王韶海PLC控制滚动画布广告设计.docx
《王韶海PLC控制滚动画布广告设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《王韶海PLC控制滚动画布广告设计.docx（34页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
王韶海PLC控制滚动画布广告设计
安徽广播电视大学
课程设计
课题名字：
PLC控制滚动画布广告设计
院校：
安徽广播电视大学芜湖分校
专业班级：
10秋机械设计制造及自动化
学生姓名：
王韶海
学号：
1034001254462
指导教师：
邢景虎
成绩：
2011年6月16日
摘要
本论文主要介绍一种由可编程序控制器（PLC）、红外传感器、电动机为主要器件构成的新型广告发布装置——滚动画布广告控制系统。
这种新型滚动画布广告控制装置是将五幅画面连接起来装在露天灯箱中，画布用电动机拖动，可上下进行循环显示，信息量大，动态效果好，可以对多种商品进行介绍或宣传，在街头构成一道风景线的同时也适用于大商场中对商品信息以及销售情况进行介绍。
画布可以定期更换，方便不同商品需要。
在画布循环运行过程中，各个画布画面出现的时间都保持一致，展示一定的时间后再改变到下一序号的画面。
PLC靠软件程序对5幅画面的运动进行控制，并克服了自动运行中会遇到的各种问题，保证画布按要求正确运行。
此外，该控制装置还具有手动/自动切换、定时开/关机、断电保持及故障诊断并报警等功能。
关键词：
滚动画布广告；可编程序控制器（PLC）；自动运行；故障报警
Abstract
Thethesisintroducesonekindofthecanvasrollingfromtheprogrammablecontroller（PLC）,infraredsensor,electricmotorfornewmodeladvertisementthatthemaincomponentcomposesannouncesadeviceadvertisementcontroldevicemainly.Thatadvertisementisequippedwiththisnewmodelrollingcanvasunderthecontrolofisinopen-airlampcasewithfivetableauxlinkdress,canvasuseselectricmotortodragmoving,maycarryoutcirculationdisplay,amountsbig,dynamicinformationeffectaboutwell,simultaneousbeingabletocarryoutthelineintroducingorpropagatingthescenerycomposingone,instreetondiversifiedcommoditiesintroducesthatinbeingunabletoapplytomarketbigtobeinginprogressaswellasmerchandisenewssellingcondition.Canvasisnotbadchangeattheregularintervals,beunlikeconvenientlycommodityneed.
Circulationworkprocessismiddleincanvas,eachcanvastableauthetimeappearingallkeepsthetableauchangingagaintotimeassoonasserialnumberaftershowingcertaintimeconsistently.AndPLCisinprogressto5tableauxmotionbythesoftwareprogramunderthecontrolof,haveovercomeanautomationrunningmiddlevariousproblemthatcancomeacross,haveensuredthatcanvasworksaccordingtodemandingcorrectly.Besides,shouldcontroladevicehavinghandmovement/theautomationchangesshut-down,interruptionofpowersupplybyallmeans,holdsattheregulartime/tokeepfunctionssuchasreachingthemalfunctiondiagnoseandgivinganalarm.
Keywords:
Canvasrollingadvertisement;ProgrammableLogicController（PLC）;Theautomationworks;Malfunctiongiveanalarm
绪论
PLC，中文名称叫做可编程逻辑控制器，是一种通用工业控制装备，它是集微机技术、自动化技术、通讯技术于一体的通用工业控制装置。
目前，世界上有200多厂家生产300多品种PLC产品，应用在汽车、粮食加工、化学/制药、金属/矿山、纸浆/造纸等行业。
德国的西门子（SIEMENS）公司、AEG公司、法国的TE公司是欧洲著名的PLC制造商。
日本OMRON（立石公司）电机株式会社是世界上生产PLC的著名厂商之一。
其PLC产品以其良好的性能价格比被广泛地应用于化学工业、食品加工、材料处理和工业控制过程等领域，其产品在日本其销量仅次于三菱，居第二位，在我国也是应用非常广泛的PLC之一。
滚动画布广告是一种新型的广告发布形式。
目前我国体育比赛场、大型商场、街道两侧机场和车站等场所使用的广告宣传器材可以归纳为两类：
一类是单面或双面的灯箱、展板、条幅等，它们所含的信息少，内容单一；另一类指电子显示屏、字幕机，这类广告展示装置所含信息量大，但在阳光直射下画面不清晰，效果差，一般适合于室内或夜间使用。
滚动画布广告展示装置采用PLC控制，以自动、定时、循环的方式展示喷绘在广告布上的多幅广告，具有信息量较灯箱、展板多，适用于室外环境，可夜间使用的特点，有着广泛的应用前景。
以PLC为工具，设计了一种以广告画布为画面载体，滚动展示多幅广告画面的装置并且讨论了装置的工作原理，实施方案及流程图。
PLC控制系统具有手动/自动、定时开/关断电保持及故障诊断等功能，靠软件程序对多幅画布的运动进行协调控制，克服各个广告机的机械传动机构不一致性，保证画布动作整齐划一。
第1章PLC控制滚动画布
1.1 广告
广告是为了某种特定的需要，通过一定形式的媒体，并消耗一定的费用，公开而广泛地向公众传递信息的宣传手段。
所谓广告，从汉语的字面意义理解，就是“广而告之”，即向公众通知某一件事，或劝告大众遵守某一规定。
广告一词，据考证是一外来语。
它首先源于拉丁文AdAverture，其意思是吸引人注意。
中古英语时代（约公元1300—1475年），演变为Advertise，其含义衍化为“使某人注意到某件事”，或“通知别人某件事，以引起他人的注意”。
直到17世纪末，英国开始进行大规模的商业活动。
这时，广告一词便广泛地流行并被使用。
此时的“广告”，已不单指一则广告，而指一系列的广告活动。
静止的物的概念的名词AdverAtise，被赋于现代意义，转化成为“Advertising”。
广告有广义和狭义之分，广义广告包括非经济广告和经济广告。
非经济广告指不以盈利为目的的广告，如政府行政部门、社会事业单位乃至个人的各种公告、启事、声明等。
狭义广告仅指经济广告，又称商业广告，是指以盈利为目的的广告，通常是商品生产者、经营者和消费者之间沟通信息的重要手段，或企业占领市场、推销产品、提供劳务的重要形式。
滚动画布广告
当代社会广告在产品的销售中占有很大的比重，故目前厂家在销售商品时都运用了大量的广告进行宣传。
广告的形式一般有这么几种：
电视上的立体画面及声音；广播电台中声音宣传；街头或商场中的大屏幕电子显示系统；报纸上杂志上的文字宣传；街头巷尾的灯箱广告。
前面4种形式价格较高，但显示的信息量较多；而普通的灯箱广告画布上印的宣传内容大多静止不动，传递的信息量有限，优点是价格较低。
若采用滚动画布广告，将多副画面连接起来装在露天灯箱中，画布用电动机拖动，可上下移动进行循环显示，信息量大，动态效果好，可以对多种商品进行介绍或宣传，在街头构成一道风景线同时也适用于大商场中对商品信息以及销售情况进行介绍。
画布可以定期更换，方便不同商品需要，而且不仅适合露天广告宣传，也可以用于大型商场中进行产品信息介绍。
滚动画布广告控制装置是一种新型的广告发布设备，为了达到良好的宣传效果。
在画布循环运行过程中，各个画布画面出现的时间都保持一致，展示一定的时间后再改换到下一序号的画面。
PLC靠软件程序对5幅画布的运动进行控制，并克服了画布自动运行中会遇到各种的问题，保证画布按要求正确运行。
PLC控制系统具有手动／自动切换、定时开／关机、断电保持及故障诊断并报警等功能。
随着改革的不断深入,社会主义市场经济的不断繁荣和发展,个大中小城市都在进行亮化工程。
个企业为宣传自己企业的形象和产品,均采用广告手法之一:
霓虹灯广告屏来实现这一目的.当我们夜晚走在大街上,马路两旁各色各样的霓虹灯广告均可以见到,一种是采用霓虹灯管做成的各种形状和多中彩色的灯管,另一种为日光等管或白炽灯管作为光源,另配大型广告语或宣传画来达到宣传的效果。
这些灯的亮灭,闪烁时间及流动方向等均可以通过PLC来达到控制的要求.
