1、本科生毕业设计1全套完整版设计，联系 153893706第 1 章 绪 论1.1 课题研究背景目的和意义1.1.1 课题研究目的在现代生活中，彩灯作为一种装饰，既可以增强人们的感观，起到广告宣传的作用，又可以增添节日气氛，为人们的生活增添亮丽，用在舞台上增强晚会灯光效果。随着科学技术的发展以及人民生活水平的提高，人们对于彩灯的要求越来越高。1.1.2 课题研究意义随着电子技术的发展，应用系统向着小型化、快速化、大容量、重量轻的方向发展，PLC 技术的应用引起电子产品及系统开发的巨大变革。梯形图语言作为可编程逻辑器件的标准语言描述能力强，覆盖面广，抽象能力强，在实际应用中越来越广泛。于是，人们开
2、始追求贯彻整个系统设计的自动化，可以从繁重的设计工作中彻底解脱出来，把精力集中在创造性的方案与概念构思上，从而可以提高设计效率，缩短产品的研制周期。整个过程通过 PLC 自动完成，大大减轻了设计人员的工作强度，减少了出错的机会，并且提高了设计质量。1.2 课题发展状况霓虹灯是一种低气压冷阴极辉光放电灯，又称冷阴极管。被广泛用于广告、招牌、标识、景观、装饰亮化;冷阴极管还被高档豪华酒店、文化娱乐场所用于照明以及特种灯等。在现代生活中，霓虹灯作为广告装饰光源，将向高品质发展，在目前技术条本科生毕业设计2件下，还没有一种新光源可全面替代，仍具有独特的生命力。霓虹灯又是冷阴极灯管照明，作为艺术品的一种
3、，成为光的雕塑产品，将向高品质、高档产品发展。在霓虹灯的应用中，装饰灯、广告灯、布景灯的变化多种多样，但就其工作模式，可分为三种主要类型：长明灯、流水灯及变幻灯。流水灯负载变化频率高，变换速度快，使人有眼花缭乱之感，分为多灯流动、单灯流动等情形。霓虹灯发明于 19 世纪末、20 世纪初，1910 年世界上第一支商业性霓虹灯用于巴黎的皇宫大厦作照明装饰获得成功。1926 年，霓虹灯传入中国，1966 年，文化大革命使中国霓虹灯除制作政治宣传标语外，基本处于停顿状态。以十一届三中全会为标志，改革开放的市场经济使中国霓虹灯进入恢复和初步发展阶段。中国霓虹灯发展创历史新高后，由于 LED 挤压，大、中
4、城市户外广告整治拆除行动和世界经济危机的影响以及霓虹灯大发展带来的低价竞争，部分质量良莠不全等使霓虹灯发展受阻。霓虹行业以“科学发展观”指导企业生产经营，在坚持做好、做优、发展霓虹灯同时研究、开发 LED 等产品以及景观灯、亮化工程等，形成新的利润增长点。近年来，在电光源研究学科研究中，逐步出现了个边缘学科，即灯用电子学。这一新学科的形成给光电源技术，工艺带来了巨大的突破，从深度和广度两个方面促进着电光源的发展。目前，已出现的电子镇流器，电子触发器，电子启辉器和电子变压器等新的电子部件，成功应用于光源产品中。新型的电子部件与霓虹灯相结合的产物：霓虹灯电子变压器扫描式霓虹灯控制器和变色霓虹灯等新
5、产品也不断涌现。而在这些新的电子部件中，尤以电子变压器特别引起霓虹灯行业的关注和欢迎。霓虹灯长期沿用的漏磁变压器，性能稳定可靠，制造业日趋成熟，但它还存在着一些明显的缺点。如它的体积较大因而显得笨重，一台规格 450VA 的漏磁变压器重量达 10Kg，造价高，耗材多，在安装使用和维修方面很不方便，新型电子变压器的研究正是针对这些缺点经过科研人员的努力，实现了每个可带 6-8 米的电子变压器，从而实现了电子变压器实际应用于霓虹灯技术中，节能电子变压器具有重量轻，节电，功率因数高，维修和安装方便等特点因此在美国已经被广泛应用，我国特别是广州、京和上海地区，节能型电子变压器研制也十分活跃，应用日趋广
6、泛，但作为一种新的电子器件的发展，它也存在着一些不够成熟的地方。1.3 课题研究内容边框流水灯按顺序闪烁。八个字能按顺序进行亮灭，并且边框灯能同时闪烁。并且语音播报系统放出舒缓音乐。当有人靠近时，霓虹灯变化加快，并且语音播报系统放出欢快音乐。中间八个字的按顺序亮灭，和边框流水灯的闪烁可以通过通电延时定时器的常开及常闭触点来完成，本科生毕业设计3有人靠近改变变化速度，可以通过传感器的感应控制 PLC 来改变计时器设定的时间来改变变化速度。 霓虹灯电子变压器的可靠性的设计。音乐播放系统的 PLC 控制。1.4 技术路线无人靠近时，霓虹灯随着一定的规律缓慢变化，并且语音播报系统放出舒缓音乐。有人靠近
