PLC控制的彩灯广告屏设计.pdf

铷1 匐 出 P L C 控制的彩灯广告屏设计 Out door l i ght s adv er t i si ng s cr een des i gn bas ed on PL C 徐 良雄 XU L i a n g x i o n g 武汉交通职业学院 机电工程系，武汉 4 3 0 0 6 5 摘要基于P L O 可编程控制器在控制系统中无与伦比的优势 ，它们在人们的日常生活中扮演着越 来越重要的角色 ，P L C 可编程控制器已经越来越多地被人们加以使用。本文以户外彩灯广 告为例 ，采用三菱公司F X 2 N 一 4 8 MR 可编程逻辑控制器对户外彩灯的亮灭、闪烁时间及流 动方向等特殊要求进行设计。通过对F X2 N一 4 8 MR 可编程控制器输入输出点的分配、硬件 端子接线、程序采用状态转移图S F C 的设计，巧妙完成了户外彩灯广告的特殊要求。实际 运行表明，P L C 可编程控制器不仅能很好完成户外彩灯广告的特殊要求 ，而且还具有电路 结构简单、安装调试方便的优点。 关键词户外彩灯广告；F X 2 N 一 4 8 M R 可编程控制器； 硬件端子接线；状态转移图 中图分类号T P2 7 3 文献标识码 B 文章编号1 0 0 9 0 1 3 4 2 0 1 2 1 1 I- 一 0 1 2 6 0 2 D o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／ J ． i s s n ． 1 0 0 9 - 0 1 3 4 ． 2 0 1 2 ． 1 1 七 ． 3 6 0 引言 户外广告是人们 发布信 息、获取信息的重 要 渠道，特 别是户外彩灯广告在各领域 中扮演着越 来越重要的角色。P L C可编程控制器可用程序控 制这些彩灯的亮灭、闪烁时间及流动方向，以达 到广告设计的控制要求。本文采用 F X2 N一 4 8 MR可 编程控制器实现 对这些 彩灯 的广告功能控制 ，达 到广告宣传的预期效果和要求 。 1 设计 1 ． 1户外彩灯广告屏控制系统的控制要求 户外 彩灯广告屏要求发布的信 息是武汉交通 职业学院的校训。其 内容 为 1 广告屏 中间 8只 彩灯 “ 自强不息明志高远” 按每间隔 1 秒顺序闪亮 ， 8个字全 亮后显示 1 0秒 ，再按逆序每间隔 1 秒熄 灭一个 ，全 熄灭后 ， 停 亮 2秒 ， 再从头开始运行 ， 周而复始。2 广告屏四周的流水彩灯共 2 4只，4 个 1 组 ，共分 6组 ， 每组彩灯按 1～ 6 组 的顺序点 亮 1 秒并循环移动，循环移动 5次即 3 O秒后 ， 再 6 5 厂- ＼厂_ 、 。 Q Q Q 一 一 ． 0、 、 r ] 、 l 1．-- 8O l 自 强 不 息明 志 高 远l 8 l4 O 西一O ＼ ／ 、 ／ 2 3 图1 彩灯 广告屏 反过来循环移动 5次 3 0秒 ，即按 6 ～ l 组的顺序 点亮 1秒并循环移动 ，如此循环往 复。彩灯广告 屏如图 1 所示。 1 ．2 I／ O 分配表及P L C 型号选择 根据户外彩灯广告屏现场控制所需要的输入 信号和输 出信号 ，可分配可编程控制器 的输入与 输出点如表 1 所示。 表1 I ／ 0 分配表 其 中 S Bl x o 为 启 动 开 关 ， S B 2 X1 为 停 止 开关 ，S B 3 X2 为 8只彩灯字程序单步调试开关， S B 4 X3 为 2 4只流水彩灯程序单步调试开关。输 出接点 Y 0～Y7为控 制校训的 8个彩灯字接 口 ， 分别外接 8只彩色灯泡 ，YI O～ Y1 5控制 6组流 水彩色灯泡。由于需要 l 4个端 口输 出，我们选择 F X 2 N． 4 8 MR可编程控制器。 1 ． 