基于PLC的循环彩灯的控制.docx

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1、摘要彩灯是我国传统文化中不可或缺的一种物品，其承载着传统习俗，成为节日装扮的一种常用材料。从古代的纸质彩灯到现代使用电能进行点亮的智能彩灯，经历着变革，也传承着传统文化。目前在城市建设中，亮化工程作为城市基础设施建设的一部分，不仅能够装扮城市夜间的环境而且给人一种美的享受，在对彩灯的使用过程中，也越来越广泛、越来越智能。目前借助自动化控制方式实现对彩灯的集中控制，实现一定的点亮效果以及造型控制等。该课题研究一种循环彩灯控制系统，是目前彩灯控制的一种较为典型的控制方式，实现若干灯光的循环点亮，顺序点亮等方式，实现彩灯效果的自动控制方式。该设计使用P1C作为控制器，实现对P1C控制器的程序编写，用

2、户程序通过编写的逻辑关系来实现对彩灯负载端的控制过程，通过使用按钮等实现一个对彩灯的开启以及关闭控制，完成硬件部分的选型以及线路设计等内容。并完成了对程序的在线模拟以及调试过程，完成循环彩灯的功能性要求。关键词：循环彩灯自动控制；P1C控制系统设计；智能彩灯；梯形图程序编写；循环位移指令应用AbstractCo1orfu11ightsareanindispensab1eiteminChinesetraditiona1cu1ture,whichcarriestraditiona1customsandbecomeacommonmateria1forfestiva1dress.Fromancient

3、paper1ightstomoderninte11igent1ights1itbye1ectricenergy,theyhaveundergonechangesandinheritedtraditiona1cu1ture.Atpresent,intheurbanconstruction,asapartoftheurbaninfrastructureconstruction,the1ightingprojectcannoton1ydressuptheurbannightenvironmentbuta1sogivepeop1eakindofbeauty,intheuseofthe1ights,mo

4、reandmoreextensive,moreandmoreinte11igent.Atpresent,withthehe1pofautomaticcontro1modetoachievethecentra1izedcontro1ofthe1ights,toachieveacertain1ightingeffectandshapecontro1.Thistopicstudiesakindofcircu1ar1anterncontro1system,whichisatypica1contro1modeof1anterncontro1,rea1izingthecircu1ationofcircu1

5、ar1ighting,sequentia11ightingandrea1izingtheautomaticcontro1modeof1anterneffect.ThedesignusesP1Casthecontro11ertorea1izetheprogramwritingofP1Ccontro11er,theuserprogramrea1izesthecontro1processofthe1oadofthe1ightsthroughthe1ogica1re1ationship,rea1izestheopeningandc1osingcontro1ofthe1ights,andcomp1ete

6、sthese1ectionofthehardwarepartandthe1inedesign.Andcomp1etedtheon1inesimu1ationanddebuggingoftheprogramprocess,comp1etethefunctiona1requirementsofcircu1ar1ights.Keywords：automaticcontro1ofcircu1ar1ights;P1Ccontro1systemdesign;inte11igent1ights;trapezoida1diagramprogramming;cyc1icdisp1acementinstructi

7、onsapp1ication目录1绪论11.1 课题背景概述11.2 课题研究的现状分析21.3 课题研究的主要工作22循环彩灯自动控制系统的方案研究42.1 彩灯发光原理分析42.2 本次设计控制要求分析42.3 控制系统对比与分析52.3.1 常见控制方式分析52.3.2 本次设计的控制系统选择52.4 控制思路分析63循环彩灯控制系统的硬件选型与应用73.1 整体硬件结构分析73.2 P1C型号选择73.2.1 P1C型号的选择的原则73.2.2 本次设计的P1C的型号确定83.3 数字量拓展模块的选型分析93.4 接触器的选择113.5 各硬件与P1C端口的分配123.6 P1C外部接

8、线图的绘制134P1C控制好软件设计144.1 软件控制流程图的绘制144.2 程序的编写154.3 程序模拟17结论21参考文献22致谢鹘!未定义书签。1绪论1.1 课题背景概述我们通常用“张灯结彩”来形容对节日庆祝的热闹景象，我们可以看出彩灯从古代到我们现代都是一种节日装扮、活动庆祝、结婚出嫁等行为的庆祝物品，其实现了对环境的点缀，尤其在夜晚灯火通明，并且可以映射出不同色彩的灯光效果，给人以兴奋愉悦的心情。目前尚随着自动化控制技术的发展以及彩灯的进步，以电作为能源的彩灯已经取代了传统使用火苗实现彩灯发光的形式，并且由于自动化控制技术的进步，对彩灯的控制已经十分先进，诸多彩灯的共同点亮以及合

9、理布置，可以实现对一定造型的展示以及通过顺序点亮以及交替点亮等形式，实现不同灯光造型的相互映衬，给观众展现一个美妙的灯光秀。目前在诸多景点、中大型城市中，亮化工程十分普遍，尤其一些旅游城市以及申办重要活动的城市对其建设尤为突出，其不仅作为一个城市建设的一个靓丽的名片，而且促进了当地旅游业的发展。这些亮化工程的建设安装在上边的彩灯对其控制是要求较高的，通过控制系统才能够实现各种彩灯交相呼应的效果，实现不同造型彩灯的展现。如下图所示是一种城市建设中的彩灯效果图。图1.1智慧城市图1.2 课题研究的现状分析国外经过工业革命的洗礼，对自动化控制的研究以及应用较早，借助其工业制造过程中对自动化控制的要求