7、时，霓虹灯变化快速，并且语音播报系统放出欢快音乐。霓虹灯布置边框流水灯按顺序进行闪烁。八个字能按顺序记性亮灭，并且边框流水灯能同时闪烁。针对霓虹灯电子变压器可靠性差的问题，设计可靠性高的变压器。第 2 章 总体设计方案2.1 方案论证霓虹灯控制系统有很多，如单片机、PLC 控制系统等用单片机实现该方案时有很多缺点，用单片机实现该方案所需的外围电路多，工作量相对于 PLC 较大，可靠性及抗干扰能力也显然不如 PLC，中断优先级不明确，相对于 PLC 而言用起来较复杂，配套设施和功能没有 PLC 完善。用 PLC 的优势很明显：1.可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC 由
8、于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的 F 系列 PLC 平均无故障时间高达 30 万小时。一些使用冗余CPU 的 PLC 的平均无故障工作时间则更长。从 PLC 的机外电路来说，使用 PLC 构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除 PLC 以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠
9、性也就不奇怪了。本科生毕业设计42.配套齐全，功能完善，适用性强PLC 发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代 PLC 大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来 PLC 的功能单元大量涌现，使 PLC 渗透到了位置控制、温度控制、CNC 等各种工业控制中。加上 PLC 通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用 PLC 组成各种控制系统变得非常容易。3.易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC 作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与
10、表达方式和继电器电路图相当接近，只用 PLC 的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。4.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC 用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。霓虹灯采用正常辉光放电形式工作，具有辉光放电的基本特征，正离子轰击阴极使阴极发射二次电子来维持放电，阴极电流主要由正离子所贡献。由于是正常辉光放电，所以在
11、一定的电流范围内，阴极的电流密度不变，阴极位降不变。阴极位降大约为 100-20 伏，为正离子加速提供能量。工作电流依赖于灯管直径、电极种类、气体种类及气体压强，一般在 15-60mA，太小使霓虹灯发光暗淡，太大又会进入异常辉光放电，加重阴极溅射而缩短灯的寿命。相对于霓虹灯管管径，霓虹灯的灯管一般总是比较长，可以使正柱区足够长，使正柱区得到比电极损耗更大的电压降，从而提高光效。一般磁漏式变压器的霓虹灯管启动电压高达 15000V，工作电压也有 7500V，均相当的高。为提高变压器的使用效率，实际工作时，总把几支霓虹灯串接起来，共用一台变压器，常见的铁心变压器可以带动多达十几米的霓虹灯灯管，以求
12、合理匹配。霓虹灯开关次数不影响使用寿命，适合制作广告背景扫描。一般的商品用霓虹灯多采用冷阴极辉光放电形式。典型的冷阴极霓虹灯主要由玻璃灯管、霓虹灯变压器、霓虹灯专用高压线等部分组成。玻璃灯管根据要求弯制加工成直线状或异性曲线状的文字或图案。玻璃管内主要用于填充工作气体，限制放电区域，保持真空和透射光线。玻璃灯管以直径规格分为6、7、8、9、10、12、15、18、20mm 等等；以玻璃材质分为钠本科生毕业设计5玻璃管及铅玻璃管。钠玻璃管稳定性差，受潮后极易变质、泛碱，牢度差易爆裂。目前国内大部分采用的是石灰料，与国外采用的红丹料玻璃质量相差较大，存在的问题为采用钠钙玻璃内氧化锰杂质含量过大；钠
13、钙玻璃的化学稳定性差，玻璃表面长期使用后的透明度降低，使灯的光衰加剧；玻璃中的钠原子向玻璃管的内表面扩散，溶入荧光粉晶体中，使荧光粉劣化；如果在弯制过程中加温过甚，玻璃中的钠原子析出与汞化合物形成黑色的吸光钠汞齐膜，使荧光粉的光效率大为下降。铅玻璃管其热性能、机械性能、电性能、化学稳定性能、真空性能和光学性能优于钠玻璃，其耐候性、使用寿命大大超过钠玻璃。玻璃管是透明的也可以是涂有荧光粉的，依据所需获得的光色而定。明管所充的工作气体通常为惰性气体，不同的惰性气体有其不一样的发光光谱特性。实际上，灯管的寿命与电极的性能和结构有着紧密的联系，所有的气体放电灯，除了要保持必要的真空度外，更重要的是其电