可编程控制器PLC可编程序控制器：
英文全称ProgrammableLogicController,中文全称为可编程逻辑控制器，是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程.作为自动控制装置的核心,它具有功能强,可靠性高等诸多优点,PLC实验装置采用的是模块化结构，主要模块有可编程序控制器、编程器模块，九种实验模块，按钮、开关输入模块和继电器输出模块，以及四层电梯模型。
该装置可以完成各种指令系统训练以及多种控制对象的程序设计训练。
本控制系统只要是用于控制霓虹灯和边框流水灯的按顺序的闪烁。
它能让你在不用人控制的情况下，进行灯的自动闪烁，达到宣传的目的。
如图1，八个字能按顺序地进行亮灭，并且边框的灯能同时地隔位闪烁。
图1霓虹灯
用PLC对霓虹灯广告屏实现控制,其具体要求如下:
（1）该广告屏中间8个霓虹灯字亮灭的时序为第1字亮到第2字亮到第3字亮……第8字亮,时间间隔均为1S,8个霓虹灯字全亮后,显示10S,再反过来从第8字到第7字…第1字顺序熄灭.全亮后,停亮2S,再从第8字开始亮起,顺序点亮8-7…1,时间间隔为1S,全亮后显示20S.再从1-2…8顺序熄灭.全熄灭后,停亮2S,再从头开始运行,周而复始。
（2）广告屏四周的流水灯共24只,4个1组,共分6组,每组灯间隔1S向前移动一次,且I~VI每隔一组的灯点亮,即从I,III亮后II,IV亮后III,V亮后IV,VI亮…,移动一段时间后（如30S）,再反过来移动,即从VI,IV亮后V,III亮后IV,II亮后III,I亮…,如此循环往复。
（3）系统有单步\连续控制,有启动和停止按钮。
（4）系统霓虹灯字,白帜灯的电压及供电电源均为市电220V。
1.5I/O分配表及PLC型号选择
X003
步进按纽开关SB4
根据控制要求,PLC控制霓虹灯广告显示屏的输入\输出（I\0）地址编排如下表所示,其中SA1（X0）为启动开关,SA2（X1）为停止开关,SAa（X2）为单步\连续选择开关,SB（X3）为步进按钮开关。
Y0~Y7控制8根霓虹灯字,用发光管LED1~LED8模拟显示,Y10~Y15控制6组流水灯泡,这里用发光管LEDQ~LED,模拟显示。
如表1
表1I/O分配表
PLC型号的选择：
由于共有14个端口输出，并且用是用交流电的，所以我选择用FX2N-48MR-001。
FX2N-48MR-001的主要的技术参数：
输入继电器有24点，输出继电器有24点。
电源电压为AC100—240V50/60Hz。
1.6PLC端子接线图
图2端子接线
1.7控制流程图
控制流程图如下图3：
图3状态流程图
2欧姆龙CJ1M型PLC控制系统简介
2.1概述
CJ系列PC是体积很小的可编程序控制器，以高速和先进功能为特色，具有与CS系列PC同样的结构。
（1）为了能在机械中很小空间和在与部件一样的DIN导轨上安装，只有90x65mm（高×厚），使机械体积减小，功能性提高和模块化。
（2）基本指令执行时间最小为0.02μs，而专用指令执行时间最小为0.06μs（CJ1-HCPU单元）。
（3）支持DeviceNet开放网络和协议宏（对串行通信），使能在机械内信息共享。
还支持有ControllerLink的机械——机械连接和有以太网的上位链接用于更高级的信息共享，包括以太网，ControllerLink和DeviceNet网络间的无缝信息通信。
CJ系列PC简图如图2-1所示。
2.1.1结构化编程
程序被划分成任务；可用符号编程；改进了系统的整个性能，只执行所谓的任务修改和调试被简化；程序排列可以改变；可以使用步进控制和块编程指令为使程序易于理解可附加注释。
2.1.2网络间远程编程监控和无缝链接
（1）fins指令使得能在不同网络的节点通信；
（2）以太网、controllerLink和DeviceNet可实行远程编程和监控。
2.1.3完全互补的通用功能
（1）存储器卡和文件处理功能；
（2）用专用指令，如表数据和文字串处理指令简化程序；
（3）故障查找功能；
（4）数据跟踪功能。
2.2特性
2.2.1基本性能的改进
CJ系列具有高速、高能力和更多的微型PC的功能。
（1）安装在DIN导轨
当在机械内安装空间受限制时（例如，上下线槽管道间的有限空间），CJ系PC可与电源和其它部件一起安装在DIN导轨上。
