基于PLC的霓虹燈廣告屏控制器設(shè)計(jì).doc

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摘 要 隨著改革的進(jìn)展，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展，城市照明工程進(jìn)展順利。企業(yè)為展示自身,正常都要選用霓虹燈廣告屏這一種廣告手段，于是當(dāng)我們晚上漫步街頭,馬路兩邊林林種種的霓虹燈廣告哪里都能夠看得到。這就關(guān)系到了怎么去調(diào)節(jié)霓虹燈的開關(guān)、閃動(dòng)時(shí)間及方向等很多功能，怎樣去快速、靠得住、輕易的去操作，成為思考的焦點(diǎn)，我認(rèn)為PLC是解決這些問題的最佳方法，因?yàn)镻LC具有強(qiáng)大的通用性，方便的控制，適合廣泛的高可靠性，抗干擾能力，易編程等特點(diǎn)。實(shí)際大家也使用PLC來操縱霓虹燈。 關(guān)鍵詞：PLC；霓虹燈；單片機(jī)；三菱仿真器FXGPWIN ABSTRACT As proceeding to reform or prosperous growing but develope to socialist economy,most cities are starting the lightening project.To get recognized,enterprises tend to choose to use neon advertisement screen.As a result,quantities of neon lights can be seen on both sides of the road when we walk down the streets at night.And that it really important make everything easiler ,fast and dependable to handle, such as how to adjust the switches,the time gaps and some other things.In my opinion,PLC should be good stituation solution those problems.As the PLC has a strong versatility and at the same time it’s also easy to control,suitable for a wide range of good reliabilite,no interference,easy programming.Besides that ,PLC has an extraordinary advantage in the automatic operation,so that order control that many prominent advantage.In fact,people also use the PLC to control the neon in the real life. Keywords: PLC; light，Mitsubishi Simulator FXGPWIN 1 前言 1.1課題研究背景和意義 由于改革進(jìn)展，社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)繁榮發(fā)展，城市正在照明工程的進(jìn)程中。企業(yè)為展示自身,正常都要選用霓虹燈廣告屏這一種廣告手段，于是當(dāng)我們晚上漫步街頭,馬路兩邊林林種種的霓虹燈廣告哪里都能夠看得到。一個(gè)是使用由各種形狀和顏色制成的卷曲霓虹燈，另一種是通過使用日光和白熾燈做光，并用廣告和海報(bào)來實(shí)現(xiàn)效果，主要由霓虹燈實(shí)現(xiàn)。這就涉及到怎么去掌握霓虹燈的閃爍、活動(dòng)方向及閃爍時(shí)段其余諸多控制原因，怎樣去快速、靠得住、單一的去掌控，成為人們思考的焦點(diǎn)，我認(rèn)為PLC是處理這些問題的最佳方式，因?yàn)镻LC具有強(qiáng)大的通用性，易于使用，適合廣泛的高可靠性，強(qiáng)大的抗干擾，程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)等功能。而且PLC產(chǎn)業(yè)的自動(dòng)化過程尤其次序過程中方向比較容易凸顯明顯的好的方面，實(shí)際大家都大多使用PLC調(diào)節(jié)這些霓虹燈。 我選取現(xiàn)在作為我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，原因在于來通過本次能夠復(fù)習(xí)一下大學(xué)四年所學(xué)習(xí)過的plc，另一方面增強(qiáng)了我的設(shè)計(jì)方面的能力，對(duì)于我來找此類工作也有很大的幫助。