14、极的发射性能及电极的使用寿命。以氖气最为常见，发红色光，此时氖气不仅参与放电，而且也参与发光。粉管内涂有各种规格荧光粉，内充氢气及少量金属汞，汞蒸气激发辐射 2537 紫外线，被荧光粉吸收而产生荧光，氢气作用提高光效降低着火电压。在玻璃管两端各置一个金属电极，作为发射电子和收集电荷之用。常用电解铜或镀镍铁制成铜锥形，有足够的发射面积，保证散热和降低阴极电位。电极要能经受质量相当大的正离子轰击而不至升温过高，不熔化和减少阴极溅射。金属电极外有云母片，其作用一是支撑电极，二是隔热，防止在真空除气过程中，电极升温过高导致外玻璃管炸裂。电极作为霓虹灯管的核心部件，其质量与性能的优劣将直接影响灯管的寿命
15、。质量好的灯管除了对真空度有较高的技术要求外，更重要的是必须有一对发射性能良好的电极，因为电极壳的表层通过轰击加热的过程中，能形成一层非常有利于电子发射激活层。若在轰击中，完全丧失了这一激活层，那么真空度再高，其寿命也不会超过 1000 小时的。试验也证明了灯管寿命不是和真空度成正比关系。实际上，灯管的寿命与电极的性能和结构有着密切的联系。所有的气体放电灯，除应保持必要的真空度外，更重要的是其电极的发射性能及电极的使用寿命。霓虹灯的电极发射电子是由正离子轰击阴极表面而产生二次电子发射的。它取决于阴极的材质及阴极的表面状态。实验证明，当阴极表面被其它单层低逸出功金属原子覆盖时，其二次电子发射系数
16、变大，逸出功降低，发射性能好，溅射少。霓虹灯电极材料大都使用铜、铁、镀镍铁等金属制作的，这些金属的逸出功较高，电子发射性能相对较差，如果灯管使用这些纯金属发射电子势必造成其阴极压降大，阴极溅射的快，从而使灯管很快因溅射失效，特别是铜电极，溅射的更快。实验证明，纯金属容易溅散，但在金属表面氧化一层有益的氧化膜或涂一层其他逸出功较低的金属或其本科生毕业设计6氧化物，这样做可以大大降低其逸出功，提高了电子发射性能，从而减缓了阴极溅散，起到了延长灯管寿命的作用。于是人们在制造电极时，大都把电极进行预处理。实际上，灯管的寿命与电极的得性能和结构有着紧密的联系。所有的气体放电灯，除了保持必要的真空度外，更
17、重要的是其电极的发射性能及电极的使用寿命。使其阴极压降及溅射大大降低，从而提高了霓虹灯管的寿命和质量。 2.2 具体方案霓虹灯分布如图 2.1 所示，霓虹灯开始工作“独”字亮，同时边框流水灯 I 亮，2 秒后“善”字亮边框流水灯 II 亮， “独” 字灭，边框流水灯 I 灭，2 秒后“其”字亮，同时边框流水灯 III 亮， “善”字灭，边框流水灯 II 灭，再过 2 秒“身”字亮，同时边框流水灯 IV 亮， “其”字灭，边框流水灯 III 灭，再过 2 秒“兼”字亮，同时边框流水灯 V 亮， “身”字灭，边框流水灯 IV 灭，再过 2 秒“济”字亮，同时边框流水灯 VI 亮， “兼 ”字灭，边
18、框流水灯 V 灭，再过 1 秒边框流水灯 VI 灭，再过 1 秒，“天”字亮，边框流水灯全亮， “济”字灭，再过 1 秒，边框流水灯全灭，再过 1 秒，“下”字亮，边框流水灯全亮，再过 1 秒，边框流水灯全灭，再过一秒， “下”字灭，“独”字再亮，同时边框流水灯 I 亮，如此循环亮灭并放出舒缓的音乐，当有人靠近时，光敏传感器传出信号给 PLC， “独”字亮，同时边框流水灯 I 亮，1 秒后， “善”字亮，同时边框流水灯 II 亮， “独”字灭，边框流水灯 I 灭，1 秒后“其”字亮，同时边框流水灯 III 亮， “善 ”字灭，边框流水灯 II 灭， 1 秒后“身”字亮，同时边框流水灯 IV 亮
19、， “其”字灭，边框流水灯 III 灭，1 秒后“兼”字亮，同时边框流水灯 V亮， “身”字图 2.1 霓虹灯分布图灭，边框流水灯 IV 灭，1 秒后“济”字亮，同时边框流水灯 VI 亮， “兼”字灭，边框流水灯 V 灭，再过 0.5 秒，边框流水灯 VI 灭，再过 0.5 秒， “天”字亮，同时边框本科生毕业设计7流水灯全亮， “济”字灭，再过 0.5 秒，边框流水灯全灭，再过 0.5 秒， “下”字亮，边框流水灯全亮， “天”字灭，再过 0.5 秒边框流水灯全灭，再过 0.5 秒， “下”字灭，“独”字亮，边框流水灯 I 亮，如此循环，直到人离开，恢复之前的循环。2.3 本章小结本章主要讲