（2）指令执行和外部服务更快
由于指令执行更快和系统管理、I/O刷新和外部服务的更快处理，循环时间得到大大减少。
（3）足够的编程容量
具有高达120K步的程序容量，256K字的DM存储器和2，560点I/O，有足够的容量用于附加值程序，包括机械接口、通信、数据处理等。
（4）无底板大大提高空间利用率
CJ系列PC不需要底板，所以使需要较小空间的灵活系统配置成为可能。
（5）多达3个扩展机架和40个单元
将I/O控制单元连接到CPU机架和I/O接口单元连接到扩展机架，就可连接多达3个扩展机架。
CPU机架可安装多达10个单元，由于3个扩展机架中的每一个都可以，所以使总数多达40个单元。
（6）两种I/O分配方法
不需要底板，使得能以下列两种方法分配I/O。
①启动时自动I/O分配
每次电源接通，I/O就被分配给被连接的各单元。
②用户设置I/O分配
如果需要，用户可以用与CS系列PC同样的方法设置I/O表。
缺省设定是用于启动时自动I/O分配，但为了使得能检查单元连接错误或分配不用的字，用户可设置PC自动使用I/O表。
2.2.2结构编程
（1）将程序分配到任务
当程序被划分到任务以各别处理功能，控制系统或过程，几个编程员就可同时开发这些各别任务。
可以有多达32个标准（循环执行的）任务和256个中断任务。
有两种中断：
电源断开中断和定时中断。
如图2-3所示。
图2-3程序分配到任务
在生成一新程序时，可将各标准程序组合成各任务以生成一完整的新程序。
如图2-4所示。
图2-4标准程序生成新程序
（2）支持的全局和局部符号
I/O名称用符号表示，可定义为全局符号（全局符号应用于全部任务中的所有程序），或定义为局部符号（局部符号仅仅应用于本任务）。
在定义符号时，可以选择有自动分配给地址的局部符号。
（3）简化程序修改
①当修改和调试任务工作可划分为几个独立的工作时，调试就更有效。
②因为在有改变时（如规格的改变时）只是受改变影响的各任务必须修改，所以程序维护就更容易。
③几个连续的程序行可以用在线编辑修改。
④在线编辑时循环时间被延长的量得以减小。
（4）注释
几种注释可添加在程序上，以使其易于理解，包括梯级注释和I/O注释。
2.2.3内置I/O功能
CJ1MCPU单元是配有内置I/O的高速、先进、微型PLC。
内置I/O具有下列特性。
（1）通用I/O
立即刷新：
CPU单元的内置输入、输出可以用作通用输入、输出特别在执行一些关指令时，可在PLC循环的中间对I/O实行立即I/O刷新。
稳定输入滤波功能：
CPU单元的10个内置输入的输入时间常数可设置为0ms（无滤波），0.5ms、1ms、2ms、4ms、8ms、16ms或32ms。
增大输入时间常数可降低抖动和外部噪声的作用。
高速中断输入处理：
CPU单元的10个内置输入可用于高速处理如直接模式的固定中断输入或计数器模式的中断输入。
中断任务可以在中断输入的上升或下降沿（向上或向下变化）时启动。
在计数器模式，中断任务可在输入计数到达设置值（向上或向下变化瞬间）时启动。
（2）高速计数器
高速计数器功能：
旋转编码器可以与内置输入连接以接收高速计数器输入。
在目标值或在指定范围触发中断：
在高速计数器的当前值与目标值一致时或是在一指定范围内时可以触发中断。
测定高速计数器输入的频率：
PRV（887）指令可以用来测定输入脉冲频率（仅为一个输入）。
保持或刷新（可选）高速计数器当前位：
可从梯形图程序使高速计数器门位变为ON/OFF，以选择高速计数器当前值是保持还是刷新。
（3）脉冲输出
可从CPU单元的内置输出固定占空比脉冲，以接收脉冲输入的伺服驱动器实行定位或速度控制。
CW/CCW脉冲输出或脉冲+方向输出：
可设置脉冲输出模式以与电机驱动器的脉冲输入规范相一致。
绝对坐标的便于定位的自动方向选择：
在以绝对坐标运行时（用INI（880）指令定义原点或改变当前值），当执行脉冲输出指令时会自动选择CW/CCW方向，（CW/CCW方向是通过确定指令中规定的脉冲数是大于还是小于脉冲输出当前值来选择的）。
三角形控制：
在用ACC（888）指令（单独的）或PLS2（887）指令执行定位时，如果加速/减速所需的输出脉冲数超过规定的目标脉冲输出量就会执行三角形控制（无恒速平顶的梯形控制）。
