基于PLC的霓虹灯广告屏控制系统设计

王静 张江亚

【摘  要】随着人们需要的增加，霓虹灯广告屏迅速发展。我们可以根据自己的选择进行设计，这样不光提升了对霓虹灯广告屏的控制，还增加了霓虹灯广告屏控制的可靠性能。本文通过进行I/0口估算，选择合适的PLC型号，绘制流程图、设计梯形图、最终进行仿真。

【关键词】可编程控制器;霓虹灯广告屏;自动化控制

1.研究背景

霓虹灯广告屏作为现代商业必不可少的工具与人们的日常生活密切相关。通过改善人们的需求，霓虹灯广告屏的控制势如破竹般的发展着，其逻辑控制继电器早已经被淘汰，而PLC此时应运而生。我们对可编程逻辑控制器（PLC）进行合适的选择和布局来完成对霓虹灯广告屏灯光进行管理控制，这样能提升对霓虹灯广告屏的控制能力。

2.整体方案的设计

（1）开关启动时，8个霓虹灯字（平安是金 步步小心）从左到右逐个点亮（间隔时间为1秒）。（2）全部霓虹灯字亮10秒后，在从右到在逐个熄灭。（3）灯光全部熄灭2秒后，一个循环周期结束，六个循环后，全部霓虹灯字熄灭10秒。（4）霓虹灯字的四周围伴有流水灯相衬。

2.1 PLC的选型

PLC型号的选择一定要满足所需功能，并且有良好的性能，价格也相对合适。另外还需要考虑以下几点：我们需要选择的PLC，它必须在有逻辑能力的同时还要有时间和计数能力，当然这还是完全不够的，切换指令系统也是不可或缺的，还要有数据传输功能，通过这些来选用低级小型的PLC。这些功能如果不满足需求就要选择具有更复杂的控制，比如说需要具有网络通信功能，能够执行PID以及其他高端功能，这时我们就要选择那些中等或者高等PLC。最重要的选择点也是最基本的选择点， I / O点的数量一定要满足我们的需要。PLC的扫描时间也一定要考虑，我们选择的一定要使PLC需要的扫描时间大于信号的维持时间，避免造成数据丢失。

综上所述，在我们考虑成本的基础上， I / O点数量也必须要满足我们的使用，西门子S7-200系列的PLC，其CPU型号为226，该CPU有24个输入口，16个输出口，对于我们的程序来说完全够用，并且由于西门子S7-200系列的PLC的性价比较高，最后被我们选用。

2.2 硬件设计

2.2.1 I/O点分配表

2.2.2 I/O点接线图

根据输入输出功能，对以上I/O点进行分配，但是一般PLC将主单元，电源模块，CPU，I/O模块都集成在一起。某些时候，由于控制对象控制需求的点数比较多，主单元I/O点数不够，就需要增加扩展模块，本设计共需要20个输出，而CPU226自己有16个输出点，所以只需要增加一个超过4个输出点的拓展模块即可，考虑到成本问题以及使输出口有适当剩余量，本设计采用EM222有8个输出点，DC24V电压驱动的模块，而这个模块没有集成到主单元上面，所以需要增加这扩展模块来满足系统的控制要求。

2.3软件设计

本设计由于方案的特殊性，使得整个程序既可以整体一起运行，也可以两个模块单独运行，（霓虹灯字亮时，流水灯整体处于熄灭状态;当流水灯亮时，霓虹灯字整体处于熄灭状态。）

3.仿真

将已经编写好的梯形图导入到本仿真软件中，将仿真程序前期做好充足准备，启动并配置CPU，监控程序，仿真开始。

3.1集中控制时的仿真结果

当按下总启动按钮，并将转换开关播到集中控制时，程序开始运行，霓虹灯字从左到右正向点亮，此时“平”字开始点亮，霓虹灯字依旧从左到右正向点亮，此时在“平”字点亮后，“安”字点亮，同时“平”字保持在亮状态，霓虹灯字依旧从左到右正向点亮，此时在“平” “安”“是”……“心”，全部点亮。霓虹灯字正向点亮全部点亮，之后霓虹灯字逆向熄灭，时间间隔为1秒，此时“心”字已经熄灭。

3.2单机控制时的仿真结果

当按下总启动按钮，并将转换开关播到单机控制时，调整为流水灯时，程序开始运行，流水灯从左到右移动，此时流水灯第一组第一个灯点亮。稍后，流水灯从左到右移动第一组灯已经熄灭，并点亮第二组灯第一个灯。单机控制情况下，流水灯程序运行，正向流动30s后，流水灯逆向流动。流水灯逆向流动，此时移动点亮到第一组第二个流水灯

4.总结

本系统为霓虹灯广告屏的设计，但通过原理分析，實验验证以及最后的结果，本设计可适用于更大的范围，我们可以看出，霓虹灯广告屏还有很大的发展空间，并且，人们对霓虹灯广告屏的需求也是越来越多的，这款设计，不仅在一定程度上满足了人们的需求，也使霓虹灯广告屏得到了更大范围的普及。

参考文献

[1]陈立，吴玉香，苏开才.电气控制与可编程控制器[M].广州.华南理工大学出版社.2010.6.

[2]王桂兰.基于PLC霓虹灯广告屏的制作设计[J].科教导刊（下旬）.2016（11）.124-126