20、控制系统的选择和霓虹灯闪烁方案的确定，通过对 PLC 和单片机的比较，发现 PLC 控制系统可靠性高，抗干扰能力强，配套齐全，功能完善，适用性强，易学易用，深受工程技术人员欢迎，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造；单片机控制系统所需的外围电路多，工作量相对于 PLC 较大，可靠性及抗干扰能力也显然不如 PLC，中断优先级不明确，相对于 PLC 而言用起来较复杂，配套设施和功能没有 PLC 完善，最后选择 PLC 控制系统。本科生毕业设计8第 3 章 硬件设计3.1 电子变压器的设计常见的霓虹灯变压器有两种：磁漏变压器和电子变压器。磁漏变压器与普通变压器有同样的结构，在铁芯上绕上初级和
21、次级线圈，同样在铁芯窗口的中间部位增加了一个普通变压器所没有的磁分路，这个磁分路用小的硅钢片叠合而成，且与铁芯之间有空气隙，有意让铁芯中的磁通能通过这一分路漏出铁芯。其作用相当于在变压器上安装一个安全阀，当次级电流增加时，铁芯中的磁通就会被这磁分路所旁路，只有少数磁通与次级线圈相联系，使次级的感应电动势减小，从而使磁漏变压器获得了霓虹灯变压器所需的保持灯管电流不变的特性。实际上，灯管的寿命与电极的性能和结构有着紧密的联系。所有的气体放电灯，除应保持必要的真空度外，更重要的是其电极的发射性能及电极的使用寿命。磁漏变压器通过长期的使用和改进，设计及制作工艺都以达到完善和成熟。它的性能可靠，工作稳定
22、，被广泛使用。磁漏式霓虹灯变压器功率高，重量大，虽然具有工作稳定可靠，负载能力强，但磁漏变压器需要耗费大量的铜与钢，笨重且价高，安装困难，而且功率因数仅为 0.5 左右。在电力资源日益紧张的今天，传统的磁漏式霓虹灯变压器正在被低能、体积小、重量轻的电子式霓虹灯变压器所取代。电子式霓虹灯变压器一般 6 米的功率不大于 80W，12 米的功率不大于 105W，大型霓虹灯工程中能大幅度节约电力资源，且方便安装维护，但也有缺点，主要是可靠性差、亮度低、恒流性能弱，其中以可靠性问题最为突出。电子变压器原理并不复杂，所用之电经过整流滤波后得到 300V 左右的直流电压，然后通过逆变电路，将直流电转为高频交
23、流电，再经升压变压器升压到很高的得电压供霓虹灯启辉工作电路通常设置有保护电路，以保证霓虹灯管开路或短路等异常情况时电路的安全。用电子技术制成的霓虹灯电子变压器，在霓虹灯工程中得到广泛应用，相当大范围内取代了传统的磁漏变压器。实际上，灯管的寿命与电极的性能和结构有着紧密的联系，所有的气体放电灯，除了应保持必要的真空度外，更重要的是其电极的发射性能及电极的使用寿命。变压器通过霓虹灯专用高压绝缘线、杜美丝与玻璃管内电极相连。常见的高压线有两种：一是普通高压线这种高压线价格便宜，但塑料易老化，室外使用不久塑料就要老化易引起拉火等，安全性较差。另一种硅橡胶绝缘高压线，是目前较理想的霓虹灯连接线安全性强，
24、可靠性好。本科生毕业设计9工作原理：220V 交流电经 D1-D4 整流、C2 和 C3 滤波后变成直流电，供给后面的振荡电路，C2 和 C3 连接点的电压在 15V 左右， R1、R2 稳定 155V 电压。A1 是按的保险丝，起短路及大电流保护作用。R1、C1 消除交流电高频干扰。振荡起荡电路由 R5、R6、C4、D6 和 D7 构成，220V 直流电经 R5、R6 对 C4 充电，当 C4 电压上升到某一个值时，触发二极管 D7 导通，使得三极管 T2 基级和发射级得到正向偏置电压而导通，注意 R5 的功率要有 2W。震荡电路主要由T1、T2、L1 、 L2、L3、R8 和 R9 组成，
25、由于起振线路的触发使得 T2 导通，一旦 T2导通，C3 通过 B 初级、L3 和 T2 放电。L1、L2 和 L3 绕在同一个高频铁氧体磁芯上，由于有电流流过 L3、L1 和 L2 上感应电压使得 T2 由导通变为截止，而 T1 由截止变为导通。一旦 T1 导通，C2 通过 T1、L3 和 B 的初级放电，此时通过 L3 和 B 的初级的放电电流的方向与先前正好相反，导致 T1 由导通变为截止，而 T2 由截止变为导通，如此周而复始，使电路产生振荡。R8、R9 分别是三极管 T1、T2 基级限流保护电阻，D6 的作用是触发起振后 C4 上依旧存在的充电电压释放掉， R10 和 C6 有保护T
