【正文】 式和仿STL指令的編程方式。他們不用基板，僅用扁平電纜連接，緊密拼裝后組成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體，輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的配置也相當(dāng)靈活。小型的PLC常用于這種結(jié)構(gòu)，適用于單機(jī)控制。其控制面板圖如圖51所示：圖51 天塔閃光燈順序控制面板根據(jù)控制要求，PLC控制霓虹燈廣告顯示屏的輸入\輸出(I\0)地址編排如下表所示，其中HZ1(X000)為啟動(dòng)開關(guān)，HZ2(X001)為停止開關(guān)。天塔閃光燈順序控制的主要要求為：用PLC構(gòu)成閃光燈順序控制系統(tǒng)。外部設(shè)備相互通信，串行數(shù)據(jù)傳送，ASCII code印刷，HEX ASCII變換，校驗(yàn)碼等。 程序容量：內(nèi)置800步RAM（可輸入注釋）可使用存儲(chǔ)盒，最大可擴(kuò)充至16K步。 除輸入出16~25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于在多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。而QnASCPU的回路數(shù)目無限制，可隨內(nèi)存容量的大小而改變；程序容量由8K步至124K步，如使用存儲(chǔ)器卡，QnASCPU則內(nèi)存量可擴(kuò)充到2M字節(jié)；有多種特殊模塊可選擇，包括網(wǎng)絡(luò)，定位控制，高速計(jì)數(shù)，溫度控制等模塊。 圖41 常用的幾款三菱PLC：FX1NC、 FX2NC、FX3UC在保持了原有強(qiáng)大功能的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了極為可觀的規(guī)?？s小I/O型接線接口降低了接線成本，并大大節(jié)省了時(shí)間。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 FX1N系列：FX1N系列是三菱電機(jī)推出的功能強(qiáng)大的普及型PLC。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲(chǔ)器。重要的應(yīng)用場(chǎng)合，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。 整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。（4）適應(yīng)發(fā)展的需要由于技術(shù)的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會(huì)不斷地提高，設(shè)計(jì)時(shí)要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。例如：應(yīng)該保證PLC程序不僅在正常條件下運(yùn)行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯(cuò)等），也能正常工作。這就要求設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)前就要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集控制現(xiàn)場(chǎng)的資料，收集相關(guān)先進(jìn)的國(guó)內(nèi)、國(guó)外資料。目前，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，~，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。PLC的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C，Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。完成編程后，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。 PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級(jí)的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps，通信負(fù)荷不大于60%。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當(dāng)用于模擬量檢測(cè)和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等。存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10~15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量。 （1）輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔浚ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)，再增加10%~20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)。目前的PLC對(duì)梯形圖（LD）、指令表（STL）、功能模塊圖（FBD）編程語言都以支持。大多數(shù)PLC制造商采用的結(jié)構(gòu)化文本編程語言與BASIC語言、PASCAL語言或C語言等高級(jí)語言相類似，但為了應(yīng)用方便，在語句的表達(dá)方法及語句的種類等方面都進(jìn)行了簡(jiǎn)化。它是類似于高級(jí)語言的一種編程語言。這種編程語言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。（4）順序功能流程圖語言（SFC）順序功能流程圖語言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語言。其特點(diǎn)與梯形圖語言基本一致。（2）指令表語言（IL）指令表編程語言是與匯編語言類似的一種助記符編程語言，和匯編語言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。它是與繼電器線路類似的一種編程語言。當(dāng)PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，除完成該階段的工作PLC的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過PLC編程語言的編制設(shè)計(jì)的。用戶程序執(zhí)行完畢，與各輸出繼電器相對(duì)應(yīng)的各輸出映象寄存器的內(nèi)容就確定了。也就是說，在把輸入信號(hào)狀態(tài)讀入輸入映象寄存器后，即使輸入端子上的信號(hào)狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映象寄存器中的內(nèi)容也不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才會(huì)讀入這些變化。然后PLC還要與編程器及其他數(shù)據(jù)通訊模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。 PLC的工作過程PLC的工作過程是一種循環(huán)過程，每一次循環(huán)所用的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期?？删幊绦蚩刂破饕话闶褂?20V交流電源。I/O模塊的主要工作是信息數(shù)據(jù)的輸入與輸出，輸入信號(hào)有兩類：一類是從按扭、選擇開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)、限位開關(guān)、接近開關(guān)、光電開關(guān)、壓力繼電器等來的開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。PLC的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序，用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。圖31 （CPU）CPU是PLC的控制中樞，它是由控制器和運(yùn)算器組成。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。（5）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。（6）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短用繼電器—接觸器控制完成一項(xiàng)控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏（柜）的布置和接線圖等，進(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。（5）編程簡(jiǎn)單、容易掌握PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮了現(xiàn)場(chǎng)工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣。（3）接口簡(jiǎn)單、維護(hù)方便PLC的接口按工業(yè)控制的要求設(shè)計(jì)，有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力（輸入輸出可直接與交流220V，直流24V等強(qiáng)電相連），接口電路一般亦為模塊式，便于維修更換。當(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)PLC裝置用于不同的控制對(duì)象，只是輸入輸出組件和應(yīng)用軟件的不同。