PLC控制的彩燈廣告屏設計

徐良雄

（武漢交通職業學院 機電工程系，武漢 430065）

0 引言

戶外廣告是人們發布信息、獲取信息的重要渠道，特別是戶外彩燈廣告在各領域中扮演著越來越重要的角色。PLC可編程控制器可用程序控制這些彩燈的亮滅、閃爍時間及流動方向，以達到廣告設計的控制要求。本文采用FX2N-48MR可編程控制器實現對這些彩燈的廣告功能控制，達到廣告宣傳的預期效果和要求[1～3]。

1 設計

1.1 戶外彩燈廣告屏控制系統的控制要求

戶外彩燈廣告屏要求發布的信息是武漢交通職業學院的校訓。其內容為：1）廣告屏中間8只彩燈“自強不息明志高遠”按每間隔1秒順序閃亮，8個字全亮后顯示10秒，再按逆序每間隔1秒熄滅一個，全熄滅后,停亮2秒,再從頭開始運行,周而復始。2）廣告屏四周的流水彩燈共24只，4個1組，共分6組,每組彩燈按1～6組的順序點亮1秒并循環移動，循環移動5次即30秒后,再反過來循環移動5次(30秒)，即按6～1組的順序點亮1秒并循環移動，如此循環往復。彩燈廣告屏如圖1所示。

圖1 彩燈廣告屏

1.2 I/O分配表及PLC型號選擇

根據戶外彩燈廣告屏現場控制所需要的輸入信號和輸出信號，可分配可編程控制器的輸入與輸出點如表1所示。

表1 I/O分配表

其中SB1(X0)為啟動開關,SB2(X1)為停止開關，SB3(X2)為8只彩燈字程序單步調試開關，SB4(X3)為24只流水彩燈程序單步調試開關。輸出接點Y0～Y7為控制校訓的8個彩燈字接口,分別外接8只彩色燈泡，Y10～Y15控制6組流水彩色燈泡。由于需要14個端口輸出，我們選擇FX2N-48MR可編程控制器。

1.3 PLC端子接線圖

圖2為FX2N-48MR可編程控制器實施的戶外彩燈廣告屏接線圖。220V交流電源為可編程控制器的外加電源，為8個校訓彩燈字和24只流水彩色燈泡供電[4]。

圖2 廣告屏端子接線圖

1.4 狀態轉移圖SFC設計

狀態轉移圖SFC設計起始狀態元件選擇S0，中間狀態元件選擇S20～S51。8個校訓彩燈字采用S20～S35狀態寄存器，6組流水彩燈采用S39～S51狀態寄存器，二路程序并列運行。當SB1起動按鈕閉合時，可編程控制器開始運轉，M0通用輔助繼電器得電，X0被自鎖，為程序正常運行打下了基礎。

定時器T0～T6分別延時1秒，為8個校訓彩燈字每間隔1秒順序閃亮所必需，T7延時10秒為8個字全亮后顯示10秒所設。T8～T14定時器分別延時1秒，所起作用是8個校訓彩燈字逆序每間隔1秒熄滅一個字，T15為8個彩燈字全熄滅后延時2秒，并轉向S20開始從頭運行。

定時器T16～T21為6組流水彩燈按1～6組順序旋轉點亮1秒而設置，T21和計數器C0起第6組彩燈點亮1秒后重新循環移動的作用，當循環點亮5次后轉向6～1組的逆序循環，C1控制逆序循環的次數，當逆序循環點亮5次后程序轉向S0狀態進入大循環。

X1點動按鈕為隨時結束工作任務所設置。M0內部通用輔助繼電器為8只彩燈字程序單步調試而設置，當按下SB3，8只彩燈字程序只能執行一個狀態，待該狀態正常后再逐次按下SB3，直至8只彩燈字程序檢查完畢。M1內部通用輔助繼電器為6組流水彩燈程序單步調試而設置，當按下SB4，6組彩燈程序也只能執行一個狀態，逐次按下SB4，直至檢查完6組彩燈程序正常為止。二路程序單步正常運行后可以將M0、X2的并聯接點從S21～S35的狀態轉移圖SFC程序中去除掉，S20狀態轉移圖右邊的M0、X2的并聯接點去除掉，左邊的M0接點保留，這樣可以簡化程序，節省內存空間。M0、X2的并聯接點也可以保留，它們對8只彩燈字程序運行影響不是很大。同理，M1、X3的并聯接點也可從S40～S51的狀態轉移圖SFC程序中去除掉，S39狀態轉移圖右邊的M1、X3的并聯接點可以去除，左邊的M1接點保留。

將狀態轉移圖SFC變為可以實施的梯形圖軟件后，我們就可以將它寫入到FX2N-48MR可編程控制器里面去了[4～7]。圖3是所設計的狀態轉移圖SFC。

圖3 狀態流程圖

2 運行觀察程序

接通電源，根據寫入到FX2N-48MR可編程控制器里面的狀態轉移圖SFC,把可編程控制器方式開關置于運行“RUN”檔,按下按鈕SB1，我們會看到戶外彩燈廣告屏的彩燈按照我們設定的亮滅、閃爍時間及流動方向運行。程序在調試過程中彩燈可用LED發光二極管替代，220V交流電源改成5V直流電源，待單步調試正確后，再將LED發光二極管和5V直流電源換回來[8～12]。

3 結束語

戶外彩燈廣告屏通過對可編程控制器采用狀態轉移圖SFC的程序設計以及硬件端子的接線，獲得了豐富多彩的廣告效果。編程具有非常大的靈活性和高效率，程序便于閱讀、修改和維護，且具有電路結構簡單、安裝調試方便的優點。它工作穩定可靠，能夠在惡劣復雜的環境條件下正常工作，應用前景及其可觀并具有可操作性[13～15]。需要注意的是在選擇可編程控制器的型號時，要根據輸入輸出點數，負載大小等因素綜合考慮。

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