26、1、T2 三极管和改善波形的作用。R4、C1、D5、 R7、C5、R11 及 SCR 构成过流及开路保护线路，R4 是过流电压取样电阻 C1 的作用是使得保护电路工作可靠，C5 可消除干扰信号及开机保护，一旦出现过流保护线路工作单向可控硅 SCR 导通，震荡线路停振不工作，保护 T1、T2。保护线路一旦起作用，待故障排除后，重新开机后才能恢复正常工作。霓虹灯电子变压器出现故障大多数原因是功率管损坏，功率管的选择直接关系到霓虹灯电子变压器的可靠性，用图 1-1 线路不同 T1、T2 功率管带不同长度霓虹灯管做比较试验，结果见表 3-1 表中负载是 12 霓虹灯管，全亮电压/ 电流是指霓虹灯电子变
27、压器刚好使整个负载长度都点亮时的输入交流电压/电流，而正常亮度电压/ 电流指霓虹灯电子变压器是整个负载长度都达到正常亮度时的输入交流电压/电流。从表 2.1 可以得到如下结论：不同的功率管带负载的能力是不一样的，随着负载长度的增加霓虹灯电子变压器的全亮电压/电流及正常亮度电压 /电流均增加，D1403、BU508、BUT11A 都具有带 6-8 米负载能力，即使 D1403、与 BU508 混合使用，其全亮及正常亮度电压/电流也没有多大改变，输入电压高达 220V 时电子变压器也能正常工作。保护电路的设计直接影响霓虹灯电子变压器可靠性。霓虹灯在使用过程中难免会出现灯管破裂、灯头线脱落、潮湿天气
28、高压对地打火等异常现象，导致电子变压器电流剧增，功率管发热烧毁。所以保护线路必须在电流大于某阀值时及时工作，保护功率管。试验中用增加工作电压的方法模拟增加的异常电流。依然用图 3.1 线路，输出本科生毕业设计10变压器匝数为 100/2875，选择 L1、L2 匝数均为 5 匝，L3 匝数为 8 匝，R8、R9 阻值表 3.1 不同功率管点亮不同长度霓虹灯灯管比较试验T1、T2 型号 负载长度 全亮电压/电流 正常亮度电压/电流240V 电流6M 120V/230mA 150V/270mA 381mA7M 150V/315mA 170V/325mA 422mABUT 11A8M 180V/35
29、4mA 200V/387mA 430mA6M 105V/230mA 150V/276mA7M 140V/308mA 180V/326mAD1403BU 5088M 180V/346mA 190V/375mA7M 150V/284mABU 5088M 190V/338mAC1R1R4C7C2C3R3R2R6C4 R10C6SCRR7C5R1D6D5R9R8L2L1L3R5A1 D1D2D3D4图 3.1 电子变压器电路图均为 3.3/W，8 米负载，改变 R7 阻值情况下，输入交流电电压逐渐增加，观察记录起始保护电路工作时的电流。当 R7 阻值确定后，起始保护动作仅与工作电流有关，与工作电压及负
30、载管长没有关系。R7 的阻值越大，起始保护线路电流越大。R7 阻值取 6.5K，此时 8 米负载输入电压大于 240V，起始保护电流 500mA，5 分钟后起保。试验中发现不同功率管对 R7 取值很不相同，表 3.2 是 BU508 的结果，改用本科生毕业设计11BUT11A，R7 有大的改变。及时同一型号功率管，不同厂家生产的 R7 也不相同。表 3.2 R7 阻值与起始保护电流的关系R7 阻值（K） 3 4 5 6 6.5 8起始保护电流（mA）430 450 465 490 500 5153.2 硬件的选择3.2.1 PLC 的选择设计中有 2 个输入点和 15 个输出点。按 PLC 使
31、用的选择要求输入和输出端是都要有 10%20%的扩展空间，三菱 FX2N48MT-001 有 24 个输入点和 24 个输出点符合使用要求所以选用三菱 FX2N48MT-001 型。3.2.2 高压线的选择常见的高压线有两种：一是普通高压线这种高压线价格便宜，但塑料易老化，室外使用不久塑料就要老化易引起拉火等，安全性较差。另一种硅橡胶绝缘高压线，是目前较理想的霓虹灯连接线安全性强，可靠性好。3.2.3 其他元器件的选择所有元器件的选择如图 3.3 所示。表 3.3 元件目录表元器件 个数FS-23 按钮开关 1霓虹灯 24LS06-S 型光敏传感器 1字型霓虹灯 8音乐播放系统 11.FS-2
32、3 按钮开关一个，2.连接导线若干，3.霓虹灯 24 个，4.LS06-S 型光敏传感器一个，5.字型霓虹灯 8 个，6.音乐播放系统。3.3 主控电路图：通过 PLC 控制八个字型灯和边框流水灯的闪烁并控制音乐播放系统播放音乐，PLC本科生毕业设计12与霓虹灯和音乐播放系统的接线如图 3.2 所示。 Y01Y23Y45Y67Y10Y123Y145Y16X0X1传 感 器 L23L45L67L8LILIVLVI1图 3.2 控制电路图3.4 地址分配表：PLC 的地址分配如表 3.4 所示。表 3.4 PLC 的 I/O 接口功能表X0 启动开关X1 光敏传感器控制开关Y0 霓虹灯 1Y1 霓