種種原因我決定了做這個(gè)題目。 1.2 課題研究?jī)?nèi)容 分解霓虹燈的操作結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和步驟要求。 根據(jù)技術(shù)要求確定總體方案。 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)。 PLC控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。 1.3 設(shè)計(jì)要求 該題目中的變壓器大多分為兩類型，一類為漏磁式變壓器，還有一類是電子式變壓器，泄漏磁霓虹變壓器雖然可靠性比較重，體積大，價(jià)格高等因此選用電子變壓器，但它的安全性能不好，所以要規(guī)劃電子變壓器的高可靠性。 沒有人接近時(shí)，霓虹燈跟著規(guī)定順序慢慢轉(zhuǎn)變，而且語言播報(bào)程序放出溫柔音樂。當(dāng)有人接近時(shí)，霓虹燈迅速改變，而語言系統(tǒng)播放快樂的音樂。 霓虹邊角邊水燈閃爍。八個(gè)字可以按照規(guī)定閃爍，而邊框燈可以閃光。。 利用傳感器來接受信號(hào)發(fā)現(xiàn)是否有人靠近，然后利用編程中的計(jì)數(shù)器去改變它的閃爍速度。 根據(jù)電子變壓器的安全性不是很好的原因，要設(shè)計(jì)安全優(yōu)良的變壓器。 從可靠性方面探索市場(chǎng)逐漸成為主要的六到八米電子變壓器，功率管選擇的基本思路，通過電路安全計(jì)劃提高可靠性。 2可編程控制器簡(jiǎn)介 2.1 PLC概述 PLC基本被用來完成產(chǎn)業(yè)操縱，一類運(yùn)算掌控電子的系統(tǒng)，也被叫做可以編程的控制器?？梢詰?yīng)用在各種不同的工業(yè)生產(chǎn)中。 1、PLC的發(fā)展前景 PLC總的進(jìn)化趨勢(shì)是范圍上向大小兩邊發(fā)展、編程語言往標(biāo)準(zhǔn)化挨近、輸入輸出板塊人性化和專一化、網(wǎng)絡(luò)通訊標(biāo)準(zhǔn)化、控制與監(jiān)管功能一體化。具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 以小型化，多功能化，實(shí)用為導(dǎo)向 智能型I/O模塊的發(fā)展 基于計(jì)算機(jī)的工具軟件來編程 PLC編程語言的標(biāo)準(zhǔn)化 PLC通信的易用化 組態(tài)軟件與PLC的軟件化 PLC與現(xiàn)場(chǎng)總線相結(jié)合 開發(fā)新型特殊功能模塊 CPU的處理速度進(jìn)一步加快 2、PLC的工作原理 PLC和計(jì)算機(jī)有著根本上相類似原理去發(fā)生任務(wù)完成，也可以說用戶的任務(wù)通過程序操縱完成的。PLC起始工作后，最初會(huì)通過設(shè)置初始化系統(tǒng)軟硬件一次后續(xù)程序的實(shí)行，而后通過往復(fù)掃描的工作方式重復(fù)不停地分階段解決各種不一樣的用戶任務(wù)，如圖2-1。 圖2-1 任務(wù)處理 3、PLC的循環(huán)掃描工作 PLC是循環(huán)掃描方式運(yùn)行程序，繼續(xù)重復(fù)循環(huán)。完成一次流程所花費(fèi)的時(shí)間成為掃描周期。其過程在圖2-2中。 圖2-2 PLC工作流程 4、PLC的硬件組成 PLC經(jīng)常都是以微處理器為焦點(diǎn)，銜接種種擴(kuò)展的電路。由寄存單元、微處理器、外圍和IO接口、編程器和其他一些構(gòu)成。核心中央處理器用以運(yùn)行監(jiān)控判斷邏輯和數(shù)據(jù)處理。其構(gòu)成如圖2-3。 圖2-3 PLC構(gòu)成 5、 PLC編程 PLC可以使用多種語言進(jìn)行編程，并且擁有完善的編程系統(tǒng)可供用戶使用，對(duì)于用戶不同的編程需求都能夠給以滿足。它可用的編程方式多種多樣。經(jīng)常用得最多的是通過梯形圖來編程。 6、PLC的特點(diǎn) （一）可靠耐用，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，使得抗干擾能力大大增加。 （二）控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，具有很強(qiáng)的通用性，易于使用。當(dāng)控制請(qǐng)求或者功能更改時(shí)，僅僅需要改變程序和對(duì)于的輸入輸出部件就可以。 （三）采用模塊化結(jié)構(gòu)，各個(gè)模塊均由電纜，通訊接口連接，用戶可以根據(jù)所要的功能自行決定其所要的規(guī)模和組件。 （四）編程簡(jiǎn)易，通常使用得最多的是利用梯形圖來編程，簡(jiǎn)化了復(fù)雜控制系統(tǒng)的編程。 （五）功能完善，擴(kuò)展能力強(qiáng)， PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)功能，，可以進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)制，也可以進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。 （六）安裝簡(jiǎn)單，調(diào)試容易。該軟件程序取代硬件連接，并允許在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試。 （七）易于維修，擁有自診斷功能和系統(tǒng)監(jiān)視功能，對(duì)自身的工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)和I/O口均可以在故障發(fā)生時(shí)給予提示，工作人員可以根據(jù)錯(cuò)誤顯示狀態(tài)縮小錯(cuò)誤排除檢查的范圍，便于快一些去發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤問題在哪里，能夠盡早解決問題。 2.2 PLC的應(yīng)用場(chǎng)合 由于PLC的上述特點(diǎn)，使其在工業(yè)中得到了大量的使用，應(yīng)用場(chǎng)合如下圖2-4： 圖2-4 PLC應(yīng)用場(chǎng)合 3 霓虹燈廣告屏的簡(jiǎn)介及設(shè)計(jì)方案 3.1霓虹燈廣告屏簡(jiǎn)介 專家在研究各種新型霓虹燈和裝配。最近幾年，電子學(xué)這一新紀(jì)元對(duì)電光源技術(shù)的進(jìn)步，帶來了巨大的突破，從廣度的深度到很大程度上促進(jìn)了電燈的發(fā)展。。當(dāng)前，涌現(xiàn)了一些電子鎮(zhèn)流器，啟輝器，變壓器等新型部件，可以完整使用到光源的產(chǎn)品里。新型部件還有霓虹燈鏈接的一些組件:掃描型的控制器，電子的變壓器以及變色的霓虹燈一些新型產(chǎn)品一直出來。在這部分新的電子元件，電子霓虹燈變壓器可以觸發(fā)行業(yè)的滿意度。漏磁變壓器長期使用，性能非常穩(wěn)定和安全，生產(chǎn)越來越成熟，但其弊端卻不明顯。例如，它更大，甚至有點(diǎn)沉重，一個(gè)45ova漏磁的變壓器可以達(dá)到10公斤，功率因數(shù)低，大功率電源，且成本高，使用維修不方便。 新式的電子變壓器便是通過這些弊端來研究，通過科技人員長久的研究與實(shí)驗(yàn)，最后做出六到八米長的電子變壓器，它的價(jià)錢大概是三十塊，完成電子變壓器可應(yīng)用于霓虹燈裝置。省電的電子的變壓器具備省電、質(zhì)量小，修理便捷，功率系數(shù)大和設(shè)立便捷等好處，于是如今在美國正在被大批推行并運(yùn)作。在我們國家尤其是北上廣等地方，省電型的變壓器研究開發(fā)非常的熱門，利用越來越的普遍。它成為一種新型的電子設(shè)備增長，還有更多不完美的部件，還需要進(jìn)一步完善，如燈負(fù)載適應(yīng)性適應(yīng)性，電磁干擾的另一變化，以及熟練和功能穩(wěn)定的過程。正是這個(gè)原因，歐洲和亞洲大部分依然使用感應(yīng)式磁通泄漏變壓器操作。在世界范圍內(nèi)推動(dòng)和提高電子變壓器的質(zhì)量，國際照明委員會(huì)，國際電工委員會(huì)，德國工業(yè)電氣質(zhì)量委員會(huì)決定之后，和中國照明學(xué)會(huì)擬定出了節(jié)能電子變壓器的用料建議準(zhǔn)則，能夠知道跟著電子元件產(chǎn)業(yè)的提高和鉆研的深層次探究，可以克服現(xiàn)有的電子變壓器的不足將能夠主宰在霓虹燈行業(yè)，這種增長可能成為技術(shù)人員的共鳴。 有一些特效變壓器為霓虹燈提供了非常特別和令人興奮的活力和靈活性，這也可以代表它的品種的發(fā)展趨勢(shì)。它們分別是: （1）書寫式霓虹幻變壓器 少量電子變壓器完成調(diào)光操作，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行控制，如音樂信號(hào)一起產(chǎn)生脈沖現(xiàn)象，允許繼續(xù)加強(qiáng)或減輕，發(fā)生所謂的復(fù)制效應(yīng)，即本文探討的變壓器。 變壓器的寫作也稱為呼吸氖變壓器的信息。 光可以呈現(xiàn)在電弧管的一端，流到電弧管的另一端，并再次返回。 （2）變色霓紅燈 另一種變色霓虹變壓器用于特殊發(fā)光管，發(fā)生單管變色現(xiàn)象。 可以選擇性地激活管中的氣體，發(fā)生連續(xù)，不一樣的顏色替代。顏色可以變化霓虹燈是根據(jù)1970年青野正明等科學(xué)家開始舉出變色的氣體可以發(fā)出電流觀念，從此就有不少研究人員深切進(jìn)行實(shí)驗(yàn)展開鉆研。1988、在東南大學(xué)實(shí)驗(yàn)室，鋸齒波電壓進(jìn)行刺激六十三毫米放電管可以觀察到變換顏色。