3 P L C 端子接线图 图 2为 F X2 N 一 4 8 MR可编程控制器实施的户外 收稿日期2 0 1 2 - 0 7 - 0 2 1 4者简介徐良雄 1 9 5 6 ～，男，湖北武汉人，讲师，本科，主要从事数字电子技术、机床电气控制技术和可编程序 控制器教学。 [ 1 2 6 1 第3 4 卷第1 1 期2 0 1 2 1 1 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 务l 生 訇 似 彩灯广告屏接线图。2 2 0 V交流电源为可编程控制 器的外加 电源，为 8个校训 彩灯字和 2 4只流水彩 色灯泡供电 。 工 ■ 一 oX0 Y0 一 L 上 J Y 1 52 ∞ X1 Y2 ■ 一 U Y3 S B 3 - - -o X 2 ； 54 0 ．--- _ ， 一 电 一 U S B4 Y 6 ■ 一 o X3 Y7 U Y1 0 ～ Yl l Y 1 2o_ _ 一 Y1 3 7 1 4o 一 Y 1 5o 一 C 0 1 C 0 1 1o 一 - ．- O ’ O -- --- 图2 广告屏端子接线图 彩灯 彩灯 彩灯 彩灯 彩灯 彩灯 彩灯 彩灯 四个并联的流水灯 四个并联的流水灯 四个并联的流水灯 四个并联的流水灯 四个并联的流水灯 四个并联的流水灯 1 ．4 状态转移图S F C 设计 状态转移 图 S F C设计起始状 态元件选择 S 0 ， 中 间状态 元件 选择 2 0～ S 5 1 。8个校训 彩灯 字 采 用 2 0～ 3 5状 态寄存 器 ，6组流 水彩灯 采用 3 9～ 5 1 状 态寄存器 ，二路 程序并 列运行。 当 S B1起动按 钮 闭合时 ，可编 程控 制器 开始运 转， M0通用辅助继 电器得 电，X0被 自锁 ，为程序正 常运行打下了基础。 定时器 T O～T 6分别延时 1 秒 ，为 8个校训 彩灯字每间隔 1 秒顺序闪亮所必需，T 7延时 1 O秒 为 8个字 全亮 后显示 l 0秒所 设。T 8～T1 4定时 器分别 延时 1秒 ，所起作用是 8个校训 彩灯 字逆 序每间隔 1 秒熄灭一个字，T1 5为 8个彩灯字全熄 灭后延时 2秒 ，并转向 2 0开始从头运行。 定时 器 T 1 6～T 2 1 为 6组流 水 彩灯按 l～ 6 组顺序旋转点亮 1秒而设置 ，T 2 1 和计数器 C O起 第 6组彩灯 点亮 1 秒后重新循环移动 的作用 ，当 循环点亮 5次后转 向 6～ 1 组 的逆序循环，C1 控 制逆序循环的次数 ，当逆 序循环点亮 5次后程序 转向 S 0状态进入大循环。 X1 点动按钮为随时结束工作任务所设置。M0 内部通用辅助继电器为 8只彩灯字程序单步调试 而设置 ，当按下 S B 3 ，8只彩灯字程序只能执行一 个状态，待 该状 态正常后再逐次按下 S B 3 ，直至 8只彩灯字程序检查完毕。M1内部通 用辅助继电 器为 6组流水彩灯程序单步调试而设置 ，当按下 S B 4 ，6组彩灯程序也只能执行一个状态 ，逐次按 下 S B 4 ，直至检查 完 6组彩灯程序 正常为止。二 路程序单 步正常运行后可以将 M0 、X 2的并联接 点从 2 1～ 3 5的状态转移图 S F C程序中去除掉 ， 2 0状态转移图右边的 M0 、 X2的并联接点去除掉 ， 左 边的 M0接 点保留 ，这样可 以简化程 序，节省 内存空 间。M0 、X 2的并联接点也可 以保留 ，它们 对 8只彩灯字程序运行影响不是很大。同理 ，M1 、 X3的并 联 接点 也可从 4 0～ s 5 1的状 态转 移 图 S F C程 序 中去 除掉， 3 9状态转 移图右边 的 M1 、 X3的并联接点可以去除，左边的 M1 接点保留。 