【正文】 最后，感謝各位專家、學者在百忙之中審閱我的拙作。相信這次 課程設計對我以后的學習及工作都會產(chǎn)生積極深遠的影響。多在學習過程中不能想通的問題，在 PLC 調(diào)試過程中，終于得以解決。加深了對 PLC 的了解。系統(tǒng)結構如圖 45 所示。它是一種點到點的通信方式，只能連接兩個通信設備。因此，本系統(tǒng)選擇 PPI 方式，簡單且能滿足通信要求。另外CPU 單元帶 RS232C 接口，具有 PPI、 MPI 等通信協(xié)議可實現(xiàn)程序傳送，數(shù)據(jù)通信等功能。它直接控制繼電器，從而實現(xiàn)對各執(zhí)行元件的控制。 PLC 控制系統(tǒng)是該程控系統(tǒng)的核心，工控機作為監(jiān)控機械手的運 行狀態(tài)使用。 湖南鐵路科技職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 27 系統(tǒng)的配置 PLC 的硬件主要是由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元，通信接口、擴展接口電源等部分組成。一旦閉合啟動按鈕，五個中間繼電器通電吸合，則與繼電器相對應的五個發(fā)光字按設定的流程開始工作。 多數(shù)小型 PLC 是整體式結構，除了按點數(shù)分成一些檔次如 32 點， 48 點，64 點， 80 點外，還有其他多種模塊擴展單元。 1重復過程 1— 15。指令表的每一條指令通常由“指令代碼”與“操作數(shù)”倆部分組成，為了實現(xiàn)“跳轉”的需要，指令前面還可能增加“跳轉”標記。 1 梯形圖編程 梯形圖（ ladder diagram，簡稱 LAD）是一種沿用了繼電器、線圈、連線等圖形與符號的圖形編 程語言，他在 PLC 編程中最為常用。這一功能已廣泛用于鍋爐、反應堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。 （ 2）運動控制 ： 大多數(shù) PLC 都有拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。對 PLC 的分類，通常根據(jù)其結構形式的不同、功能的差異和 I/O 點數(shù)的多少等進行大致分類。并且，由于 PLC 的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。 PLC 在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程 序將它翻譯成匯編語言然后執(zhí)行（ PLC 內(nèi)部增加了解釋程序）。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術人員的讀圖湖南鐵路科技職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 19 習慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。因此， PLC 除應用于單機控制外，在工廠自動化中也被大量采用。它要求能承受幅值為1000V，上升時間 1ns，脈沖寬度為 1 s? 的干擾脈沖。 WDT（看門狗） —— 如果程序每循環(huán)執(zhí)行時間超過了 WDT規(guī)定的時間，預示了程序進入死循環(huán)，立即報警。以便及時進行處理。 —— 這種結構有助于在故障情況下短時修復。 —— 對電 源變壓器、 CPU、編程器等主要部件，采用導電、導磁良好的材料進行屏蔽，以防外界干擾。 （ 2）永久性故障 ： 由于元器件不可恢復的破壞而引起的故障。 （ 2）故障修復時間（平均修復時間）短。小編程器 PLC 一般有手持型編程湖南鐵路科技職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 16 器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當編程器 。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 模擬量：按信號類型分 ，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果，它也是在控制器指揮下工作。 在使用者看來，不必要詳細分析 CPU 的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應有足夠的理解。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置 ： CPU 的構成 ： CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個 CPU，它按 PLC 的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。