基于PLC的霓虹灯控制系统设计.docx

摘要

在改革开放之后，国家的经济实现了飞速的发展，经济在整个大环境下，实现了不断的繁荣和进步，中国各大城市的面貌焕然一新，都在积极的响应祖国的号召，实现美化家园的亮化工程。不管是发展的大企业还是初创企业，为了宣传自己公司的大多数都采用霓虹灯广告屏作为宣传和提高品牌知名度以及吸引顾客的手法。到了晚上，大街上，道路两旁随处可见的霓虹灯广告屏，使城市更加好看，每个霓虹灯广告牌颜色各异，形状大不相同，样子十分好看，吸引游客和行人。给他们配上大型的广告语和宣传图画，使人看了赏心悦目，印象深刻，这些霓虹灯的亮灭，闪烁时间的长短和灯光流动的方向等等都可以通过PLC可编程控制器件来实现要求。因此，本文介绍一种基于PLC实现的可编程的霓虹灯控制系统的方案。主要内容为：用PLC控制设计一串霓虹灯用于布置装饰，可以用开关分为3个档。一档为常亮，二档为明灭，三档为流水变换。一串霓虹灯共24只，4个一组，分为6组。明灭变换间隔1s。流水变换每组灯间隔1S向前移动一次，且一至六组每隔一组的灯点亮，即从一组三组亮后二组四组亮，二组四组亮后三组五组亮，三组五组亮后四组六组亮..如此循环。设计系统有2个输入7个输出，配电用220V交流电，PLC型号决定为三菱产品FX2N-48MR-001。主要从霓虹灯控制硬件部分和软件部分两个方面实现。

关键词：PLC;霓虹灯；控制系统

第1章引言

1.1研究背景与意义

随着科学技术的快速发展，世界各地的景观发生很大的变化，由于其霓虹灯具有温度低，不受天气影响而损坏使用寿命的优点，霓虹灯产业正以前所未有的发展速度快速发展。当我们走在城市的道路上，夜晚霓虹灯是必不可少的主角，色彩丰富的霓虹灯装饰了街道的同时，让一些商家也看到了利用霓虹灯装饰广告牌在夜色中吸引行人的商机。

那么如何让霓虹灯的亮灭亮灭、闪烁时间及流动方向可以更便捷的去控制，是一个值得讨论和深思的话题。商家和需要使用霓虹灯的人需要更等快捷、可靠、简单的去控制该灯系。

在这里结合专业所学，发现了使用可编程控制器PLC最适合来设计霓虹灯控制系统，因为PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。并且PLC在工业自动化控制特别是顺序控制中的方面具有比较突出的优势，在现实中人们也是多通过PLC去控制霓虹灯的。而且本文设计霓虹灯控制系统对商家以及一些街道美化部门都十分重要，因此本课题具有研究意义。

1.1.1霓虹灯的起源

霓虹灯是由英文“氖灯”,即“neonlight”得来的，“霓虹”两字实际上是“neon”的译音，而人们已经把“霓虹灯”当作专用词运用了。霓虹灯的发展可以追溯到英国物理学家和化学家法拉第对气体放电的研究，电流通过含有少量正负离子的气体时，受紫外线、宇宙射线、微量放射物质的作用，在足够高的外加电压作用下运动，并与中性气体分子碰撞后，使中性分子发生电离，因而离子的数目倍增。电流通过气体时还伴有发光现象，即所谓的辉光放电。其发光的颜色随所充气体的不同而不同。法拉第的理论及其在实验上的成就，为霓虹灯技术的发展奠定了坚实的基础。

霓虹灯管始源于法国。当时所用的灯体玻管的直径为45毫米，先将玻璃管弯制成所需的文字或图案，然后再用1只电压为1万多伏的变压器供电，使之发光。当时，灯管两端电极采用石墨制成，内部充入氮气或二氧化碳气体，前者会发红光，

后者发白光。由于这两种气体较活泼，很容易和石墨电极起化学反应，阴极溅散出的石墨很快在玻璃管内壁形成黑色薄膜层，并大量吸收充入灯管内的气体，使灯管的充气压力很快下降，致使于霓虹灯管的寿命很短。当时为了解决这个问题，特在霓虹灯管上加1个特殊的电磁阀门，并在霓虹灯使用一段时间以后再往灯内重新补充一定量的气体，但这样做并未能在根本上克服上述缺陷。因此，这种灯不仅寿命短、制作工艺复杂，而且造价昂贵，很难普及。

在1907年至1910年期间，科学家克洛德和林德发明了液态空气分馏。利用这一发明，在于霓虹灯管内充入一定的惰性气体，这样就明显减缓了气体在灯管内部的消耗速度，颜色也丰富了，可产生红、绿、蓝、黄等颜色。第二次世界大战前夕，光致发光的材料被研制出来了。这种材料不仅能发出各种颜色的光，而且发光效率也高，我们称之为荧光粉。荧光粉被应用在霓虹灯制作中后，霓虹灯的亮度不仅有了明显提高，而且灯管的颜色也更加鲜艳夺目，变化多端，同时也简化了制灯的工艺。故在第二世界大战结束后，于霓虹灯管得到了迅猛的发展。

制造霓虹灯的办法，是采用低熔点的钠——钙硅酸盐玻璃做灯管，根据需要设计不同的图案和文字，用喷灯进行加工，然后烧结电极，再用真空泵抽空，并根据要求的颜色充进不同的稀