1992年，國外光源技術(shù)研討會(huì)科技人員在此次會(huì)議上介紹了可變光色放電燈論文。 變色霓虹燈可用，得到人們的關(guān)注，并按照氣體放電和電子技術(shù)實(shí)驗(yàn)深入討論，這種顏色變化霓虹燈日益完善，非常能夠得到普遍使用。 （3）無電極和單電極氖變壓器 單電極的燈需要1個(gè)電極，發(fā)光強(qiáng)度小、個(gè)頭也比較小，每每在精選建筑物和布景雕刻成果使用，如此看起來很好。該無極放電燈具有無噪音、光效高、壽命長等特點(diǎn)，因此在制造過程中電極的加工、密封和加工均得到簡(jiǎn)化，同時(shí)以干鉛，傳統(tǒng)的霓虹燈設(shè)置玻璃電極，支架，隔熱片刪除，它可以使霓虹燈的壽命有了很大的改善，可以達(dá)到6至8萬小時(shí) （4）低壓電子霓虹燈 另外還有一個(gè)低壓電子霓虹燈也引人注目，這樣的霓虹燈與高壓電子霓虹燈不同，無汞工藝生產(chǎn)，不會(huì)傷害人體的健康不會(huì)臟 周邊環(huán)境，耐用和掃描功能。 所以這種低壓電子霓虹燈引發(fā)了霓虹燈世界的關(guān)注，還有幾十種這樣的產(chǎn)品。 還有彩虹霓虹燈、光纖霓虹燈等等。能夠知道之后未來，會(huì)有各種新霓虹燈這樣的涌現(xiàn)，粉飾妝點(diǎn)大家的生活。 此時(shí)人們也在實(shí)驗(yàn)?zāi)藓鐭粜掠猛?，藝術(shù)家們也熱情地進(jìn)入了這項(xiàng)工作，讓霓虹燈和藝術(shù)緊密結(jié)合在一起，建筑行業(yè)的霓虹燈形狀可以使夜晚的建筑物比當(dāng)天更美麗的魅力 建筑，可以建設(shè)一種新的建筑風(fēng)格，使建筑閃亮，栩栩如生，更好地吸引人們的關(guān)注。 娛樂場(chǎng)所和購物中心經(jīng)常使用霓虹燈進(jìn)行化妝，具體或不具體的霓虹燈風(fēng)格，其他技術(shù)措施在一起或獨(dú)立地用于完成成功聯(lián)合的功能和藝術(shù)。 3.2霓虹燈廣告屏的工作原理 霓虹燈常常選用了一般輝光的作業(yè)形式，具備輝光根本特點(diǎn)，陰極被正離子打擊，經(jīng)過陰極的發(fā)送二次電子可以來保持發(fā)電，而且它的電流基本是正離子來送出。由于一般的輝光放電，陰極電流密度保持穩(wěn)定，并且陰極的位下降在所需電流限制內(nèi)不變化。 陰極的位下降約100?200V，加速供給正離子供給能量。 工作電流取決于燈的直徑，氣體類型，電極類型和氣體壓力通常為15-60ma，太小，不能使霓虹燈變暗，太多的人會(huì)發(fā)生異常輝光放電，增加陰極 濺射并縮短燈泡壽命。 關(guān)于燈的直徑，通常太大而不能使柱面積大，并且正柱面積相對(duì)于電極消耗可以獲得大的電壓降，這可以增加光效應(yīng)。 磁通漏電變壓器氖啟動(dòng)電壓15000v使用，電壓也是7500v，相當(dāng)高。了提高變壓器的工作效率，在實(shí)際工作中，把幾個(gè)配套的霓虹燈連接在一起，共用一個(gè)變壓器，變壓器可以啟動(dòng)十米的霓虹燈滑管，以配合公平。霓虹燈開關(guān)的數(shù)量不會(huì)改變其使用時(shí)間，更適合于廣告場(chǎng)景的掃描變換。 3.3霓虹燈廣告屏部件與結(jié)構(gòu) 正常所用多采納冷陰極輝光方式操作。它的構(gòu)造如2-1。基本根據(jù)玻璃管、變壓器、專用的高壓線構(gòu)造構(gòu)成。。 圖2-1 霓虹燈結(jié)構(gòu) （1）玻璃燈管 根據(jù)玻璃管的要求制作直線或彎曲的文字和圖案。玻璃管基本用來補(bǔ)充氣體，支撐真空狀態(tài)，只要一些發(fā)電地區(qū)以及穿射的光芒。與規(guī)格的玻璃管分為：直徑6，7，8，9，10，12，15，8，20mm；用玻璃材質(zhì)分：鈉玻璃管及鉛玻璃管。鈉玻璃管的性質(zhì)對(duì)比差，受潮后極度好變質(zhì)、泛堿，牢度差容易爆裂。目前我國基本用的的Na-Ca玻璃，與鉛玻璃用起來材質(zhì)比較起來很大差別，現(xiàn)在有的問題是：CaO、Na、MnO用量較大玻璃；鈉鈣玻璃化學(xué)性相對(duì)差，玻璃的表皮通過很久使用后透明度會(huì)下降，燈的光衰會(huì)加?。翰Ａе屑{原子由玻管內(nèi)分散，并進(jìn)入熒光粉晶體中，熒光粉會(huì)變質(zhì)；在彎制的過程當(dāng)中加溫太甚，玻璃中納原子會(huì)析出與汞化合所構(gòu)成玄色吸光的納汞齊膜，熒光粉光功能大為的降低。鉛玻璃管其機(jī)械機(jī)能、電機(jī)能、化學(xué)穩(wěn)定機(jī)能和真空機(jī)能好于鈉玻璃，其耐候性和使用時(shí)間領(lǐng)先鈉玻璃。 管可以透光，而且能夠涂抹熒光，根據(jù)它需要光的顏色去決定的。管中的氣體通常為惰性，并且不一樣惰性氣體具有不同的光譜。 霓虹燈是最容易看到的，紅燈，這時(shí)候霓虹燈不僅放電，還參與了光線。 