而且，為了進一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。其中 PLC 特有的編程語言 — 梯形圖一直沿用至今。裝 置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。我國從 1974 年開始研制，于1977 年開始工業(yè)應用。到 1971 年，已經(jīng)成功地應用于食品飲料冶金造紙等工業(yè)。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號更新的周期愈來愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設計和安裝，十分費時， 費工，費料，甚至阻礙了更新周期的縮短。霓虹燈營造了夜間城市的絢麗多姿和繁華，它已成 為現(xiàn)代城市商業(yè)繁榮的標志之一?？烧堑诙惡偷谌惞緮_亂霓虹燈市場， 給用戶的感覺霓虹燈容易壞。 4 霓虹燈的現(xiàn)狀與發(fā)展 目前，霓虹燈市場上魚龍混雜，有營業(yè)執(zhí)照承接工程的單位只占市場的30%，這類單位有獨自的設計、制作、安裝能力，信譽好、產(chǎn)品質(zhì)量過關，后期維護到位，是用戶的首選單位。是通過高壓電轟擊電極，加熱電極焚燒燈管電極內(nèi)肉眼看不見的水蒸氣、塵土、油質(zhì)等物質(zhì)，排掉這些有害物質(zhì)，將玻管抽成真空的過程。 霓虹燈的制作工藝 霓虹燈在制作工藝上，不論是明管、粉管還是彩管，其制作工藝基本相同，它們都需經(jīng)過玻管成型、封接電極、轟擊去氣、充惰性氣體、封排氣孔老煉等工藝。 程序控制器： （ 1）普通式電子程序控制器： （ 2）漸變式電子程序控制器： 霓虹燈高壓線： （ 1）普通高壓線，即塑料高壓線，這種高壓線價格便宜，但塑料容易老化，室外使用不久塑料就要老化引起拉火等，安全性較差。又因電子變壓器輸出頻率會受到 負載燈管長度的影響，在同幅霓虹燈中，由于每筆燈管長短不一也會產(chǎn)生燈色不勻等現(xiàn)象。電感變壓器的規(guī)格有： 3KV、6KV、 9KV、 12KV、 15KV、 18KV。 （ 4）噴涂熒光粉的工藝又分水涂和膠涂二種 ： 、 酮溶濟混合熒光粉噴涂在燈管內(nèi)壁，讓其自然干燥。鉛玻璃又以含鉛量多少分為：重鉛玻璃、中鉛玻璃和輕鉛玻璃。 3 霓虹燈的主要部件以及制作工藝 霓虹燈的主要部件 霓虹燈管： （ 1）以規(guī)格分：有 1 1 1 20毫米等粗細。 制作靈活 、 彩多樣 霓虹燈是由玻璃管制成，經(jīng)過燒制，玻璃管能彎曲成任意形狀，具有極大的靈活性，通過選擇不同類型的管子并充入不同的惰性氣體，霓虹燈能得到五彩繽紛、多種顏色的光。同樣因其工作特性，霓虹燈光譜具有很強的穿透力，在雨天或霧天仍能保持較好的視覺效果。帶電粒子與氣體原子之間的碰撞，多余的能量就以光子的形式發(fā)射出來，這就完成了霓虹燈的發(fā)光點亮的整個過程。 2 霓虹 燈的工作原理及特點 霓虹燈的 工作原理 當外電源電路接通后，變壓器 輸出端就會產(chǎn)生幾千伏甚至上萬伏的高壓。第二次世界大戰(zhàn)前夕，光致發(fā)光的材料被研制出來了。當時為了解決這個問題，特在霓虹燈管上加 1 個特殊的電磁閥門，并湖南鐵路科技職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 6 在霓虹燈使用一段時間以后再往燈內(nèi)重新補充一定量的氣體，但這樣做并未能在根本上克服上述缺陷。 霓虹燈始源于法國。 霓虹燈的發(fā)展史 霓虹燈的發(fā)展可以追溯到英國物理 學家和化學家法拉第對氣體放電的研究，電流通過含有少量正負離子的氣體時，受紫外線、宇宙射線、微量放射物質(zhì)的作用，在足夠高的外加電壓作用下運動，并與中性氣體分子碰撞后，使中性分子發(fā)生電離，因而離子的數(shù)目倍增。 霓 虹燈自 1910 年問世以來，歷經(jīng)百年不衰。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算 ,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等 面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程 。各企業(yè)為宣傳自己企業(yè)的形象和產(chǎn)品 ,均采用廣告手法之一 :霓虹燈廣告屏來實現(xiàn)這一目的。并且 PLC 在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的方面具有比較突出的優(yōu)勢，在現(xiàn)實中人們也是多通過 PLC 去控制霓虹燈的?？