雷佳鑫 李娜

摘  要：为了更加快捷、可靠、简单的控制霓虹灯广告屏灯的轮流亮灭，文章利用可编程控制器技术即PLC设计了梯形图程序来实现霓虹灯的一些常用功能，并对其用MELSOFT FX TRAINER进行仿真调试，仿真结果能满足设计要求。此外， 通过霓虹灯的程序改写， 还可以对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点，在实际霓虹灯广告屏应用中具有一定的推广意义。

关键词：PLC;霓虹灯;实际应用

中图分类号：TU113        文献标志码：A        文章编号：2095-2945（2020）28-0039-03

Abstract： In order to more quickly， reliably， and simply control the turn on and off of neon advertising screen lights， this article uses programmable controller technology， PLC， to design a ladder diagram program to realize some common functions of neon lights， and simulate it with MELSOFT FX TRAINER Commissioning， the simulation results can meet the design requirements. In addition， through the rewriting of the neon light program， a variety of lighting effects can also be defined. Using PLC to design the entire control system， you can clearly feel the advantages of using PLC to design the control system. In the actual neon advertising screen application has certain promotion significance.

Keywords： PLC; neon light; practical application

引言

当我们夜晚走在大街上，马路两旁各色各样的霓虹灯广告随处可见。这就涉及到如何去控制霓虹灯的亮灭、闪烁时间及流动方向等诸多控制问题。如何去快捷、可靠、简单的去控制，成为人们考虑的重点，PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过PLC去控制霓虹灯的。

1 设计功能要求

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。故本文以霓虹灯广告屏的轮流亮灭为例，来说明其通过PLC控制的全过程，具体要求如下：（1）该广告屏中间8根灯管亮灭的时序为：8个灯管一起亮1s灭1s闪烁5次后，全亮10s，然后重复运行，周而复始。（2）24只流水灯，4个一组分成6组，从Ⅰ组亮→Ⅱ组亮→……→Ⅵ组亮，时间间隔为1s，全亮后保持5s，再反过来从Ⅵ组→……→Ⅱ组→Ⅰ组按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s;再从Ⅵ组→……→Ⅱ组→Ⅰ组按1s间隔顺序亮，全亮后保持5s，再反过来从Ⅰ组→Ⅱ组→……→Ⅵ组按1s间隔顺序熄灭，全灭后停亮2s。然后重复运行，周而复始。（3）系统有单步/连续控制开关，有起动按钮和停止按钮。单步/连续开关为“1”=单步，“0”=连续。（4）起动时灯管和流水灯同时启动，停止时同时关闭。

2 硬件设计

（1）PLC选型：在满足输入输出点数（输入3，输出40），并留有10%的备用量的情况下，可选用小型PLC，并不要求较大的控制系统。对于存储器（用户程序）的容量，一般粗略为（40+3）×（10～12）=430～516的指令步数。为了提高抗干扰能力，输入输出均应选择其有光电隔离的模块。无触点输出大多数优点是可靠性高，相应速度快，寿命长，缺点是价格高，过载能力差，有触点输出是适用电压范围宽，导通压降损失小，价格便宜，缺点是寿命短，响应速度慢。故选择三菱公司FX2N-48M的PLC（FX2N-48M-001和FX2N-48MT-001

均可），满足控制要求，且留有一定余量。

（2）输入输出分配表如表1。

（3）PLC的I/O接线图如图2。

3 软件設计

由要求（1）可设置周期为两秒的振荡电路，由定时器T0定时1s，计数器C0记闪烁次数控制闪烁结束和常亮开始。另设一个定时器T1 k100，利用定时结束控制计数器清零，从而使循环继续。

由要求（2）可设置定时器T2设定值k10，定时结束令其自动清零，计数器C1～C6为定时器T1计数，设定值分别为1～6，其常开触点分别控制6组流水灯隔一秒亮一盏。计数器C6当前值等于设定值时，定时器T3（设定值k50）开始定时，并停止定时器T2计时。T3定时结束时，设置定时器T4～T9设定值分别为k10、k20、k30……k60，在T3定时结束时启动。其常开触点分别控制计数器C6、C5、C4……C1清零，从而实现6组流水灯隔一秒灭一盏。定时器T9定时结束时启动定时器T10（设定值为k20），T10定时结束时继续启动定时器T2，由此循环。

由最后两个要求可设置启动按钮为X020，停止按钮为X021。设置启保停电路，输出设为M0，M0的常开触点作为定时器T0和T2的启动条件和所有灯输出的接通条件。设置单步/连续控制开关为X024，其常闭触点作为所有计数器清零条件。如此可通过X024控制是否连续运行。

4 仿真结果

本次设计用了MELSOFT FX TRAINER进行软件仿真，由于该软件端口不够，故流水灯的仿真用该软件的一个端口代替一组流水灯。仿真时用了3个输入，14个输出（中间8盏灯+6组流水灯）。仿真结果完全可以满足设计要求，仿真如图4所示。

5 结论

设计的霓虹灯控制以三菱公司芯片为核心，利用经验编程法以梯形图为基础设计出能够控制霓虹灯广告屏灯的轮流亮灭的程序以及电路。PLC控制简单易学易操作，有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高和抗干扰能力强等特点，而一般纯电路的实现方法需要考虑一些通讯干扰等问题，并且设计麻烦、更改耗时、操作困难，故PLC控制系统的出现必定会拓宽霓虹灯市场。

参考文献：

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