熊蜀军

摘要

本文根据一个典型的霓虹等控制需求，设计了基于PLC的生日快乐祝福霓虹。当使用者按下开关之后，霓虹灯可以按照既定的逻辑控制字体等、周边彩灯按照闪烁、流水、常亮的方式醒目亮起。此外，通过霓虹灯的程序改写，还可以进行多种亮起效果进行定义，通过使用PLC进行整个控制系统的设计，可以明显感受到使用PLC进行控制系统设计的各项优点。

【关键词】PLC 霓虹灯 控制

1 引言

霓虹灯系统主要考虑到是一种民用的广告牌产品，工作过程中不需要专业人员的维护，因此内部的逻辑程序应一次性编程完毕，操作人员只需要打开开关即可，无需其他操作。本文以了一个经典的生日祝福霓虹灯为例，来说明其通过PLC控制的全过程。具体要求如下：该霓虹灯由四个字体“节”、“日”、“快”、“乐”作为主体组成，每一个字体的四周有6个彩色的小灯，每一个字体的上方和下方分别有5组彩灯，霓虹灯的动作逻辑如下：

（1）用4个霓虹灯分别做成“节日快乐”4个字，当按下启动开关时，4个霓虹灯开始闪烁，每次亮0.5秒，灭0.5秒，按下停止开关灯灭。

（2）“节日快乐”4个字，每个字周围有6个彩灯，ABCDEF，将启动开关合上，6个彩灯同时亮1秒，接着按顺时针方向各亮I秒;接下来再同时亮1秒，接着按逆时针方向各亮1秒，然后按此顺序重复执行，按下停止开关，所有灯灭。

（3）4个字上下各有5个彩灯，上下对应彩灯亮灭一致，①②③④⑤，启动开关合上，从③开始亮1秒灭，②④亮1秒灭，①⑤亮1秒灭，接着再从③开始亮1秒灭，按此顺序重复执行，按下停止开关灯灭。

2 总体系统设计

对于霓虹灯控制系统而言，被控对象主要为指示灯，外围输入的数字量信号主要为操作按钮信号，由于霓虹灯的控制逻辑较为复杂，虽然本系统的功能比较简单，仍然在设计时充分考虑控制系统的可靠性性能。当然，一套控制系统的优劣不光以优秀的性能作为评价标准，较高的经济性也需要充分考虑。通过以上介绍，可以总结出本系统的主要硬件结构示意图，见图1所示。

3 硬件设计

3.1 PLC系统的I/O地址分配

在本系统中，PLC作为处理外围传感器信号进行控制的“心脏”，所有的外围输入信号都需要合理的进行分配，对输入信号、输出信号的数量、类型进行统计，根据统计结果，才能准确的选定PLC的型号。以主要输入信号为例，如表1所示。

3.2 PLC选型

根据PLC的外围I/O信号的数量以及本系统的功能要求，考虑到经济性原则以及性能可靠性原则，本设计计划选取西门子S7-200系列的PLC主控模块，根据西门子S7-200系列产品的样本可知，该系列产品按照外围I/0数量的点数不同以及产地不同，仅CPU模块就分为数十种模块型号，例如CPU211、CPU224、CPU226等，由于S7-200系列的PLC运算能力以及可靠性几乎相差无几，而且点数不同其模块价格也有较大的差异。例如西门子CPU226具备24输入/16输出能力，其产品的价格达到三千多元，而最小的CPU221则集成了6输入/4输出能力，其产品价格不到千元。

3.3 PLC控制原理图的设计

PLC的控制原理图设计时，需要严格按照PLC的外围I/O地址分配结果以及PLC的对应型号接线图进行，对PLC的接线方式根据样本手册进行详细的核对。

4 软件设计

PLC的软件编程一般采用梯形图编程方式实现，对于较为复杂的编程任务，往往需要根据实际工作流程绘制程序流程图来指导编程过程。如图2所示。

在图2中，生日彩灯先是全亮，然后演示之后全灭，接下来就会依次点亮生日和ABCDEF等等几个字母以及数字123456。具体效果如图3所示。

参考文献

[1]陈大华，左春兰.霓虹灯技术的新进展[J].电世界，2016（03）：4-5.

[2]苗延荣，马振龙，钟蕾.城市建设中霓虹灯设计的方案与对策研究[J].天津理工大学学报，2015，19（04）：40-43.

[3]苗榮霞，戴宝华，杨永侠等.霓虹灯PLC控制与监控组态设计[J].科技广