【正文】 研發(fā)，漸變彩色霓虹燈逐漸走人人們的生活領(lǐng)域，使人們的生活更加絢麗多彩。正是因為霓虹燈的廣泛使用，它已經(jīng)不可避免的成為城市的重要角色，而衡量一個城市的繁華程度，霓虹燈也占有舉足輕重的地位。本次設(shè)計先制作一個霓虹燈廣告牌，通過實現(xiàn)多廣告牌上霓虹燈的閃爍及亮滅來深入研究PLC如何更為方便、快捷、有效的實現(xiàn)其控制功能。（2）當(dāng)按下開關(guān)以后，“節(jié)日快樂”四個字開始閃爍。然后，這6個彩色霓虹燈同時亮1S，在按照逆時針順序每個亮1S。（5）輸入程序后，可以通過硬件進(jìn)行燈的閃爍、（6）系統(tǒng)霓虹燈和白熾燈以及供電電源均為220V。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程[2]。隨著微電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，可編程控制器更多地具有了計算機(jī)的功能，不僅能實現(xiàn)邏輯控制，還具有了數(shù)據(jù)處理、通信、網(wǎng)絡(luò)等功能。在工業(yè)自動化控制領(lǐng)域主要分為PLC，工控機(jī)和嵌入式控制，而PLC自1968年誕生以后以驚人的速度成為了這一領(lǐng)域的主導(dǎo)者，為各種各樣的自動化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來面對市場份額逐漸縮小所帶來的沖擊，尤其是工業(yè)PLC所帶來的沖擊。 PLC技術(shù)發(fā)展的最終趨勢仍然是人們所爭論的焦點之一。在1986年，美國的最大汽車制造商通用汽車制造公司，為了適應(yīng)汽車型號的不斷更新，試圖尋找一個新興的工業(yè)控制器來解決問題，以減少重新設(shè)計和更換繼電器控制系統(tǒng)的硬件及接線，以減少時間和節(jié)省成本為目的。1969年，美國數(shù)字設(shè)備公司首先研制成功了第一部可編程控制器并且應(yīng)用在通用汽車生產(chǎn)線上，從此開創(chuàng)了工業(yè)控制的全新領(lǐng)域。從控制功能上來看，可編程控制器的發(fā)展大致經(jīng)歷了4個階段[5]： （1）初級階段：從第一臺PLC問世到20世紀(jì)70年代中期。（3）通信階段：20世紀(jì)70年代末期到80年代中期。 可編程控制器（PLC）的特點及選擇 PLC的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。因此，PLC具有很強(qiáng)的抗干擾能力，比較可靠。PLC使用最多的編程語言就是梯形圖，同時它的圖形符號和表達(dá)方式和繼電器有著很大的相似之處。（3）體積小，能耗低。因為PLC的配線比繼電器控制系統(tǒng)配線少了很多，所以可以在剩下大量的附件和配線的同時，也減少了大量的安裝接線攻勢，再加上其開關(guān)柜體的縮小，因此減免了不少的費用。因為PLC控制器減免了大量的中間繼電器、時間繼電器和計數(shù)器等等期間，因此在控制柜的設(shè)計、安裝和接線上減免了大量的工作，這也就意味著其發(fā)生故障的概率大大降低，再加上PLC具有完善的自診斷和顯示功能，當(dāng)PLC外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時，可以根據(jù)PLC的發(fā)光二極管或者編程器提供的信息迅速查明故障原因并加以解決。隨著PLC的迅速發(fā)展，PLC產(chǎn)品已經(jīng)基本實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，并且可以配備不同型號齊全的硬件裝置以供用戶選擇，用戶根據(jù)自己切身需要而進(jìn)行選擇不同的組裝和裝備，以形成各種功能不同、規(guī)模也不同的的PLC進(jìn)行操控。20世紀(jì)20年代起，人們開始普遍采用繼電接觸器控制進(jìn)行控制，但是繼電接觸器控制系統(tǒng)有明顯的缺點：設(shè)備體積比較大，可靠性非常差，動作速度也很慢，功能比較少，難以實現(xiàn)較為復(fù)雜的控制，接線較為復(fù)雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或者對象發(fā)生改變時，原有的接線和控制盤就要進(jìn)行更換，所以通用性和靈活性比較差；隨著商業(yè)領(lǐng)域的競爭的日益激烈，必然要求生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)亦隨之改變提升，PLC的出現(xiàn)良好的解決了這一問題[7]。[8] PLC的選型S7200是一種小型的可編程控制器，它適用于各種領(lǐng)域，在各種場合進(jìn)行檢測、檢測以及實行控制的自動化。因此，S7200系列是具有很高的性價比[9]。它的應(yīng)用領(lǐng)域更是廣發(fā)，覆蓋所有的自動檢測、自動控制等有關(guān)的工業(yè)、民用領(lǐng)域[10]。