将状态转移图 S F C变为可 以实施的梯形 图软 件后，我们就可以将它写入到 F X2 N一 4 8 MR可编程 控制器里面去了 I 4 - 7 ] o图 3是所设计的状态转移图 S FC。 2 运行观察程序 接通 电源，根 据写 入到 F X2 N一 4 8 MR可编 程 图3 状态流程图 控制器里面的状 态转移图 S F C ， 把可编 程 控 制器 方 式开 关置 于运 行 “ RU N” 档 ， 按下按钮 S B1 ，我们会看到户外彩 灯广告屏的彩灯按照我们设定的亮灭 、 闪烁 时间及流动方 向运行。程序 在调 试过程中彩灯可用 L E D发光二极管替 代 ，2 2 0 V交 流 电源 改成 5 V 直流 电源 ， 待单步调试正确后 ，再将 L E D发光二 极管和 5 V直流电源换回来 。 3 结束语 户外 彩灯广 告屏通过对可编程控 制器采用状 态转移 图 S F C的程序设计 【 下转第1 5 3 页】 第3 4 卷第1 1 期2 0 1 2 - 1 1 t - [ 1 2 7 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 对可信度的 阈值进行查看 ，依据可信度等级表能 够确定可信度的等级 ，这个 过程 可以表示 为如下 的形式 { 角色，可信度} { 角色，可信度等级} ； 3 按照可信度 的等级能够通过可 信度等级 一 权限等级矩阵获得该用户在本 次登陆时所 能行使 的相应权限等级 ，这个过程 可以表示为如下 的形 式 { 角色 ，可信度等级} { 角色，可信度等级} 4 通过权限等级 ，结合权限 一 权限等级表可以 得到用户在登陆系统过程中的允许权限，可以表示 为如下的形式 { 角色，权限等级} { 角色，权限} 。 通过步骤 1 ～步骤 2 就能够顺利地完成 从可信度到权限的转换。 4 结束语 R C B D AC模 型 具 备 如下 优 点 管 理 能 够 结 合机构的安全策略对不 同的角色进行划分 ，按 照 可信 度 确定 不 同用 户 的允许 权 限 ，如 果用 户可 疑 ，可 以确保 电力信息系统的安全性，并且能够 限制用户的权限。因此 ，在合法用户登陆系统时 ， RC B DAC模型对其不会产生任何影响。针对拥有 某些一样许 可权 限的角色，可 以通过继承 关系来 实现其 权限 ，从而 能够降 低 系统 的储量。此外 ， 继承者可以通过角色身份继承到相应的允许权限 ， 不 必修 改有关 的所 有角色 ，这样就极大地 减少了 对 角色权 限修 改的复杂度 ，从而能够保证 角色层 次关系更加稳定。 参考文献 【 1 】中 国信息 安全产 品测评认 证 中心． 信 息 安全理论 与技 术【 M1 ． 北京 人 民邮 电出版社 ，2 0 0 3 ． 【 2 】S h i m S S Y， Go n g L， Ru b i n A D e t a 1 ． S e c u r i n g t h e h i g h s p e e d i n t e r n e t ． I E EE Co mp u t e r ， 2 0 0 4 ， 3 7 6 3 3 3 5 ． [ 3 ]Ra v i S ． S a n d h u ， Ed wa r d J ． Co y n e ， Ha l L． F e i n s t e i n ． Ro l e b a s e d Ac c e s s Co n t r o l Co d e s [ J ] ． I E EE Co mp u t e r , 1 9 9 6 ， 2 9 2 3 8 4 7． 【 4 】马立林， 李红． 基于RB AC的S a a S 系统的权限模型[ J ] ． 计 算机应用与软件， 2 0 1 0 ， 2 7 4 4 2 4 4 ． 