基于PLC实现彩灯控制系统的方案设计

随着社会市场经济的不断繁荣和发展，各种装饰彩灯、广告彩灯越来越多地出现在城市中。在大型晚会的现场，彩灯更是成为不可缺少的一道景观。小型的彩灯多为采用霓虹灯管做成各种各样和多种色彩的灯管，或是以日光灯、白炽灯作为光源，另配大型广告语、宣传画来达到效果。这些灯的控制设备多为数字电路。而在现代生活中，大型楼宇的轮廓装饰或大型晚会的灯光布景，由于其变化多、功率大，数字电路则不能胜任。针对PLC日益得到广泛应用的现状，本文介绍PLC在不同变化类型的彩灯控制中的应用，灯的亮灭、闪烁时间及流动方向的控制均通过PLC来达到控制要求。

1 彩灯常见的工作模式

在彩灯的应用中，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。长明灯的特点是只要灯投入工作，负载即长期接通，一般在彩灯中用以照明或衬托底色，没有频繁的动态切换过程，因此可用开关直接控制，不需经过PLC控制。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。变幻灯则包括字形变化、色彩变化、位置变化等，其主要特点是在整个工作过程中周期性地花样变化，但频率不高。流水灯及变幻灯均适宜采用PLC控制。

2 彩灯控制实例

2．1 控制要求

某大型晚会现场设有长明灯10组、变幻灯8组、舞台流水灯15组、标语牌底色流水灯15组。变化规律如下：

1）变幻灯周期为60 s，8路负载接通规律如表1所示；

2）舞台流水灯有1 s和1 ms两种流动速率，正、反两种流动方向，有双灯6间隔、3灯5间隔、4灯4间隔三种流动细合方式：

3）标语牌底色流水灯速率为1ms，工作方式为正向亮至全亮，熄灭2ms后，反向单灯流动1周，熄灭2ms后，从中间向两侧分别点亮至全亮后，熄灭2ms，如此循环。

2．2 确定输入输出设备，选择PLC类型

该彩灯系统长明灯不需经过PLC控制，变幻灯及流水灯采用PLC控制。需设置总启动、停止按钮各1个，流水灯流动速率开关1个，流动方向开关1个，流动组合方式开关3个，输入信号共7个；输出有变幻负载8组，舞台流水灯及标语牌底色灯各15组。

考虑输入信号较少，而输出负载多，选择PLC基本单元FX2N-16MT，可提供8输入8输出，另配置输出扩展模块FX2N-16EYT两台，由PLC基本单元供电。灯组均通过无触头开关模块控制。

2．3 I／O分配表

根据控制要求，输入及输出设备端口分配如表2所示。

2．4 控制系统接线图

根据I／O端口分配表，系统接线图如图1所示。

2．5 梯形图程序

由PLC控制的彩灯有三类：变幻灯、舞台流水灯及标语牌底色流水灯。其变化时间周期1ms、1s分别由PLC内部特殊辅助继电器M8012、M8013控制。流水变化采用传送指令、移位指令实现。

系统运行初始化程序如图2所示，依次为启停控制、变幻灯初始化、舞台流水灯组合方式选择、标语牌底色灯初始化程序。

系统输出控制采用主控指令编程，如图3所示，依次为：变幻负载输出、舞台流水灯方向及速率控制、标语牌底色控制程序。

3 结论

将以上两部分程序组合起来，即为彩灯系统的控制程序。经仿真运行，该设计达到控制要求，有实用价值。PLC在彩灯控制中的应用，可依据以上设计思路，实现不同控制要求。

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