檔次最低的是CPU221，其數(shù)字量輸入點有6點，數(shù)字量輸出點有4點，是控制規(guī)模最小的。⑴CPU221本機(jī)集成有6輸入/4輸出共10個數(shù)字量I/O點，沒有I/O擴(kuò)展能力。⑵CPU222本機(jī)集成8輸入/6輸出共14個數(shù)字量I/O點，可連接2個擴(kuò)展模塊。1個RS485通訊/編程口，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，4個獨立的30kHz高速計數(shù)器，同時還具有MPI通訊協(xié)議、PPT通訊協(xié)議和自由方式通訊能力，是一款非常適用于小數(shù)點控制的微型控制器，與CPU221差別不大。13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。⑷CPU226本機(jī)集成24輸入/16輸出共40個數(shù)字量I/O點，可以連接7個擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點。2個RS485通訊/編程口，2路獨立的20kHz高速脈沖輸出，6個獨立的30kHz高速計數(shù)器，同時還具有MPI通訊協(xié)議、PPT通訊協(xié)議和自由方式通訊能力?？赏耆m應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)[12]。 PLC的工作過程PLC的工作過程：PLC的工作過程和其他的微控制器有著巨大的區(qū)別，微控制器的工作過程一般都為循環(huán)掃描和實時輸出，也就是說微控制器在尾部信號或者內(nèi)部程序進(jìn)行逐一指令運算處理的過程中，當(dāng)運算某一步是便會直接將運算結(jié)果執(zhí)行出來。 霓虹燈的硬件設(shè)計 霓虹燈特點和按鈕的選擇 霓虹燈的特點：①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。C以下，所以能置于露天日曬雨淋或在水中工作。③低能耗在技術(shù)不斷創(chuàng)新的時代，霓虹燈的制造技術(shù)及相關(guān)零部件的技術(shù)水平也在不斷進(jìn)步。④壽命長霓虹燈在連續(xù)工作不斷電的情況下，壽命達(dá)一萬小時以上，這一優(yōu)勢是其他任何電光源都難以達(dá)到的。⑥動感強(qiáng)，效果佳，經(jīng)濟(jì)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(shè)置為跳動式掃描，漸變式掃描、混色變色七種顏色掃描。因此、霓虹燈是一種投入較少、效果強(qiáng)烈、經(jīng)濟(jì)實用的廣告形式。按鈕開關(guān)的觸頭的額定電流為10A。 按鈕有單極雙位開關(guān)或雙極雙位開關(guān)，它按動能與用途又分為起動按鈕、復(fù)位按鈕、檢查按鈕、控制按鈕、限位按鈕等多種。 系統(tǒng)中選擇H2521R 紅色按鈕開關(guān)一個，H2521G綠色按鈕開關(guān)2個。 （2）采用超高亮純色LED燈珠。 （4）1a+1b觸點配備可方便的增加為2a+2b。 （6）全部的規(guī)格具備防護(hù)等級IP65 霓虹燈電路圖設(shè)計利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號，PLC是按編號來區(qū)別操作元件的。一般講，配置好的PLC，其輸入點數(shù)與控制對象的輸入信號數(shù)總是相應(yīng)的，輸出點數(shù)與輸出的控制回路數(shù)也是相應(yīng)的（如果有模擬量，則模擬量的路數(shù)與實際的也要相當(dāng)）[7]。系統(tǒng)有單步/連續(xù)控制。整個PLC系統(tǒng)的I/O代碼和地址編碼如表1，2,3所示表21數(shù)字量輸入點代碼及地址編號描述內(nèi)部地址內(nèi)部地址啟動SB1停止SB2單步/連續(xù)選擇SB3表22數(shù)字量輸出點代碼及地址編號描述內(nèi)部地址節(jié)日快樂ABCDEF12345利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號，PLC是按編號來區(qū)別操作元件的。一般講，配置好的PLC，其輸入點數(shù)與控制對象的輸入信號數(shù)總是相應(yīng)的，輸出點數(shù)與輸出的控制回路數(shù)也是相應(yīng)的（如果有模擬量，則模擬量的路數(shù)與實際的也要相當(dāng)）。(2) 節(jié)日快樂4個字，每個字周圍有6個彩燈，ABCDEF，將啟動開關(guān)合上，6個彩燈同時亮1秒，接著按順時針方向各亮1秒；接下來再同時亮1秒，接著按逆時針方向各亮1秒，然后按此順序重復(fù)執(zhí)行，按下停止開關(guān)，所有燈滅。(4)輸入程序后可以通過硬件進(jìn)行燈的閃爍(5) 單步和連續(xù)是控制霓虹燈閃爍周期，如果選擇單周期的話，結(jié)束，等待下次按啟動。，則開始下