【 5 】顾春华， 肖宝亮． R B AC模型层次关系中的角色权限[ J 】 ． 华东理工大学学报 自然科学版 ， 2 0 0 7 ， 3 3 1 9 6 9 9 ． 国‘ 函‘ 矗‘ 蠡● 出‘ j盘‘ {岛‘ {出‘ 盘‘ {蠢‘ 蠡‘ 岛‘ 蠡‘ 盘‘ 蠡‘ 童‘ 也． 岛‘ 岛‘ {盘‘ 童‘ 妇 | I I 【 上接第 1 2 7 页】 以及硬件端子 的接线 ，获得 了丰富多彩的广告效 果。编程具有非常大的灵活性和高效率 ，程序便 于 阅读 、修改和维护 ，且具有电路结构简单 、安 装调试方便 的优点。它工作稳定可靠 ，能够 在恶 劣复杂的环境条件下正常工作 ，应用前景及其 可 观并具有可操作性 [ 1 3 1 5 ] 。需要注意的是在选择可 编程控制器的型号时 ，要根据输入输出点数 ，负 载大小等因素综合考虑 。 参考文献 【 1 】闫丽华． 彩灯的P L C控制设计f J ] ． 装备制造技术， 2 0 1 1 ， 9 8 3 8 4 ． 【 2 】王也仿 ． 可编程控 制器应用技 术【 M】 ． 北京 机械工业 出 版社， 2 0 0 8 ． 【 3 】周微忱． L E D大屏幕控制系统的设计与实现[ J ] ． 科技传 播， 2 0 1 0 ， 1 8 2 3 8 2 3 9 ． [ 4 】温汉权 ． 基于T T L 电路 的L E D可调 彩灯控制 器[ J 1 ． 电子 设 计工程， 2 0 1 1 ， 1 9 4 1 6 7 1 6 9 ． 【 5 1王 宁． P L C单按钮 控制可逆 与不可逆 电动机 启停 【 J 1 ． 陕 西理工 学院 学报 自然科 学版 ， 2 0 1 1 ， 2 7 4 2 0 2 3 ． [ 6 】王 刚． 基于P L C的天然气发 电机组监控 系统设计 [ J ] ． 自 动化与仪器仪表， 2 0 l 1 ， 3 4 5 4 8 ． [ 7 】李 丽， 郭向阳． P L C 控制 闪灯的程序设计[ J 】 ． 机电产品开 发 与创 新， 2 0 1 1 ， 2 4 3 1 6 8 1 6 9 ． 【 8 】金秀军 ． P L C 在交通灯 中的运用 ． 商业文化， 2 0 1 1 ， 4 21 8． [ 9 】刘艳军 ， 张春青， 赵海贤 ． 基于P L C的交通灯 控制系统设 计及教学应用[ J 】 _ 科技创新导报， 2 0 1 1 ， 2 0 1 5 2 1 5 3 ． 【 1 0 ] 林顺宝 ． 舞 台艺术灯 饰的P L C 控制 与设 计【 J 】 ． 黑龙 江科 技信息， 2 0 1 0 ， 8 1 6 ． 【 1 1 】 王阿根 ． 电气可编程控 制原理与应用【 M】 ． 北京 清 华大 学出版社， 2 0 0 7 ． 【 l 2 】 肖迎群， 杨德 志， 万敏． 基 于P L C的自动存储 系统在 实验 教学中的应用[ J 1 ． 实验室研究 与探索， 2 0 0 7 ， 2 6 8 5 3 5 5 ． 【 1 3 ] 徐 良雄． 基 于可编 程控制器单稳态触发器 的设计 与分析 [ J ] ． 电子设计工程 ， 2 0 1 1 ， 1 9 2 2 5 8 5 ． 8 7 ． [ 1 4 】 徐 良雄． 基 于可 编程 控制器 多谐 振荡 器的设 计 与分析 [ J 】 ． 电子技术， 2 0 1 1 ， 3 8 4 2 7 4 1 4 4 ． 【 1 5 ] 徐 良雄． 可编程控 制器， 课程 “ 教 学做一体化 ”的实践 探索 [ J 1 ． 武汉交通职业学院学报， 2 0 1 1 ， 1 3 1 6 4 6 7 ． 第3 4 卷第1 1 期2 0 1 2 1 1 上 [ 1 5 3 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m