國(guó)內(nèi)PLC形成產(chǎn)品化的生產(chǎn)企業(yè)約30多家，國(guó)內(nèi)產(chǎn)品市場(chǎng)占有率不超過10%，主要生產(chǎn)單位有：蘇州電子計(jì)算機(jī)廠、蘇州機(jī)床電器廠、上海蘭星電氣有限公司、天津市自動(dòng)化儀表廠、杭州通靈控制電腦公司、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化所和江蘇嘉華實(shí)業(yè)有限公司等。其中著名 的廠家有三菱電機(jī)、歐姆龍等公司。美國(guó)生產(chǎn)PLC的著名廠家有AB（AllenBradly）公司、GE（General Electric）公司等。 PLC國(guó)內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀自從1969年美國(guó)研制出世界上第一臺(tái)PLC以后，日本、原聯(lián)邦德國(guó)、法國(guó)等國(guó)相繼研制了各自的PLC，收到工業(yè)界的重視。 20世紀(jì)80年代至90年代中期，是可編程邏輯控制器發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為30~40%。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。人們很快將其引入可編程邏輯控制器，使可編程邏輯控制器增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。（6）漸變型霓虹燈數(shù)碼調(diào)光器的另一種電路形式，表現(xiàn)為電路接口方式有所不同，是微處理器應(yīng)用系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)。為了降低存儲(chǔ)器的使用數(shù)目，簡(jiǎn)化電路設(shè)計(jì)，可以將調(diào)光方向控制碼和調(diào)光增量交叉合并到一片較大容量的存儲(chǔ)器中，但電路結(jié)構(gòu)需要改變，因?yàn)樾枰诿總€(gè)調(diào)光周期迅速讀入兩字節(jié)的“復(fù)合調(diào)光增量調(diào)光方向控制碼”數(shù)據(jù)對(duì)兒，所以必須將存儲(chǔ)器的最低地址線改由MCU控制，以便快速變換地址。（5）漸變型霓虹燈數(shù)碼調(diào)光器，采用微處理器MCU設(shè)計(jì)，性能要高于調(diào)光型霓虹燈程序控制器，與普通的霓虹燈控制器有著本質(zhì)的區(qū)別。雖然可以通過復(fù)雜的RC網(wǎng)絡(luò)得到與實(shí)際亮度曲線相近的波形，但元件參數(shù)對(duì)調(diào)光效果有較大的影響，參數(shù)變動(dòng)的靈敏度較高。相應(yīng)地，每片程序存儲(chǔ)器的8位數(shù)據(jù)端口被分為兩組，每組通過4位數(shù)據(jù)總線傳送到由運(yùn)放構(gòu)成的權(quán)值加法器中，進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換得到模擬信號(hào)，但還不能直接用于觸發(fā)可控硅進(jìn)行調(diào)光，需要進(jìn)一步的脈沖轉(zhuǎn)換。使用4060作為地址發(fā)生器驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)器，將整個(gè)存儲(chǔ)器空間均勻地分割為32個(gè)程序段，內(nèi)置多種千變?nèi)f化的彩燈程序，通過設(shè)置五位DIP開關(guān)可以選擇任何一段，也可以取下1~3個(gè)跳線隨意實(shí)現(xiàn)2~8段程序的組合應(yīng)用；通過三位DIP開關(guān)可以設(shè)定2~8路控制輸出，能夠非常靈活地應(yīng)用到各種小規(guī)模的燈光控制中。（2） 普通型霓虹燈程序控制器，可以按照預(yù)定的程序?qū)δ藓鐭魧?shí)現(xiàn)復(fù)雜化和多樣化的控制。（1） 多功能彩燈控制器，一般采用時(shí)序邏輯集成電路設(shè)計(jì)，電路使用了一片四D鎖存器74LS175。霓虹燈的亮度調(diào)節(jié)和色彩合成需要專用的調(diào)光控制設(shè)備。分別是：紅色、紅色+綠色=黃色、綠色、綠色+蘭色=青色、蘭色、蘭色+紅色=紫色、紅色+綠色+蘭色=白色。為了改善其工作特性和得到指定的顏色，常常充入幾百帕斯卡壓強(qiáng)的惰性氣體與少量的金屬汞。掃描管由裝有微電腦芯片編程的掃描機(jī)控制，掃描管按編好的程序亮或滅，組成一副副流動(dòng)的畫面，似天上彩虹、象人間銀河、更酷似一個(gè)夢(mèng)幻世界，引人入勝，使人難以忘懷。新型電極、新型電子變壓器的應(yīng)用，使霓虹燈的耗電量大大降低，由過去的每米燈管耗電56瓦降到現(xiàn)在的每米燈管耗電12瓦。（1）高效率霓虹燈是依靠燈光兩端電極頭在高壓電場(chǎng)下將燈管內(nèi)的惰性氣體擊燃，它不同于普通光源必須把鎢絲燒到高溫才能發(fā)光，造成大量的電能以熱能的形式被消耗掉，因此，用同樣多的電能，霓虹燈具有更高的亮度。但是，傳統(tǒng)霓虹燈采用的是玻璃燈管，存在包裝運(yùn)輸時(shí)易破碎及不易制作、安裝等缺陷。今天，中國(guó)經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速健康發(fā)展，使各地商貿(mào)、餐飲及文化娛樂事業(yè)日益繁榮，越來越多的城市已經(jīng)亮化。