有多種粉末管涂有磷光體，氫和金屬汞，汞引起2537紫外線輻射，熒光粉吸收熒光后，氣體氣氛對(duì)光效的影響較大，降低點(diǎn)火電壓。。 涂有磷光體材料的熒光管可分為普通熒光粉和三原色磷光體。 目前，最常用的粉末管是普通熒光粉，粉末價(jià)格比較便宜，也可以滿足各種顏色的一般要求。 熒光粉三原色，與普通熒光粉相比，其顏色，亮度，新鮮度更好。 噴涂磷光體工藝分為水和塑料涂層。水涂層是酒精和酮混合物的混合物，在管道內(nèi)壁噴灑一些熒光粉，使其自然干燥。涂有膠水的膠水與熒光粉混合，然后用烘箱干燥，其粘度，耐水性更強(qiáng)的粉末管。 玻璃管兩端各放置一金屬的電極，用于發(fā)射電子、收集電荷之用。本實(shí)用新型由銅或鍍鎳鐵制成，可做成圓錐形，可以保證發(fā)射面積，減少陰極電位。無需加熱即可承受離子轟擊電極的質(zhì)量過高，不熔化和減少陰極濺射。金屬電極用云母片，其作用是支撐電極，并與真空脫氣過程絕緣，當(dāng)電極發(fā)熱變高時(shí)，導(dǎo)致玻璃管外爆。電極成為了霓虹燈管心臟部位，它的質(zhì)地和機(jī)能好壞直接改變了燈管壽命。質(zhì)地好一些的燈管除真空度需求較高以外，很重要是要有一雙放射機(jī)能較優(yōu)秀電極，也就是電極殼上層經(jīng)過了轟擊加熱過程當(dāng)中，可以構(gòu)成一層頗有利電子放射的激活層。如果在轟擊過程中，喪失了這個(gè)激活層，那真空度再高些，它的壽命也不會(huì)大于1000小時(shí)。試驗(yàn)驗(yàn)證燈管壽命不跟真空度成正比。實(shí)際上，燈管壽命和電極性能和結(jié)構(gòu)有緊密聯(lián)系的。所有氣體放電時(shí)，除保持必要真空度以外，重要的是它的電極發(fā)射性能和電極使用的壽命。霓虹燈電極發(fā)出的電子與陰極轟擊，產(chǎn)生雙電子發(fā)射。它取決了陰極材質(zhì)和陰極表面。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，一個(gè)陰極由其他單層工作期間工作的金屬原子覆蓋，兩個(gè)電子輻射的所有升高，從功率下降，發(fā)射性能更好，更少濺射。霓虹燈的電極材料大部分由鐵、鍍鎳鐵、銅等金屬制成，其中一些工作效率較高。如果燈采用電子發(fā)射，純金屬會(huì)導(dǎo)致陰極電壓變大，陰極濺射速度更快，管內(nèi)濺射失敗很快，尤其是濺射銅電極更快。實(shí)驗(yàn)可以證明，純金屬很容易濺散，但會(huì)在金屬的外面氧化出一層有利氧化膜并且涂一層別的的逸出功對(duì)比低的金屬也可以是它的氧化物，這樣做的話能夠下降其逸出功，升高電子的放射本能，可減緩陰極濺射，延長燈管壽命。人們制作電極時(shí)，大部分都是預(yù)處理電極。讓它陰極壓能夠?yàn)R射極大程度減小，可以變大燈管品質(zhì)以及壽命。 （2）霓虹燈變壓器 霓虹變壓器通常是兩個(gè)：電子變壓器和磁通漏電變壓器。 磁通漏電變壓器與普通變壓器結(jié)構(gòu)相同，核心的中心窗口加入變壓器，無磁分流，磁分離由小硅鋼堆，芯與芯之間有一些氣隙 可以相當(dāng)于安裝在變壓器上的安全閥的作用，當(dāng)二次電流增加時(shí)，磁芯通量將是旁路旁路，只有一小部分磁通與兩個(gè)線圈接觸，這兩個(gè)電動(dòng)勢(shì)降低，和變壓器的漏電流是由霓虹燈變壓器得來，這是必要的，用以堅(jiān)持燈電流穩(wěn)定特性確定。通過對(duì)漏磁變壓器的長期使用和改進(jìn)，改進(jìn)了漏磁變壓器的設(shè)計(jì)和制造工藝。它性能可靠，工作穩(wěn)定，并被廣泛使用。常見的漏磁變壓器的霓虹燈功率高達(dá)450瓦，可重達(dá)高達(dá)10公斤，而工作穩(wěn)定可靠，負(fù)載能力強(qiáng)，但需要大量的銅和鋼泄漏變壓器，沉重和昂貴，安裝起來也很困難，而功率因數(shù)為0.5左右。目前動(dòng)力告急，以前漏磁式的變壓器用在比較小、省能源、質(zhì)量小電子式變壓器代替。 電子式變壓器正常來說，6m耗損小于80va ，12m的則小于105va，相對(duì)于漏磁式變壓器的更省電一些，功率指數(shù)大于0.9，大型霓虹燈工程中能夠大幅度的節(jié)省電力資本，還具有體積小、重量輕和便宜達(dá)成多功能的操作等優(yōu)點(diǎn)，并且利于安置和維持，同時(shí)也有少許錯(cuò)誤參數(shù)?？煽啃圆?，亮度低，恒流性能弱，這是可靠性最突出的問題。變壓器結(jié)構(gòu)并無繁雜，市電通由整流濾波可得大約三百伏特直流電壓，經(jīng)由逆變電路以后，直流轉(zhuǎn)換為高頻交流電，升壓器升壓以提供高壓運(yùn)行。 電路基本設(shè)置有庇護(hù)電路功能，用于確保氖管開路或短路等異常環(huán)境時(shí)電路穩(wěn)定。 電子技術(shù)由霓虹電子變壓器制成，在霓虹燈工作場(chǎng)所得到很多應(yīng)用，大量代替過去的磁通漏電變壓器。 隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，霓虹燈可以逐漸成功變壓器，霓虹燈行業(yè)可以更多的使用。 由于上述的不正之手，近期無法代替漏磁霓虹變壓器。 變壓器連接高壓絕緣線，杜梅斯和玻璃管?？梢姼邏弘娋€為:一種是普遍的，這類很低廉便宜，可是材質(zhì)很可能老化，在外面用不了多久之后會(huì)老化非常容易造成拉火，不安全。別的一種是硅橡膠絕緣高壓線，當(dāng)前是較完美的霓虹燈連接線，可靠性強(qiáng)，性能好。 3.4可靠性高的霓虹燈設(shè)計(jì) 對(duì)比了電子的變壓器的安全性較不好原因，這一篇安全比和價(jià)格角度探討了主流六到八米電子式變壓器，根本思考主要部分，，元件設(shè)計(jì)和脆弱的設(shè)備保護(hù)的選擇，以提高性能和可靠性。 電子變壓器運(yùn)行過程和霓虹燈電子變壓器路線如圖2-2所示。 圖2-2 霓虹燈電子變壓器線路圖 工作原理：220V交流電通過dl-d4整流、C2和C2濾波成直流電流的振蕩線，后方補(bǔ)給，在15v C2和C3連接點(diǎn)電壓，R1R2穩(wěn)定155V電壓。A1是1A的保險(xiǎn)絲，起短路和比較高的電流庇護(hù)作用。R1C1解除交流電高頻干預(yù)。振蕩由振路線C4、D6、D7、R5和R6組成，310V的直流電通過R5、R6來對(duì)應(yīng)C4充電，它的電壓變成一個(gè)數(shù)值的時(shí)候，激發(fā)了D7通路，由T2的基極和發(fā)射極去能夠達(dá)到正向偏置并且通路，小心R5需要達(dá)到兩瓦。主振蕩器的路線的T1，T2，L1，L2，L3，R8和R9，由于電路的啟動(dòng)可以讓T2通路，C3經(jīng)過B最開始、放電與放電。在高頻鐵氧體磁芯上形成L1、L2和L3，并且相同的端部如圖1所示，因?yàn)榱鬟^L3、L1和L2以上的感應(yīng)電壓導(dǎo)致T2被路徑阻擋，則T1由停止變成通路。一旦T1是由C2 L3和B T1，初級(jí)放電，放電電流通過小學(xué)L3和B方向和以前相反，導(dǎo)致T1的變化為截止，T2的截止日期傳導(dǎo)，這樣循環(huán)往復(fù)，讓電路發(fā)生振蕩。R8、R9都可以為T1、T2的基極守護(hù)電阻，D6用來發(fā)動(dòng)起振，C4仍然有可以充電的電壓出來，R10以及C6有庇護(hù)T1、T2三極管以及改良波形功用。R4、C1、C5、R11、D5、R7和可控硅組成的過電流和開路保護(hù)路線，R4的電流電壓采樣電阻，C1的作用是保護(hù)電路安全運(yùn)行，C5能夠去除干預(yù)信號(hào)還有開機(jī)庇佑，如果發(fā)生超過流數(shù)，保護(hù)電路啟動(dòng)，單向的可控制硅SCR啟動(dòng)，振蕩線路停止不運(yùn)作，庇佑T1T2。一旦保護(hù)電路，故障排除后，重新啟動(dòng)，恢復(fù)正常運(yùn)行。 （1）功率管的選擇 霓虹燈電子變壓器發(fā)生問題比較多因?yàn)楣β使軞模β使苓x取一定聯(lián)系到霓虹燈電子變壓器安全性，在圖2.2中線路不一樣T1T2功率管有不一樣長短霓虹燈管去對(duì)比實(shí)驗(yàn)，結(jié)果如表2-1所示。表中負(fù)載是Ф12霓虹燈管，全亮電壓和全亮電流電子變壓器恰好讓全部負(fù)載長度能夠點(diǎn)亮?xí)r候輸入的交流電壓和交流電流，而一般亮度的電壓/電流是霓虹燈電子變壓器能夠讓全部負(fù)載長度都可以成為一般亮度時(shí)候輸入的交流電壓/電流，一般亮度根據(jù)肉眼主觀確立。13005無法點(diǎn)亮7M霓虹燈管。 根據(jù)表2-1能夠獲得以下論斷:不一樣多數(shù)功率管有負(fù)載強(qiáng)度可以相同，隨著負(fù)載距離變高電子變壓器的全亮電壓和全亮電流及一般的亮度電壓和亮度電流都變大，D1403、BUT11A和BU508都擁有具有六到八m負(fù)載性質(zhì)，就算D1403還有BU508夾雜操縱，它全亮或者一般電壓和一般電流不會(huì)發(fā)生很大變化，當(dāng)輸入電壓為240伏高，變壓器能正常工作。 （2）輸出變壓器B的設(shè)計(jì) 輸出變壓器B可以確定霓虹燈電子變壓器安全性。波及輸出變壓器的質(zhì)料、繞法及拼裝工藝。mxd-2000鐵氧體材料和uy14 UY10核心，使用安眠酮高強(qiáng)度聚酯漆包線的輸出變壓器，環(huán)氧樹脂封裝。變壓器輸入繞組是Ф0.5、輸出繞組是Ф0.1。試驗(yàn)方法和上面一樣，變換變壓器的輸入繞組、輸出繞組匝數(shù)，它的結(jié)果在表2-2之中。 表2-2變壓器不一樣的輸入、輸出繞組對(duì)工作的作用 試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)UF10與UF14不同尺寸磁芯對(duì)試驗(yàn)結(jié)果沒有影響，自然選擇價(jià)廉的UFIO。