删幊炭刂破骱喎Q PLC 的出現(xiàn)就解決了這個問題，因為 PLC 具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。并且 PLC 在工業(yè)自動化控制特別是順 序控制中的方面具有比較突出的優(yōu)勢，它具有獨特的優(yōu)點來控制霓虹燈的閃爍。 隨著社會主 義市場經(jīng)濟的不斷繁榮和發(fā)展 ,各大中小城市都在進行亮化工程。當我們夜晚走在大街上 ,馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告均可以見到 ,一種是采用霓虹燈管做成的各種形狀和多種色彩的燈管 ,另一種為日光等管或白熾燈管作為光源 ,另配大型廣告語或宣傳畫來達到宣傳的效果。 作為自動控制裝置的核心 ,它具有功能強 ,可靠性高等諸多優(yōu)點 ,PLC 實驗裝置采用的是模塊化結構，主要模塊有可編程序控制器、編程器模塊，九種實驗模塊，按鈕、開關輸入模塊和繼電器輸出模塊，以及四層電梯模型。它是一種特殊的低氣壓冷陰極輝光放電發(fā)光的電光源，而不同于其它諸如熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、水銀燈、白熾燈等弧光燈。電流通過氣體時還伴有發(fā)光現(xiàn)象，即所謂的輝光放電。當時所用的燈體玻管的直徑為 45 毫米，先將玻璃管彎制成所需的文字或圖案，然后再用 1 只電壓為 1 萬多伏的變壓器供電，使之發(fā)光。因此，這種燈不僅壽命短、制作工藝復雜，而且造價昂貴，很難普及。這種材料不僅能發(fā)出各種顏色的光，而且發(fā)光效率也高，我們稱之為熒光粉。 當 這一高壓加到霓虹燈管兩端電極上時，霓虹燈管內(nèi)的帶電粒子在高壓電場中被加速并飛向電極，能激發(fā)產(chǎn)生大量的電子。 霓虹燈的特點 與其他電光源相比，霓虹燈具有以下 特點： 高效率 霓 虹燈是依靠燈光兩端電極頭在高壓電場下將燈管內(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。 低能耗 在技術不斷創(chuàng)新的時代，霓虹燈的制造技術及相關零部件的技術水平頁在不斷進步。 動感強 、 果佳 、 實用 霓虹燈畫面由常亮的燈管及動態(tài)發(fā)光的掃描管組成，可設置為跳動式掃描，漸變式掃描、混色變色七 種顏色掃描。 （ 2） 以玻璃材質(zhì)分： （或稱石灰料玻璃管）這種玻璃管穩(wěn)定性差，受潮后極易變湖南鐵路科技職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 8 質(zhì)、泛堿（風化），牢度差易爆裂 。 ，這種玻璃管，在拉制玻璃管時已充入染料，生產(chǎn)出的玻璃管已呈彩色玻璃管。 ，再用烘箱烘干，其粘度、牢度大大優(yōu)于水涂粉管。 （ 2）電子變壓器（也稱高頻冷啟動管形放電燈電子轉換器或霓虹燈電源）其優(yōu)點是：重量輕、制造方便、節(jié)約金屬材料，目前國內(nèi)生產(chǎn)電子變壓器質(zhì)量穩(wěn)定，有一定規(guī)模，其中有的企業(yè)還批量出口。有些生產(chǎn)廠家為了降低成本，不愿采用高質(zhì)量高品質(zhì)的電器元件，而且加工工藝簡陋，故可靠性差，壽命短。 （ 2）硅橡膠絕緣高壓線，是目前較理想的霓虹燈連接線，安全性強，可靠性好 。 玻管成型 ——— 即制作人員沿著圖案或文字的輪廓經(jīng)過專用火頭，將直玻璃管燒、烤、彎成圖案或文字的過程，制作人員水平的高低可憑肉眼看的湖南鐵路科技職業(yè)技術學院畢業(yè)設計（論文）說明書 10 出來，水平低的人員制成的燈 管易出現(xiàn)轉彎處凹凸不平、太厚或太薄、內(nèi)側皺折、偏歪不成平面等。轟擊去氣的溫度達不到，上述有害物質(zhì)會除不徹底，直接影響燈管的質(zhì)量。 第二類，沒有營業(yè)執(zhí)照掛靠其它單位，這類 “單位 ”專業(yè)性不強，產(chǎn)品質(zhì)量無保證，后期維護不到位。其實霓虹燈的壽命比日光燈還長，為了您的利益，請選擇有執(zhí)照，有能力，有信譽的單位。霓虹燈問世已有近百年的歷史，雖然它在原理上僅僅是一種簡單的冷陰極輝光放電管，但在經(jīng)濟繁榮、科學技術發(fā)展的進程中，不僅沒有被淘汰，反而日益興旺。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在 1969 年公開招標，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項招標指標，即： （ 1） 編程方便現(xiàn)場可修改程序； （ 2） 維修方便采用模塊化結構； （ 3） 可靠性高于繼電器控制裝置； （ 4） 體積小于繼電器控制裝置； （ 5） 數(shù)據(jù)可直接送入管理計算機； （ 6） 成本可與繼電器控制裝置競爭； （ 7