基于单片机的彩灯控制系统-平芜编程栈

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文章目录
概要
一、研究的主要内容
二、彩灯的方案设计
3.1彩灯常见的工作模式
3.2彩灯的设计方案以及工作原理
3.2.1彩灯的设计方案
3.2.2彩灯的工作原理
3.4彩灯效果图
三、设计
3.1 plc机型的选择
3.2 程序框图

概要

随着社会经济和科学技术的不断进步，人们在保持发展的同时，环境带给人类的影响已经不足以让我们忽视，所以城市的美化问题慢慢的进入了人们的眼帘，PLC的产生给带电子产品带来了巨大变革，彩灯的使用在城市的美化中变得越来越重要。尤其是近些年来科技的不断进步也使彩灯更加快速的发展，本文介绍的是应用PLC的彩灯控制系统设计。本文采用的是西门子公司S7-200系列的PLC对彩灯进行的控制，使彩灯实现颜色的变化、亮灭以及形成流水灯的状态。本文采用变幻类负载控制中间的字体，四周通过流水类负载形成循环灯组，在硬件连接好后，完成输入输出的接线图。在软件方面，根据自己设计的方案，结合工作原理，通过STEP-7的梯形图完成程序的编写和语句表的完成。通过PLC\PPI电缆连接电脑与PLC，并在Windows下对所编写的程序进行检验、调试、监控，进行软件的调试，完善控制系统。在本次设计中，在硬件方面，用的是s7-200 smart系列PLC进行实验。并根据实验的设计画出电气接线图。采用STEP7-Micro\win32进行系统的软件编程，实现梯形图的设计。

关键词：彩灯控制；STEP7；S7-200系列；PLC

一、研究的主要内容

采用西门子公司S7-200系列PLC来进行控制。
（1）进行硬件系统的设计，选择合适的设备，并画出输入和输出接线图。
（2）在软件方面，根据设计思想进行实现系统功能的梯形图的设计。并利用S7-200的STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。在Windows环境下对PLC编程、调试、监控，且编程方便，快捷。
（3）利用PLC/PPI电缆将计算机与PLC相连接来验证程序，并进行软件调试。

二、彩灯的方案设计

3.1彩灯常见的工作模式

通过彩灯的控制有很多种，像广告灯等等。彩灯的主要形式有三种：长明灯，它主要的工作模式就是当接通后它就会持续保持亮的状态，它不能实现闪烁、亮灭等其他变换的情况，所以它的控制是很简单的，只需要开关就可以实现对它的控制。第二种就是流水灯，它不同于长明灯的状态，变换的频率很快，实现多灯流动等状态。第三种就是变幻灯，它的变化是三者当中最复杂的，也是可以实现变化最多的类型灯，它可以实现不同颜色的变化，像字形的变化、颜色、亮灭等等多种变化，它主要实现的是周期性的变化，但是它的周期长，不能实现快速的变化。变幻灯适合PLC等控制软件。

3.2彩灯的设计方案以及工作原理

3.2.1彩灯的设计方案

通过使用S7-200系列的可编程控制器对彩灯控制，能够简单的实现系统的设计问题，并且PLC的性价比较高，方便使用，能达到预期的结果。彩灯的变换主要有三种负载：第一种就是长通类负载，它的作用主要就是作为背景的使用，保持亮起状态。第二类就是变幻类负载，它的作用主要就是实现系统的变换，它是整个系统的主要组成部分，能够实现灯组的快速变换、亮灭等情况，它的主要周期长但是它能够实现定时通断。长通灯结构简单，对它的控制只需要一个开关就可以，而对于变幻灯则需要通过PLC进行控制才能实现灯组的颜色变化和定时的开断，才能实现美丽的图案。

3.2.2彩灯的工作原理

在本文中主要是控制“节日快乐”字样的控制，并通过变幻灯实现对字体的控制。灯均匀的分布在中间的部位，主要的颜色是红黄蓝，在完成时，字体上的颜色会随着时间进行变化。通过设计的图案可以看出，在系统中还使用了长通类负载，它们是由32个颜色不一样的彩灯组成，形成循环灯光的效果。

3.4彩灯效果图

图就是设计的效果图，字体由变幻类负载控制，周围由三十二个流通类负载进行控制实现的。

图3.5 彩灯的效果图

三、设计

3.1 plc机型的选择

我们选取的PLC是西门子生产的S7-200系列。下面对S7-200做出简要的说明:S7-200系列是一类可编程逻辑控制器。这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要，S7-200的CPU226系列PLC的CPU具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令,使得S7-200可以近乎完美地满足小规模的控制要求。进行PLC选型时，基本原则是满足控制系统的功能需要，同时要兼顾维修、备件的通用性。对开关量控制的系统，当控制速度要求不高时，一般的PLC都可以满足要求，如对接触器的控制，电磁阀的转换控制等。当控制速度要求不高，一般采用继电器形式输出。PLC的基本组成见图4.1：

图4.1 PLC的基本组成