33、虹灯 2Y2 霓虹灯 3Y3 霓虹灯 4Y4 霓虹灯 5Y5 霓虹灯 6Y6 霓虹灯 7Y7 霓虹灯 8Y10 霓虹灯Y11 霓虹灯 IIY12 霓虹灯Y13 霓虹灯Y14 霓虹灯Y15 霓虹灯本科生毕业设计13Y16 音乐播放系统3.5 本章小结本章主要讲述霓虹灯控制系统的硬件选择，还有电路的接法，硬件的选择主要是霓虹灯电子变压器的可靠性的设计，霓虹灯电子变压器的可靠性设计，通过对电子变压器电路的设计，和对电子变压器元件的选择来达到提高霓虹灯电子变压器的可靠性，本科生毕业设计14第 4 章 软件设计4.1 流程图：霓虹灯的闪烁方式如图 4.1 所示，霓虹灯开始工作“独”字亮，同时边框流水灯I
34、 亮，2 秒后“ 善”字亮，边框流水灯 II 亮， “独” 字灭，边框流水灯 I 灭，2 秒后“其”字亮，同时边框流水灯 III 亮， “善”字灭，边框流水灯 II 灭， 2 秒后“身”字亮，同时边框流水灯 IV 亮， “其”字灭，边框流水灯 III 灭， 2 秒后“兼”字亮，同时边框流水灯 V 亮， “身”字灭，边框流水灯 IV 灭， 2 秒后“济”字亮，同时边框流水灯 VI 亮， “兼 ”字灭，边框流水灯 V 灭，再过 1 秒边框流水灯 VI 灭，再过 1 秒，“天”字亮，边框流水灯全亮， “济”字灭，再过 1 秒，边框流水灯全灭，再过 1 秒，“下”字亮，边框流水灯全亮，再过 1 秒，边
35、框流水灯全灭，再过 1 秒， “下”字灭，“独”字再亮，同时边框流水灯 I 亮，如此循环亮灭并放出舒缓的音乐，当有人靠近时，光敏传感器传出信号给 PLC， “独”字亮，同时边框流水灯 I 亮，1 秒后， “善”字亮，同时边框流水灯 II 亮， “独”字灭，边框流水灯 I 灭，1 秒后“其”字亮，同时边框流水灯 III 亮， “善 ”字灭，边框流水灯 II 灭， 1 秒后“身”字亮，同时边框流水灯 IV 亮， “其”字灭，边框流水灯 III 灭，1 秒后“兼”字亮，同时边框流水灯 V亮， “身”字灭，边框流水灯 IV 灭，1 秒后“济” 字亮，同时边框流水灯 VI 亮， “兼”字灭，边框流水灯
36、V 灭，再过 0.5 秒，边框流水灯 VI 灭，再过 0.5 秒， “天”字亮，同时边框流水灯全亮， “济”字灭，再过 0.5 秒，边框流水灯全灭，再过 0.5 秒， “下”字亮，边框流水灯全亮， “天”字灭，再过 0.5 秒边框流水灯全灭，再过 0.5 秒， “下”字灭， “独”字亮，边框流水灯 I 亮，如此循环，直到人离开，恢复之前的循环。本科生毕业设计15程序开始是否有人靠近“ 独 “ 字与边框流水灯 I 亮“ 善 ” 字与边框流水灯 I I 亮 ， “ 独 ”字与边框流水灯 I 灭“ 其 ” 字与边框流水灯 I I I 亮 ， “ 善 ”字与边框流水灯 I I灭“ 身 ” 字与边框流水
37、等 I V 亮 ， “ 其 ”字与边框流水灯 I I I灭“ 兼 ” 字与边框流水灯 V 亮 ， “ 身 ”字与边框流水灯 I V灭“ 济 ” 字与边框流水灯 V I 亮 ， “ 兼 ”字与边框流水灯 V灭边框流水灯 V I 灭“ 天 ” 字亮 ， 边框流水灯全亮 ，“ 济 ” 字灭边框流水灯全灭“ 下 ” 字亮 ， 边框流水灯全亮 ，“ 天 ” 字灭边框流水灯全灭“ 下 ” 字灭“ 独 “ 字与边框流水灯 I 亮“ 善 ” 字与边框流水灯 I I 亮 ， “ 独 ”字与边框流水灯 I 灭“ 其 ” 字与边框流水灯 I I I 亮 ， “ 善 ”字与边框流水灯 I I灭“ 身 ” 字与边框流水
38、等 I V 亮 ， “ 其 ”字与边框流水灯 I I I灭“ 兼 ” 字与边框流水灯 V 亮 ， “ 身 ”字与边框流水灯 I V灭“ 济 ” 字与边框流水灯 V I 亮 ， “ 兼 ”字与边框流水灯 V灭边框流水灯 V I 灭“ 天 ” 字亮 ， 边框流水灯全亮 ，“ 济 ” 字灭边框流水灯全灭“ 下 ” 字亮 ， 边框流水灯全亮 ，“ 天 ” 字灭边框流水灯全灭“ 下 ” 字灭是否结束程序结束音乐播放系统播放舒缓音乐音乐播放系统播放欢快音乐N2 S2 S2 SY2 S2 S1 S1 S1 S1 S1 S1 SY1 S1 S1 S1 S1 S0 . 5 S0 . 5 S0 . 5 S0 .