采取輸入繞組匝數(shù)和輸出繞組匝數(shù)是1000和2875，可以帶8M的負(fù)載，亮度平均，從始到終全亮電壓都是180伏，帶6M負(fù)載時(shí)候的全亮電壓是170V，成效最好。那么輸入匝數(shù)是九十變成了一百一，輸出匝數(shù)則兩千八百五十到兩千九百，如此可見實(shí)驗(yàn)效果并無顯著變化。 （3）恒流特性的實(shí)驗(yàn)結(jié)果 僅僅思考輸出變壓器的輸入繞組匝數(shù)和輸出繞組匝數(shù)是100和2857時(shí)候情形，路線仍然看圖2.2中路線，更改Ф12霓虹燈管長短，可以覺察負(fù)載距離比九米長時(shí)候，燈管不可以都亮，而且負(fù)載長短兩米到八米轉(zhuǎn)換，電子變壓器能一般作業(yè)，輸入電壓是二百二十伏特時(shí)候，作業(yè)電流如圖2.3所示。根據(jù)圖2-3中可以看出當(dāng)負(fù)載長短從4m下降2m時(shí)候作業(yè)電流漸漸升高。在2到8m的限度之內(nèi)，電流的轉(zhuǎn)變范圍為:200至400毫安。 圖2-3 工作電流與負(fù)載長度關(guān)系 （4）L1、L2和L3以及R8和R9能夠改變工作的結(jié)果 路線仍然用圖中2.2路線，變壓器的匝數(shù)是200/2857，更改L1、L2和L3還有R8和R9，有八米負(fù)載，交流電壓漸漸增大，對(duì)比開始工作時(shí)候的電壓，它的數(shù)值小就可以知道L1、L2和L3匝數(shù)以及R8和R9的阻值比較適用。結(jié)果如表2-3所示。 選取L1和L2匝數(shù)都是五匝，L3匝數(shù)是五匝，R8和R9阻值都是3.3歐姆/l瓦，這個(gè)時(shí)候開始作業(yè)電壓是最小的數(shù)值178伏。 （5）保護(hù)線路的設(shè)計(jì) 保衛(wèi)路線設(shè)計(jì)可以決定霓虹燈電子變壓器的安全性。霓虹燈在工作進(jìn)程總會(huì)發(fā)生燈的損壞、燈頭線掉落、濕潤天氣高壓讓地面打火不尋常發(fā)生，可以讓電子變壓器電流突然升高，功率管升溫毀壞。因此，保護(hù)電路必須在電流大于閾值才能及時(shí)工作，保護(hù)功率晶體管。增加工作電壓的方法被用來模擬異常電流。仍然通過2-2中路線，變壓器匝數(shù)是一百或者兩千八百七十五，使用L1和L2都是五匝，L3是八匝，R8和R9數(shù)值都是三點(diǎn)三歐姆/瓦，八米負(fù)載，變換R7，R7測(cè)出來狀況，交流電壓慢慢升高，保護(hù)電路可以初始觀察當(dāng)前進(jìn)行工作，結(jié)果可以表2-4所示。當(dāng)R7值確定，初始保護(hù)僅與工作電流、工作電壓、負(fù)載不要緊。大R7阻力，更大的初始保護(hù)電流。R7阻值選取6.5K，這個(gè)時(shí)候8m的負(fù)載輸入電壓超過240伏，開始守護(hù)電流500MA，5分鐘后開始保護(hù)。結(jié)果表明，不同的功率管R7的價(jià)值觀有很大的不同，即使功率管同一類型，不同廠家生產(chǎn)的R7是不同的。 （6）使用情況 按照上面議論計(jì)劃的霓虹燈電子變壓器利用之后覺察安全性已經(jīng)變大，縱然全天候利用的情況下返修率能夠可以接受的水平，尤其雨天使用時(shí)候電子變壓器能安全運(yùn)作，次日晴天又可以如常工作，客戶對(duì)于這樣也是可以接受。而且可以知道氣溫變高和電子變壓器作業(yè)環(huán)境散熱差讓電子變壓器破壞率大大升高。仔仔細(xì)細(xì)發(fā)現(xiàn)緣由是作業(yè)電流長期高于正常值，但是又達(dá)不到開始守護(hù)電流，讓功率管溫度變高毀壞。R7減小變?cè)捘軌驕p小進(jìn)行安全管理電流，也可能會(huì)讓變壓器安全路線太敏銳，能夠?qū)こ＠?。然后在線熱電阻保護(hù)開關(guān)型大正變溫度系數(shù)，如果功率管溫度變大，當(dāng)觸發(fā)到居里線保護(hù)動(dòng)作，可保護(hù)功率管。而且能夠守護(hù)功率管，ce之間反方向的并聯(lián)FR107，能夠避免ce被相反方向擊穿。C2和C3耐壓達(dá)到了275伏，避免C2和C3擊穿毀壞。 4 霓虹燈廣告屏控制系統(tǒng)分析 4.1需求分析 該控制系統(tǒng)是用來控制霓虹燈按照規(guī)定的閃光燈。輸入程序之后能夠經(jīng)過硬件發(fā)生燈的主動(dòng)閃爍，從而達(dá)到目的。在3-1中，8個(gè)字可以按照規(guī)定進(jìn)行閃爍，而且邊框燈可以一起的隔位的閃動(dòng)。 通過PLC來對(duì)霓虹燈的廣告屏操縱,它的要求： （1）（1）廣告畫面的8個(gè)燈發(fā)出的"明”，之后"德”，之后"格”亮一直到"用”亮，間隔一秒，全部燈亮，出現(xiàn)十秒，再反過來從"用”字到"致”字一直到"明”字順序熄滅。之后，停亮2S之后，然后從"用”之后亮起來，順序點(diǎn)亮了"用”到"明”，間隔為1秒，之后顯示達(dá)到20s。然后再從"明”到"用”一次滅燈.