文采用FX2N-48MR可编程控制器实现对这些彩灯的广告功能控制，达到广告宣传的预期效果和要求[1～3]。

1 设计

1.1 户外彩灯广告屏控制系统的控制要求

户外彩灯广告屏要求发布的信息是武汉交通职业学院的校训。其内容为：1）广告屏中间8只彩灯“自强不息明志高远”按每间隔1秒顺序闪亮，8个字全亮后显示10秒，再按逆序每间隔1秒熄灭一个，全熄灭后,停亮2秒,再从头开始运行,周而复始。2）广告屏四周的流水彩灯共24只，4个1组，共分6组,每组彩灯按1～6组的顺序点亮1秒并循环移动，循环移动5次即30秒后,再反过来循环移动5次(30秒)，即按6～1组的顺序点亮1秒并循环移动，如此循环往复。彩灯广告屏如图1所示。

图1 彩灯广告屏

1.2 I/O分配表及PLC型号选择

根据户外彩灯广告屏现场控制所需要的输入信号和输出信号，可分配可编程控制器的输入与输出点如表1所示。

表1 I/O分配表

其中SB1(X0)为启动开关,SB2(X1)为停止开关，SB3(X2)为8只彩灯字程序单步调试开关，SB4(X3)为24只流水彩灯程序单步调试开关。输出接点Y0～Y7为控制校训的8个彩灯字接口,分别外接8只彩色灯泡，Y10～Y15控制6组流水彩色灯泡。由于需要14个端口输出，我们选择FX2N-48MR可编程控制器。

1.3 PLC端子接线图

图2为FX2N-48MR可编程控制器实施的户外彩灯广告屏接线图。220V交流电源为可编程控制器的外加电源，为8个校训彩灯字和24只流水彩色灯泡供电[4]。

图2 广告屏端子接线图

1.4 状态转移图SFC设计

状态转移图SFC设计起始状态元件选择S0，中间状态元件选择S20～S51。8个校训彩灯字采用S20～S35状态寄存器，6组流水彩灯采用S39～S51状态寄存器，二路程序并列运行。当SB1起动按钮闭合时，可编程控制器开始运转，M0通用辅助继电器得电，X0被自锁，为程序正常运行打下了基础。

定时器T0～T6分别延时1秒，为8个校训彩灯字每间隔1秒顺序闪亮所必需，T7延时10秒为8个字全亮后显示10秒所设。T8～T14定时器分别延时1秒，所起作用是8个校训彩灯字逆序每间隔1秒熄灭一个字，T15为8个彩灯字全熄灭后延时2秒，并转向S20开始从头运行。

定时器T16～T21为6组流水彩灯按1～6组顺序旋转点亮1秒而设置，T21和计数器C0起第6组彩灯点亮1秒后重新循环移动的作用，当循环点亮5次后转向6～1组的逆序循环，C1控制逆序循环的次数，当逆序循环点亮5次后程序转向S0状态进入大循环。

X1点动按钮为随时结束工作任务所设置。M0内部通用辅助继电器为8只彩灯字程序单步调试而设置，当按下SB3，8只彩灯字程序只能执行一个状态，待该状态正常后再逐次按下SB3，直至8只彩灯字程序检查完毕。M1内部通用辅助继电器为6组流水彩灯程序单步调试而设置，当按下SB4，6组彩灯程序也只能执行一个状态，逐次按下SB4，直至检查完6组彩灯程序正常为止。二路程序单步正常运行后可以将M0、X2的并联接点从S21～S35的状态转移图SFC程序中去除掉，S20状态转移图右边的M0、X2的并联接点去除掉，左边的M0接点保留，这样可以简化程序，节省内存空间。M0、X2的并联接点也可以保留，它们对8只彩灯字程序运行影响不是很大。同理，M1、X3的并联接点也可从S40～S51的状态转移图SFC程序中去除掉，S39状态转移图右边的M1、X3的并联接点可以去除，左边的M1接点保留。

将状态转移图SFC变为可以实施的梯形图软件后，我们就可以将它写入到FX2N-48MR可编程控制器里面去了[4～7]。图3是所设计的状态转移图SFC。

图3 状态流程图

2 运行观察程序

接通电源，根据写入到FX2N-48MR可编程控制器里面的状态转移图SFC,把可编程控制器方式开关置于运行“RUN”档,按下按钮SB1，我们会看到户外彩灯广告屏的彩灯按照我们设定的亮灭、闪烁时间及流动方向运行。程序在调试过程中彩灯可用LED发光二极管替代，220V交流电源改成5V直流电源，待单步调试正确后，再将LED发光二极管和5V直流电源换回来[8～12]。

3 结束语

户外彩灯广告屏通过对可编程控制器采用状态转移图SFC的程序设计以及硬件端子的接线，获得了丰富多彩的广告效果。编程具有非常大的灵活性和高效率，程序便于阅读、修改和维护，且具有电路结构简单、安装调试方便的优点。它工作稳定可靠，能够在恶劣复杂的环境条件下正常工作，应用前景及其可观并具有可操作性[13～15]。需要注意的是在选择可编程控制器的型号时，要根据输入输出点数，负载大小等因素综合考虑。

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