39、5 S0 . 5 S0 . 5 SN图 4.1 工作流程图本科生毕业设计164.2 梯形图程序开始“独”字，和边框流水灯 I 亮，如图 4.2 所示。图 4.2 梯形图 I2 秒后， “独”字与边框流水灯 I 灭， “善”字与边框流水灯 II 亮，程序如图 4.3所示。图 4.3 梯形图 II2 秒后， “善”字与边框流水灯 II 灭， “其”字与边框流水灯 III 亮，程序如图 4.4所示。图 4.4 梯形图 III本科生毕业设计172 秒后， “其”字与边框流水灯 III 灭， “身”字与边框流水灯 IV 亮，程序如图4.5 所示。图 4.5 梯形图 IV2 秒后， “身”字与边框流水灯
40、IV 灭， “兼”字与边框流水灯 V 亮，程序如图4.6 所示。图 4.6 梯形图 V2 秒后， “兼”字与边框流水等 V 灭， “济”字与边框流水等 VI 亮，程序如图 4.7所示。图 4.7 梯形图 VI1 秒后边框流水灯 VI 灭，程序如图 4.8 所示。本科生毕业设计18图 4.8 梯形图 VII1 秒后， “济”字灭， “天”字亮，边框流水灯全亮，程序如图 4.9, 4.10 所示图 4.9 梯形图 VIII1 秒后，边框流水灯全灭，再过 1 秒，天字灭，边框流水灯全亮，如图 4.11 所示。图 4.10 梯形图 IX本科生毕业设计191 秒后，边框流水灯全灭，在过 1 秒“下”字灭
41、，程序如图 4.12 所示。图 4.11 梯形图 X当传感器传出有人靠近和离开的信号时，音乐播放器播放的音乐改变，程序如图4.13 所示。图 4.12 梯形图 XI当有人靠近时，霓虹灯闪烁的频率加快， “独”字与边框流水灯 I 亮，1 秒后，“独”字与边框流水灯 I 灭， “善”字与边框流水灯 II 亮，程序如图 4.14。图 4.13 梯形图 XII1 秒后， “善”字与边框流水灯 II 灭， “其”字与边框流水灯 III 亮，再过 1 秒， “其”字与边框流水灯 III 灭， “身”字与边框流水灯 IV 亮，程序如图 4.15 所示。本科生毕业设计20图 4.14 梯形图 XIII1 秒后
42、“身”字与边框流水灯 IV 灭， “兼”字与边框流水灯 V 亮，1 秒后“兼”字与边框流水灯 V 亮， “济”字与边框流水灯 VI 亮，程序如图 4.16 所示。图 4.15 梯形图 XIV0.5 秒后边框流水灯 VI 灭，再过 0.5 秒， “济”字灭， “天”字亮，边框流水灯全亮，程序如图 4.17 所示。图 4.16 梯形图 XV0.5 秒后，边框流水灯全灭，再过 0.5 秒， “天”字灭， “下”字亮，边框流水灯全亮，程序如图 4.18 所示。本科生毕业设计21图 4.17 梯形图 XVI0.5 秒后，边框流水灯全灭，再过 0.5 秒， “下”字灭，程序如图 4.19 所示。图 4.1
43、8 梯形图 XVII4.3 本章小结本章主要主要讲述设计的霓虹灯的工作流程和 PLC 程序的编写，通过程序讲述霓虹灯的工作流程闪烁方式。中间八个字按顺序进行亮灭边框流水灯按顺序进行亮灭并能同时闪烁，音乐播放器播放舒缓的音乐。当有人靠近时霓虹灯的闪烁速度加快，音乐播放器播放欢快的音乐。本科生毕业设计22结 论这次毕业设计是基于 PLC 的霓虹灯控制系统的设计，采用 PLC 实现有人和无人时两种情况的不同控制效果，并针对霓虹灯电子变压器可靠性差的问题对电子变压器进行了改进设计，通过对晶体管的选择，和设计保护电路保护晶体管来达到提高电子变压器可靠工作的目的。通过改进霓虹灯可以长时间可靠工作。这次设计
44、的不足是音乐播放的控制，本次设计是通过 PLC 控制 MP3 来控制音乐播放的，下次争取设计简单轻便的音乐播放系统达到控制音乐播放的目的。本科生毕业设计23参考文献1皮壮行 可编程控制器的系统设计与应用实例M北京：机械工业出版社，20002廖常初PLC 编程及应用 M机械工业出版社，20083易泓可电气控制系统设计基础与范例 M机械工业出版社，20084狄建雄自动化类专业毕业设计指南M南京大学出版社，20075丁炜，魏孔平可编程控制器在工业控制中的应用M 化学工业出版社，20046试析.PLC 控制系统的可靠性设计问题J.企业技术开发 .20107雪莲.幻霓虹灯控制电路的分析与设计J.光源技术
