彩灯自动闪烁控制

一、课题背景

1、课题背景

随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和各种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。在彩灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。长明灯的特点是主要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。流水灯负载变换频率高，变换速度快，是人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性的花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。

2、研究目的和意义

在现实生活中，彩灯是很好的装饰品，让彩灯按照一定的有规律的形式闪烁，将为生活增添不少乐趣，是我们的环境更加美好。

随着人们生活环境的不断改善和美化，在许多场合可以看到彩色霓虹灯。彩灯由于其丰富的灯光色彩，低廉的造价，以及控制简单等特点得到了广泛的应用，用彩灯来装饰街道和城市建筑物已经成为一种时尚。广泛应用于城市景观、风景名胜、道路桥梁、建筑轮廓、娱乐场所、户外广告、室内装饰等美化、亮化工程。

随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，原有的彩灯装置远远不能满足当前高度自动化的需要。可编程控制器彩灯控制系统集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。

可编程控制器彩灯控制系统的特点：

①脱机手动工作；

②联机自动就地工作；

③上机控制的多周期运行方式；     

④由上位机通过串口向下位机送入设定配方参数实现自动控制；

⑤手动启动、手动停机控制方式。

近年来PLC的性能价格比有较大幅度的提高，使得实际应用成为可能。

本系统采用PLC是基于以下四个原因：

①PLC具有很高的可靠性，通常的平均无故障时间都在30万小时以上；

②编程能力强，可以将模糊化、模糊决策和解模糊都方便地用软件来实现；

③抗干扰能力强，目前空中各种电磁干扰日益严重，为了保证彩灯控制的可靠稳定，我们选择了能够在恶劣的电磁干扰环境下正常工作的PLC；

根据彩灯系统的要求与特点，我们采用了日本三菱公司 F1型PLC。三菱PLC有小型化、高速度、高性能等特点。三菱可编程控制器指令丰富，可以接各种输出、输入扩充设备，有丰富的特殊扩展设备，其中的模拟输入设备和通信设备是系统所必需的，能够方便地联网通信。本系统就是应用可编程序控制器(PLC)对彩控制灯实现控制。

3、本文的主要工作

首先，回顾彩灯的历史，随着社会经济的发展，彩灯的应用越来越广泛，形式越来越多样，采用可编程程序控制器来代替中间继电器和过程控制的微型机，设计开发了彩灯控制系统，才会满足稳定可靠的彩灯控制系统需求。

然后，叙述了可编程程序控制器的产生、发展、应用的历程，通过论述可编程程序控制器的各种优点、 卓越性能、结构、原理，有一个感性的总体认识。

然后，结合彩灯控制系统的要求，进行程序设计，从流程的分析、程序思路的产生来完成本次设计任务。

最后，通过对系统的调试和检测，再进行系统性梳理，将隐藏的不足之处加以修正和完善，确保系统能顺利运行。

二、控制要求

按下启动按钮，HL1~HL3按下列顺序定时闪烁：HL1亮1S、灭1S→HL2亮1S、灭1S→HL3亮1S、灭1S→HL1、HL2、HL3全灭1S, HL1、HL2、HL3全亮1S,重复上述过程，PLC停止运行时，彩灯的自动闪烁也停止。（顺序控制）

三、总体设计思路

   根据已知情况、控制要求、设计要求，本彩灯自动闪烁控制的 PLC-控制装置的设计可按照“大而化小，分而治之”的思路，划分为以下4个部分，依序进行，各部分的设计任务分配如下:

(1) 程序设计及调试

拟采用切换法，完成程序的设计，并在实验室环境中进行模拟调试；

(2)电气设计

完成I/O分配图、梯形图、指令表、元件明细表的设计；

(3)安装、接线、联合测试

完成电气元件的安装、接线、并对程序与线路进行联合测试；

(4)后期工作

说明操作过程、拟定常见故障排除方案、编写设计说明书等。

下面按照这个总体设计思路的任务安排，逐步展开。

四、工作原理叙述

按下启动按钮x000       M10得电      M10常开接点闭合        X000自锁

            M1得电   常开接点闭合       T0得电

一秒后T0常开接点闭合，M100得电

M1常开接点闭合，X000自锁

    T1得电    1秒后，T1常开接点闭合   M0得电      M0常闭接点断开                                                      M0常开接点闭合