從此霓虹燈作為一種有效的廣告商業(yè)媒介。后來，他繼續(xù)對(duì)其他一些氣體導(dǎo)電和發(fā)出有色光的特性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，相繼發(fā)現(xiàn)了氙氣能發(fā)出白色光，氬氣能發(fā)出藍(lán)色光，氦氣能發(fā)出黃色光，氪氣能發(fā)出深藍(lán)色光……不同的氣體能發(fā)出不同的色光，五顏六色，猶如天空美麗的彩虹。拉姆賽把一種稀有氣體注射在真空玻璃管里，然后把封閉在真空玻璃管中的兩個(gè)金屬電極連接在高壓電源上，聚精會(huì)神地觀察這種氣體能否導(dǎo)電。霓虹是英文NEON的音譯。培養(yǎng)和提高與設(shè)計(jì)群體合作、相互配合的工作能力。融匯、貫通幾年里所學(xué)習(xí)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)和專業(yè)理論知識(shí)。此外，我們?cè)诋厴I(yè)論文寫作過程中，對(duì)所學(xué)專業(yè)的某一側(cè)面和專題作了較為深入的研究，會(huì)培養(yǎng)學(xué)習(xí)的志趣，這對(duì)于我們今后確定具體的專業(yè)方向，增強(qiáng)攀登某一領(lǐng)域科學(xué)高峰的信心大有裨益。其次，在搜集材料、調(diào)查研究、接觸實(shí)際的過程中，既可以印證學(xué)過的書本知識(shí)，又可以學(xué)到許多課堂和書本里學(xué)不到的活生生的新知識(shí)。(2) (4)霓虹燈：夜間用來吸引顧客，或裝飾夜景的彩色燈，所以用“霓虹”這兩種美麗的東西來作為這種燈的名字。1898年6月，拉姆賽和他的助手正在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，目的是檢查一種稀有氣體是否導(dǎo)電。拉姆賽把這種能夠?qū)щ姴⑶野l(fā)出紅色光的稀有氣體命名為氖氣。霓虹燈正式誕生的標(biāo)志是1910年世界上第一支商業(yè)性霓虹燈在巴黎的皇宮大廈作照明裝飾獲得成功。直到改革開放，國(guó)民經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展，霓虹燈工業(yè)才迎來第二個(gè)春天。在商業(yè)領(lǐng)域的門面、招牌、字幕廣告、酒店酒吧、建筑物輪廓等裝飾照明場(chǎng)所都有霓虹燈閃爍的身影。我們把這種柔軟、似管狀的長(zhǎng)條形燈具統(tǒng)稱為“軟管燈”。（3）低能耗在技術(shù)不斷創(chuàng)新的時(shí)代，霓虹燈的制造技術(shù)及相關(guān)零部件的技術(shù)水平頁在不斷進(jìn)步。 （6）動(dòng)感強(qiáng)，效果佳，經(jīng)濟(jì)實(shí)用 霓虹燈畫面由常亮的燈管及動(dòng)態(tài)發(fā)光的掃描管組成，可設(shè)置為跳動(dòng)式掃描，漸變式掃描、混色變色七種顏色掃描。霓虹燈管工作時(shí)呈現(xiàn)負(fù)阻特性，需要由專用的高壓變壓器（3KV~6KV，15~60mA）來驅(qū)動(dòng)，在霓虹燈起輝瞬間能夠提供較高的擊穿電壓，穩(wěn)定發(fā)光后將電壓降到一個(gè)較低的數(shù)值，因此驅(qū)動(dòng)變壓器具有鎮(zhèn)流作用。常用的方法是由紅綠蘭三個(gè)基色組合構(gòu)成一個(gè)彩色顯示單元，如果分別控制這三個(gè)基色燈管的亮滅，就可以產(chǎn)生七種顏色。如果每個(gè)基色燈管的亮度調(diào)節(jié)范圍不大于128級(jí)，那么三基色合成顏色的最大數(shù)目約為200萬色。既可以對(duì)霓虹燈進(jìn)行亮滅控制，又可以進(jìn)行數(shù)字化調(diào)光混色，產(chǎn)生千變?nèi)f化、五彩繽紛的色彩，大大地增強(qiáng)了霓虹燈的渲染效果，代表了霓虹燈調(diào)光技術(shù)的最新水平，是霓虹燈控制技術(shù)發(fā)展的必然產(chǎn)物。片載同步過零檢測(cè)器，SH805內(nèi)置的控制花樣多達(dá)16種，通過一個(gè)輕觸按鍵選擇并鎖定花樣，并有漸變調(diào)光效果，其簡(jiǎn)易設(shè)計(jì)版本大量地應(yīng)用于各種節(jié)日彩燈串的控制。（3） 超級(jí)彩燈控制器，本質(zhì)上仍然是程序控制器，只是電路結(jié)構(gòu)及其適用范圍有些不同，沒有設(shè)計(jì)同步及過零檢測(cè)電路，適合于單機(jī)獨(dú)立使用。程序存儲(chǔ)器的每字節(jié)數(shù)據(jù)是由兩組霓虹燈的亮度值組合構(gòu)成的，也就是用半個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)表示一組霓虹燈亮度，范圍是0~16級(jí)，八組燈管共四個(gè)字節(jié)復(fù)合數(shù)據(jù)順序地存儲(chǔ)到四片存儲(chǔ)器的相同地址之中。主要原因是霓虹燈視覺亮度的非線性無法用簡(jiǎn)單的類鋸齒波來模擬，用類鋸齒波作為參考電平進(jìn)行波形甄別而得到的觸發(fā)脈沖序列與霓虹燈的亮度特性不能一致，可能會(huì)產(chǎn)生亮度分布不均勻的問題。這種電