用PLC实现土家吊脚楼亮化工程的设计研究

熊世赋+余兵

摘要：为了更好地提升人们对祖国的后花园恩施这片旅游地区美好感受，这几年恩施州城及其乡镇的土家寨、吊脚楼化工程发展迅速，但大都采用电子模块来实现流水跑马灯动态闪烁灯光流这种景观效果，笔者通过亮化工程实践研究发现，用PLC来驱动流水跑马灯动态闪烁灯光流，再用MCGS组态软件来组态PLC和其它的器件实现整个亮化工程的数据采集与监控，这样做与原来用电子模块来实现相比其好处有三：其一、硬件系统集成成本更低，能耗更低，运行故障更低；其二、能使夜晚亮化工程的运行使控制室更富有现代化气息；其三、只要修改软件的程序便能灵活地改变土家寨、吊脚楼流水灯变幻效果，土家街镇更具有动感。本文主要介绍用三菱公司PLC驱动和用MCGS组态土家寨、吊脚楼流水跑马灯动态闪烁灯光流的总体设计方案，其次介绍系统硬件的集成和用MCGS组态的土家寨、吊脚楼亮化工程的监控制系统，最后与诸同仁分享夜晚亮化工程的最基本单元的流水灯PLC编程；运行情况表明，用此新方法实现的土家寨、吊脚楼亮化工程运行稳定，工作可靠。

关键词：PLC；组态；吊脚楼亮化工程；MCGS组态软件

中图分类号：TP393.01 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）06-0023-01

1 总体设计方案

土家寨、吊脚楼流水灯在空间总体结构上一般设计为建筑物墙体竖向空间平行于地平方向上流水灯管成排状平行排列，平行间距约为3米左右，坚向空间间距一般为10米，每个LED闪烁单元之间的间距一般以标配产品为准（具体空间几何尺寸根据客户的要求而定），LED闪烁单元由PLC驱动，流水灯闪烁流动的时间间隔设置为1秒，通过编制不同的PLC程序，让纵横各排流水灯单元按一定的时序交互纵横协调地轮番点亮闪烁，呈现出我们所期望的流水灯光流图案，美化夜晚城市环境使我们的城市运动起来；为了使流动闪烁图案能够变换选择，可以设计多种闪烁模式，通过人机界面上的模式选择软件按钮来进行控制，灵活方便，这是用电子电路板流水灯模块无可比拟的。

2 系统硬软件集成

PLC选用三菱FX2N-128MR，可靠性高，触摸屏选用三菱公司的相关型号产品，这样匹配性更好，由于LED功率小，采用直接由PLC驱动的方式驱动，这样硬件系统就构建成功了；PLC的软件系统采用选择性分支的架构设计，从而灵活地选择流水闪烁模式，用MCGS配置组态环境和运行环境，设置操作软按钮和各种监控控制画面，这样软件系统集成构建完毕，在此基础上就可进行程序设计了。

3 PLC程序设计

PLC程序 采用模块化设计思路，由一个主程序八个子程序构成选择性分支，也就是有八种流水闪烁模式可供选择，其闪烁的视觉观感效果取决于纵向或者是横向的每排流水灯单元的程序决定，本人为了说明流水灯流动闪烁的编程，仅就其中一个子程序选择分支下的某立面横向流水灯闪烁的编程方法和其具体的程序代码展现给大家，只要把这些基本的程序进行一个排列与组合，便可得到整体图案的控制程序。

3.1 流水灯PLC的编程思路与方法

要实现左右流水跑马效果用三菱FX2N PLC的左移位指令LOR和右移位指令ROR本来是个不错的选择，不过笔者认为用位字KnY0再辅以变址寄存器构成KnY0Z的形式，用加1或者是减1指令INC或者DEC来改变位字KnY0Z的地址，从而很巧妙地让各流水LED灯单元流动闪烁起来，这样做更为理想。

3.2 某立面水平横向的部分程序部分指令代码

某建筑物立面水平横向有36个LED流水单元，起动后首先最右边单元点亮，一秒钟后第二个灯亮，依次类推直至从右到左全亮，再延迟一秒最左边的LED灯单元熄灭，一秒后紧挨着的第二个灯熄灭，依次类推，从左到右直至全灭，完成一个周期的流水闪烁；循环往复不断地进行；完成闪烁流动的部分参考PLC程序代码如下：

备注：（1）启停按钮定义的是X1；（2）触摸屏上的软启停按钮的地址定义的为：M100；（3）LED流水闪烁跑马灯单元是直接连到Y0～Y36。

4 用MCGS组态人机界面软操作启停界面和监控系统

吊脚楼亮化工程的人机界面和监控画面和监控数据用MCGS来组态，吊脚楼控制室触摸屏组态设计思路是：组态软起动与停止按鈕，组态监控流水灯运行的状态动画画面和其它的需要的功能的画面，并把软启动停止按钮的变量值设置为PLC的地址就为M100，PLC运行时由操作单元从该区域读取，方便地实现了在触摸屏上操作流水灯的起动、停止与显示流水灯运行的监视画面；这样一步一步进行操作便可以完成系统的组态设计，其设计细节不在此赘述。

5 结语

用MCGS软件组态三菱FX2N PLC、触摸屏实现土家寨、吊脚楼闪烁流水灯亮化工程其代码简洁，编程思路清晰并且运行闪烁模式选择方便灵活，实践表明运行稳定，值得在民族地区推广，有较好的经济价值和图案动态表现力。

参考文献

[1]宋伯生.PLC编程理论[J].算法及技巧，2009，03（1）：23-26.

[2]程子华，刘小明. PLC原理与编程实例分析[J].国防工业出版社，2006，07（1）：13-27.

[3]李江全.组态软件MCGS从入门到监控应用35例[M].电子工业出版社，2015，09（1）：57-68.endprint