  每隔一秒M100~M107顺序移位，实现L1灯亮一秒灭一秒， L2灯亮一秒灭一

秒，L3灯亮一秒灭一秒，L1,L2,L3全灭，L1,L2,L3全亮     重复上述过程，按下X001时彩灯的自动闪烁停止。

五、电路图

1、I/O分配图

2、梯形图

 
3  、彩灯自动闪烁控制语句表

本程序中所用到的PLC内部的编程元件及其作用如下表所示。

  PLC编程元件明细表

课程设计总结

本次PLC小学期实验是对我们学习这学期学习PLC知识的进一步的理解和应用，不仅巩固了我们已学习的课本知识，并将其实践应用到实际课题的解决当中去。起初拿到题目时，感到无从下手，但经过冷静的思考和对已学知识的查漏补缺以及上网查找资料，让我们学会了PLC程序设计的基本步骤和方法，我从中学到了辅助继电器、定时器等的使用方法，更学习会了循环控制的方法，使我获益良多。

通过这次实践，我不仅学到了更多有用的知识，而且我也认识到了团结合作的重要性。通过一次次小组的讨论与交流，逐步完善了我们的实验编程及后期实验报告的编写。每个人都积极发表自己的观点，令我们思路开阔，不至于拘泥于一种方式的思考。

在做实验的过程中，我们遇到了大大小小的问题，遇到不会的问题，通过及时请教老师和同学，我们逐一将问题解决，使我们的方案能够得到实现。找出我们在学习过程中的问题和不做之处并严改正之，更加加深了印象。

 通过修改和完善，我的课程设计终于圆满完成，这不仅仅是完成了彩灯的实验，更加是我对以前知识的融会贯通，细节往往也是决定成败的关键，一步思考不到位，预定的题目便得不到实现，虽然我的题目很简单，但是我从中也领悟到了一个道理，团结就是力量，学习就是要不耻下问，多问才能多学，视野才可能更宽广，思路才能更加多元化。

这次实验，充分做到了理论联系实际，让我们把实际生活中的问题通过技术上的方法得到了有效地解决，促进了我学习的积极性，更加坚定了我要学好大学的每门课程的信心。

致谢

这次课程设计基本上涵盖了我们所学习的PLC程序的大部分知识点，使我收获铺颇多，不光收获了丰富的PLC理论知识，更掌握了PLC的工作原理极其工作过程，还认识到平时自己应该多动手，手脑要有力的结合起来，要多参加一些实践活动提高自己的合作意识和团队精神。使我对PLC程序的编程、程序的录入、以及在上机操作调试有了很大的提高。做课程设计不仅让我们修补了以前学习的漏洞，也让我明白了学习好PLC这门课程，需要它有兴趣，而且要自己肯于动手操作实验。

最后该感谢帮助我的同学和老师。感谢这门课程任教的李老师给我们精心的讲解和适用的资料。感谢同学们对我学习上的交流和帮助，还得感谢学校给我们这样的一个自己动手设计的好机会。

参考文献

[1]电器与可编程控制器应用技术，第三版，邓则名、程良伦、谢光汉编，机械工业出版社

[2]科威PLC资料，来自于公司网站www.kwzk.com

[3]三菱及西门子PLC资料，来自工控网www.meau.com

[4]可编程控制器指导书，李文娟主编

[5]多花样循环彩灯控制器多花样循环彩灯控制器设计报告_百度文库

第二篇：基于PLC彩灯控制系统设计

邵阳学院课程设计（论文）任务书

注：1．此表由指导教师填写，经系、教研室审批，指导教师、学生签字后生效；

2．此表1式3份，学生、指导教师、教研室各1份。

指导教师（签字）： 学生（签字）：