（加速/减速所需的脉冲数等于达到目标频率所需的时间x目标频率）。
定位时改变目标位置（多次启动）：
在用脉冲输出（PLS2（887））指令启动定位且定位操作仍在进行中时，为改变目标位置、目标速度、加速速率和减速速率可以执另一个PLS2（887）指令。
从速度控制切换到定位（固定行程进给中断）：
为改变到定位模式，在速度控制操作时可执行PLS2（887）指令。
这个特性使得能在规定条件发生时执行固定行程进给中断（移动一规定量）。
在加速/减速时改变目标速度和加速/减速速率：
当正按照一脉冲输出指令（速度控制或定位）在执行梯形加速/减速时，在加速/减速时可改变目标速度和加速/减速速率。
使用可变占空比脉冲输出进行照明、动力控制等：
可变占空比脉冲指令（PWM（891））可用来从CPU单元的内置输出输出可变占空比脉冲、供诸如照明和动力控制应用。
（4）原点搜索
使用单个指令进行原点搜索和原点返回操作：
用一个使用各种I/O信号，如果原点接近输入信号、原点输入信号、定位完成信号和错误计数器复位输出等信号的指令就可执行精确的原点搜索。
此外，为直接移动到已确定的原点可执行原点返回操作。
（5）快速响应输入
接收短于循环时间的输入信号：
用快速响应输入，可以不管循环时间而可靠地接收输入到CPU单元内置输入（最多4个）的宽度短到30μs的输入信号[4]。
2.4CPU单元部件和功能
2.4.1CPU单元部件
CJ系列单元部件如图2-5所示[6]。
图2-5CJ系列单元部件
2.4.2指示灯
CPU单元前面板上的LED指示灯
2.4.3DIP开关
CJ系列CPU单元有为CPU单元设定基本操作参数的8引脚DIP开关。
DIP开关在电池仓盖的下面。
DIP开关引脚设定如表2-4所示。
表2-4DIP开关及其功能
引脚
设定
功能
1
ON
用户程序存储器禁止写入。
OFF
用户程序存储器允许写入。
2
ON
打开电源时用户程序自动传送。
OFF
打开电源时用户程序不自动传送。
3
ON
不用
4
ON
使用在PC设置中设定的外部端口参数。
OFF
自动检测编程器或外部端口上的CX-Programmer参数。
5
ON
自动检测RS-232C端口上的CX-Programmer参数。
OFF
使用在PC设置中设定的RS-232C端口参数。
6
ON
用户定义引脚
用户DIP开关引脚标志（A39512）置OFF。
OFF
用户定义引脚
用户DIP开关引脚标志（A39512）置ON。
7
ON
容易的备份：
读/写到存储器卡。
OFF
容易的备份：
检验存储器卡的内容。
8
OFF
总是为OFF。
DIP开关设定：
CJ系列PC的初始设定有两种：
硬件设定和软件设定。
硬件设定是用CPU单元的DIP开关进行的，而软件设定是在PC设置内进行的（用编程设备）。
打开在CPU单元前面的电池舱盖就可够到DIP开关。
注：
在改变任一DIP开关设定前必须先断开PC。
如果在PC为ON时，改变设定由于静电放电，PC可能误动作。
DIP开关及其功能设定如表2-5所示[8]。
2.5.安装和接线注意事项
为了提高系统的可靠性和实现PC的最多的功能，在安装和接线时务必考虑下列因素[9]。
环境条件：
（1）不要在下列任一场所中安装PC。
（2）环境温度低于0°C或高于55°C的场所。
（3）温度变化急剧和凝露的场所。
（4）环境湿度低于10%或高于90%的场所。
（5）具有腐蚀性或易燃性气体的场所。
（6）有过多尘埃、氯化物或铁木尘埃的场所。
（7）PC会受到直接冲击或振动的场所。
（8）直接暴露在阳光的场所。
（9）PC会接触到水、油、化学试剂的场所。
在下列场所中务必要充分封闭或保护好PC。
（1）具有静电和噪音的场所。
（2）强电磁场的场所。
（3）可能有放射性泄露的场所。
（4）靠近电力线的场所。
2.5.2连接PC组件
组成CJ系列PC的各单元可以通过压在一起并向各单元底部移动各个滑杆锁住各单元的方法，简单地连接在一起。
端盖用同样的方法连接在PC最右边单元。
按下面列出的步骤连接PC的各个组件。
（1）CJ系列PC的两个单元的连接。
连接两个单元，使它们的连接器正好合上。
（2）在每个单元顶部和底部的黄色滑杆将各单元锁在一起。
注:
如锁住标志不正确，CJ系列可能不能正确运行。
升级会员 