45、,20078肖雪玲.全彩霓虹灯控制电路的设计J.科技经济市场,20099陈延奎.浅谈 PLC 控制系统的设计方法J.中国科技信息,200910孙培德,张合林 .PLC 在多机通讯方面的应用J . 仪器仪表用户,201211黄海.可编程控制器 (PLC)的应用及维护J.特钢技术，200712苗荣霞,戴宝华 . 霓虹灯 PLC 控制与监控组态设计J.科技广场.200813吕家东.霓虹灯排气机及控制系统的设计J.机电一体化,200914刘春英.基于可编程技术的霓虹灯自动控制系统J.长沙航空职业技术学院学报.200815严雄飞.霓虹灯电子变压器的研制J.照明工程学报.200716李杰.谈霓虹灯广告的设
46、计J.科技咨询.200817陈振.霓虹灯电子变压器的设计J.泰州职业技术学院学报.200818卜文峰. 一种新型霓虹灯电子变压器设计J. 师范大学学报.200719吴琼.电子变压器行业发展与市场前景J.现代贸易工业.201020纪丹.电源技术与电子变压器J.科技信息.200721Xin-Da Zhou.Surgery for large primary liver cancer more than 10 cm in diameter J.Journal of Cancer Research and Clinical Oncology. 200822Karl M. Schweitzer Jr.
47、Interrater reliability of identifying indicators of posterior ligamentous complex disruption when plain films are indeterminate in thoracolumbar injuries J. Journal of Orthopaedic Science. 2007本科生毕业设计24致 谢这次毕业说明书的完成，首先要感谢学院提供一个让我自我总结的机会，也要感谢带我的指导教师刘桂波老师，在毕业设计电路图及说明书编制过程中，给予了精心的指导，并在程序编写过程中提出了宝贵的专业意见
48、，有了刘老师的精心教导我的毕业设计才能按期完成，也要感谢同学们在我做毕业设计过程中对我提出的宝贵的意见和建议。本科生毕业设计25本科生毕业设计- 26 -LD X0ADI X1OUT M0FORK1000LDM0OUT T0K20LD T0SET M1OUT T1K20LD M1OUT Y0OUT Y10LD T1SET M2RST M1OUT T2K20LD M2OUT Y1OUT Y11LD T2SET M3RST M2OUT T3K20附 录LD M3OUT Y2OUT Y12LD T3SET M4RST M3OUT T4K20LD M4OUT Y3OUT Y13LD T4SET M5S
49、ET M6OUT T5K20LD M5OUT Y4OUT Y14LD T5SET M6SET M7RST M5OUT T0K10LD M6OUT Y5LD M7OUT Y15LD T6RST M7OUT T7K10LD T7SET M8SET M9RST M6OUT T8K10LD M8OUT Y6LD M9OUT Y10OUT Y11OUT Y12OUT Y13OUT Y14OUT Y15LD T8RST M9OUT T9K10LDT9RST M8SET M9SET M10OUT T10K10本科生毕业设计- 27 -LD M10OUT Y7LD T10RST M9OUT T11K10LD T11RST M10NEXTLD X1OUT M11LDP M11PLS Y16LDF M11PLS Y16FORK1000LD M11OUT T12K10LD T12SET M1OUT T13K10LD T13SET M2RST M1OUT T14K10LD T14SET M3RST 2OUT T15K10