全部滅掉后,停止了2S,然后重新開始執(zhí)行,周而復(fù)始。 （2）廣告屏周圍流水燈有24個(gè),4個(gè)1對(duì),一共有6對(duì),每對(duì)燈之間1S可以前進(jìn)移動(dòng)一下,而且1到6之間每隔一對(duì)霓虹燈閃爍,而且1和3亮;之后2和4亮;之后3和5亮;之后4和6亮。移動(dòng)一陣時(shí)間之后,反向移動(dòng)過來,即從6和4亮;后5和3亮;之后4和2亮，然后3和1…,如此周而復(fù)始。 （3）系統(tǒng)具有單步/連續(xù)控制 （4）白幟燈電壓，系統(tǒng)的霓虹燈和供電的電源都是220V。 4.2 I/O分配表及PLC型號(hào)選擇 按照操作要求,PLC霓虹燈廣告屏幕的輸入和輸出地址編程在下表中,它的SA1是運(yùn)作的開關(guān),SA2為休止開關(guān),SAa是單步持續(xù)抉擇開關(guān),SB為步進(jìn)按鈕控制。Y0到Y(jié)7決定全部燈顯示,通過LED1到LED8虛擬顯示,則Y10到Y(jié)15操縱6對(duì)霓虹燈,這是通過LEDQ,模擬出來。在表3-1中顯示。 PLC選?。阂?yàn)槿坑墒亩丝趤磔敵?，能夠通過交流電的，然后選擇使用FX2N-48MR-001。它重要技術(shù)數(shù)值：輸入的繼電器一共有二十四個(gè)點(diǎn)，輸出的共有繼電器是二十四點(diǎn)。電源電壓是AC100—240V 50/60Hz。 5 霓虹燈廣告屏控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5.1 PLC端子接線圖（見圖5-1） 5.2 控制流程的設(shè)計(jì)（見圖5-2） 圖5-1 PLC端子接線圖 圖5-2 控制流程的設(shè)計(jì) 5.3梯形圖與指令表的設(shè)計(jì) 程序說明： 第二十狀態(tài)是：霓虹燈正序亮、反序滅； 第二十一狀態(tài)：霓虹燈反序亮、正序滅。 第六十到六十五狀態(tài)：流水燈正序隔位亮 第七十到七十五狀態(tài)：流水燈反序隔位亮。 6 系統(tǒng)測(cè)試 6.1調(diào)試仿真 我在調(diào)試過程中有很多問題，第一步是程序數(shù)量太多，有500個(gè)步驟，后來在老師和同學(xué)的指導(dǎo)下，我簡(jiǎn)化了程序，，把很的多的狀態(tài)都合并了起來，把很多狀態(tài)都合并了，定時(shí)器把燈關(guān)了，但總的思路是一樣的。 圖6-1定時(shí)器來控制燈的亮滅仿真圖 圖6-2定時(shí)器來控制燈的亮滅仿真圖 圖6-3定時(shí)器來控制燈的亮滅仿真圖 6.2程序運(yùn)行原理說明 本過程通過STL書寫出來，工作開關(guān)打開之后，兩個(gè)程序一起工作，燈閃爍和邊緣邊框的燈閃爍。首先，霓虹燈閃爍：按下運(yùn)行按鈕，這8個(gè)字根據(jù)設(shè)定的閃爍，基本上一個(gè)定時(shí)器來控制整個(gè)過程，S20、S21，前者是光的正序和反序，后者是燈反序亮和正序滅。說起了流水燈閃爍，它的形態(tài)很多，每種亮的形態(tài)是一種狀態(tài)，那么就有六種形態(tài)，之后在運(yùn)作一遍，三十秒之后，讓正序亮改變成反序亮。反序亮三十秒全部改變成正序亮，其中三十秒通過計(jì)數(shù)器操作，由于每次運(yùn)作一遍六秒，那么三十秒也就是五回，計(jì)數(shù)五會(huì)之后才可能發(fā)生其中的正反序改變。 參考文獻(xiàn) [1]皮壯行． 可編程控制器的系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用實(shí)例[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000． [2]廖常初．PLC編程及應(yīng)用 [M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2008． [3]易泓可．電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與范例 [M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2008． [4]狄建雄．自動(dòng)化類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)指南[M]．南京大學(xué)出版社，2007 [5]丁煒，魏孔平．可編程控制器在工業(yè)控制中的應(yīng)用[M]．化學(xué)工業(yè)出版社，2004〖資料 [6]秦長海.可編程控制器原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京郵電大學(xué)出版社.2009. 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