10、以及需要，早在七十年代就已经开始发展，首先运用在汽车制造工业中，但是当时的控制还是较为单一，无法实现对参数以及多个设备的集中控制。随着通用控制器的发展以及专用控制装置降低了控制成本，目前在各行各业的使用过程中都出现了智能控制的方式。不仅仅满足了单纯的开关量控制，并且实现了模拟量诸如温度、压力、声音的控制，而且使用较为先进的输出控制单元比如变频器等实现对电机的智能控制过程，这也源于对自动化配件以及智能传感器的发展，使其在控制过程中实现了精度更高、反应更加灵敏、数据采集更加智能的控制方式。近几年随着国外技术的进一步更新，智能控制深入到我们的生活中去，逐步走进智能化的时代。在我国自动化控制以及智能控

11、制技术发展较晚，其与近现代我国的历史是分不开的。在我国改革开放后，改革的春风吹撒神州。我国在智能化控制领域从无到有，从学习效仿到白主设计制造，经过几十年的努力奋斗，目前我国在智能化控制领域已经逐步走进世界强列，并且逐步实现了并驾齐驱的势头，比如近几年我国对智能控制器的销量我国国产品牌已经挤进世界同类品牌的世界十强，诸如汇川、信捷等国产品牌实现了国际总销售量的前列，这与我国技术以及政策是分不开的。不仅在控制器的制造以及使用方面，目前我国对智能控制系统的研发以及使用也与雨后春笋一般发展起来，深入到社会领域的方方面面，比如智能物流、智能驾驶、智能家居等产品也已经走在了世界的前列。相信在今后的几年我国

12、对其发展仍然是迅速的，仍将缩小与国外最先进水平的差距,实现技术的革新与突破，走出中国走向世界。1.3 课题研究的主要工作本次课题研究主要是实现了对一个智慧城市中循环彩灯为例实现对控制系统的设计，其中包含对彩灯的自动化控制、彩灯的循环位移控制、彩灯的交替控制等。对目前几种常见的彩灯控制点亮方式进行了模拟，并且编写程序，对程序完成了模拟效果，实现彩灯的控制过程。本次设计中各章节主要内容如下所示。第一章节为绪论，主要通过自己对相关背景资料的学习与总结，对本次研究的课题进行综述；并且对整个设计过程以及论文编写进行总体框架的设计，实现对论文编写以及整个设计的框架结构；第二章为方案研究部分，通过对循环彩灯

13、控制方式等实现原理以及方法的设计，展现对本次设计过程中对循环彩灯的解决方案，并论述了控制系统的对比与选择。第三章为本次设计中控制系统所需硬件部分的选型以及应用，通过对相应控制器、传感器、输入和输出端口的分配、P1C外部接线图的绘制等部分内容的应用与型号选择实现对硬件部分的确定，并绘制本次设计的硬件接线图等内容；第四章为本次设计的软件设计部分，本次设计中软件设计部分通过使用P1C作为控制系统，完成对整个控制流程的控制流程图设计、以及梯形图程序的编写。程序的论述与验证等内容。2循环彩灯自动控制系统的方案研究2.1 彩灯发光原理分析目前彩灯大都是以电能进行驱动的一种发光装置，在电能驱动发光过程中，我

14、们常见的有白炽灯，其光源颜色通常为黄色。彩灯也是根据这种原理制作完成的，其可以发出不同颜色的灯光是由于其灯管或者灯泡内部添加了惰性气体，通过添加这种不同的惰性气体可以实现不同灯光颜色的发出。如下图所示是常见的灯光色彩与填充气体对照表。表2.1常用彩灯颜色与填充气体对照表颜色气体灯管颜色大红Ne无深红Ne淡红金黄He淡红蓝色Ar80%,Ne20%淡蓝绿色Ar80%,Ne20%淡黄紫色Ar5O%,Ne5O%无如上表所示，当灯管颜色为无色或者透明时，在灯管中添加Ne气，其在灯管两端添加电压后，其发出的光为大红色；同理当灯管颜色为淡黄色，其在灯管内部添加百分之八十的Ar气体，添加百分之二十的Ne气体，

15、其在灯管两端添加电压后，其发出的光为蓝色。其它颜色配比对照见上表。2.2 本次设计控制要求分析本次设计为了模拟彩灯控制的功能效果，因此通过对彩灯使用要求的分析，尽可能的实现常见的几种彩灯控制以及使用条件上的模拟，后期可以根据具体使用要求实现对不同彩灯控制的设计。本次设计的彩灯控制要求分析如下。（1）首先彩灯具有自动控制方式，能够通过使用按钮等输入设备实现灯光的开启以及关闭控制；（2）为了模拟不同的彩灯控制效果，通过两种彩灯的控制效果，实现对其交相点亮，模拟不同造型彩灯的交替点亮；在一组彩灯中实现循环点亮，实现循环彩灯的目的;(3)为了一些小型空间中彩灯点缀中不仅有灯管小姑还有起雾效果以及飞腾的泡泡，以烘托人们高涨的情绪，实现绚丽效果的点缀，因此本次设计中模拟添加该功能，实现本次设计的全面性。2.3 控制系统对比与分析2.3.1 常见控制方式分析在对本课题进行控制系统研究时，常见的有一下几种控制方式：继电器与接触器的控制方式、专用控制方式以及通用控制系统方式。对其进行研究对比选择本次适用的控制方式。接触器与继电器的控制系统方式较为传统，其主要是通过接触器以及继电器实现开光量的控制过程，通过使用时间继电器实现了定时开启与关闭的功能，使用开关量传感器加继电器的方式实现了简单的参数识别以及控制输出元件的作用。这种方式在控制较为简单的控制要求下成本较低，但是在对诸多功能进行控制时，其需