冷阴极荧光灯AGING老化机的设计
引 言 I
第一章 绪论 1
1.1 CCFL简介 1
1.2 论文总体方案 1
第二章 CCFL发光原理 2
2.1 CCFL的发光原理 2
第三章 AGING机总体设计方案 3
3.1 电路设计方案 3
3.2 自动点灯系设 5
第四章 CCFL AGING机的工作电路设计 8
4.1 整流滤波稳压电路 8
4.2 整流电路 8
第五章 AGING机的循环点灯的实现 9
5.1 AGING机台自动点灯控制设计 9
5.2 PLC程序设计 10
5.3 人机界面的设计 13
5.4 PLC与触摸屏的连接 15
第六章 系统调试 16
6.1实验调试 16
6.2样机调试 16
第七章 总结与展望 17
参考文献 18
致 谢 19
引言
本次论文主要针对AGING这一环节，AGING老化机台的自动化改进。AGING为CCFL老化检测装置，AGING老化时可以检查出许多未点灯时无法检查的不良项目（闪烁不停，色泽异常，蛇纹，点灯不亮，亮度不足，灯管漏气等）。老化后可以激活和活化灯管内的惰性气体，可以减少CCFL的启动电压即可以减少CCFL从暗到亮的启动时间，从而可以减少液晶电视打开时，从暗屏到亮屏的时间。同时还可以提高CCFL的辉度和色度，提高发光亮度。
第一章 绪论
1.1 CCFL是什么？
CCFL冷阴极灯是一种新型的照明光源；由于CCFL灯管具有灯管细小、结构简单、灯管表面温升小、灯管表 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
面亮度高、易加工成各种形状（直管形、L形、U型、环形等）；使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点。所以也是当前TFT-LCD(液晶屏）理想的光源，同时广泛应用于广告灯箱、扫描仪和背光源等用途上。液晶显示器本身不会发光因此必需借助外部光源，尤其是穿透式TFT(Thin Film Transistor)彩色液晶显示器通常会使用背光板(back light)作为照明光源。其中冷阴极灯管具有高辉度、高效率、寿命长、高演色性等特性，加上圆柱状外形因此很容易与光反射组件组合成薄板状照明器，广被应用于平面显示器(FPD:Flat Panel Display)[2]。
1.2 论文总体方案
本文研究了冷阴极荧光灯的发光原理、驱动电路的结构。设计了基于PLC的自动点灯控制系统和人机界面。本课题研究的成果可以广泛地用于各种尺寸的CCFL的AGING机台。由于时间较紧和本人水平有限，但在后续工作中，将继续有所研究。
本文主要内容如下：
第一章绪论部分介绍了什么是冷阴极荧光灯。
第二章研究了冷阴极荧光灯的发光原理。
第三章介绍了AGING机的总体设计方案和硬件的选形。
第四、五章是本次论文的主要部分：电路和点灯控制系统设计。第四章分析了冷阴极荧光灯电路的设计原理，并给出了设计等式；第五章基于PLC的自
第六章为了确保正常工作，还需对AGING机进行调试。
第七章对全文总结和展望。
第二章 CCFL发光原理
2、CCFL的发光原理
在荧光灯管内部含有水银与稀有气体，一般高效能冷阴极荧光灯管所使用之封入气体以Ne+Ar(95:5)之混合气体为主。
当灯管于电极两端加上电压后，造成电极之尖端部位产生电子释放，释放的电子与内部的水银产生撞击，被激起的水银原子产生不安定的状态后又快速的返回安定的状态，剩余的能量就变成紫外线形式被释放出来。荧光体因吸收这个紫外线，将紫外线的能量变换为可视光线而造成发光（如图2-1）[2]。
图2-1 发光原理图
第三章 AGING机总体设计方案
AGING机的总体设计方案分为两部分：电路设计方案和自动点灯系统设计方案。系统控制硬件框图如图3-1所示。
图3-1 硬件框图
考虑到系统的可靠性及安装的方便性，控制硬件的设计主要分为三部分：PLC、HMI、驱动电路、其他辅助设备部分[11]。
1) PLC，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程 的存储器 ，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。它是整个控制设备的核心。主要分为以下几个单元。
一、电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
二、中央处理单元(CPU)
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器 的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑 控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O 映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环 运行，直到停止运行。
为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
三、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
四、输入输出接口电路
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。
2．软元件设置：
第一章 绪论 1
1.1 CCFL简介 1
1.2 论文总体方案 1
第二章 CCFL发光原理 2
2.1 CCFL的发光原理 2
第三章 AGING机总体设计方案 3
3.1 电路设计方案 3
3.2 自动点灯系设 5
第四章 CCFL AGING机的工作电路设计 8
4.1 整流滤波稳压电路 8
4.2 整流电路 8
第五章 AGING机的循环点灯的实现 9
5.1 AGING机台自动点灯控制设计 9
5.2 PLC程序设计 10
5.3 人机界面的设计 13
5.4 PLC与触摸屏的连接 15
第六章 系统调试 16
6.1实验调试 16
6.2样机调试 16
第七章 总结与展望 17
参考文献 18
致 谢 19
引言
本次论文主要针对AGING这一环节，AGING老化机台的自动化改进。AGING为CCFL老化检测装置，AGING老化时可以检查出许多未点灯时无法检查的不良项目（闪烁不停，色泽异常，蛇纹，点灯不亮，亮度不足，灯管漏气等）。老化后可以激活和活化灯管内的惰性气体，可以减少CCFL的启动电压即可以减少CCFL从暗到亮的启动时间，从而可以减少液晶电视打开时，从暗屏到亮屏的时间。同时还可以提高CCFL的辉度和色度，提高发光亮度。
第一章 绪论
1.1 CCFL是什么？
CCFL冷阴极灯是一种新型的照明光源；由于CCFL灯管具有灯管细小、结构简单、灯管表面温升小、灯管表 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
面亮度高、易加工成各种形状（直管形、L形、U型、环形等）；使用寿命长、显色性好、发光均匀等优点。所以也是当前TFT-LCD(液晶屏）理想的光源，同时广泛应用于广告灯箱、扫描仪和背光源等用途上。液晶显示器本身不会发光因此必需借助外部光源，尤其是穿透式TFT(Thin Film Transistor)彩色液晶显示器通常会使用背光板(back light)作为照明光源。其中冷阴极灯管具有高辉度、高效率、寿命长、高演色性等特性，加上圆柱状外形因此很容易与光反射组件组合成薄板状照明器，广被应用于平面显示器(FPD:Flat Panel Display)[2]。
1.2 论文总体方案
本文研究了冷阴极荧光灯的发光原理、驱动电路的结构。设计了基于PLC的自动点灯控制系统和人机界面。本课题研究的成果可以广泛地用于各种尺寸的CCFL的AGING机台。由于时间较紧和本人水平有限，但在后续工作中，将继续有所研究。
本文主要内容如下：
第一章绪论部分介绍了什么是冷阴极荧光灯。
第二章研究了冷阴极荧光灯的发光原理。
第三章介绍了AGING机的总体设计方案和硬件的选形。
第四、五章是本次论文的主要部分：电路和点灯控制系统设计。第四章分析了冷阴极荧光灯电路的设计原理，并给出了设计等式；第五章基于PLC的自
第六章为了确保正常工作，还需对AGING机进行调试。
第七章对全文总结和展望。
第二章 CCFL发光原理
2、CCFL的发光原理
在荧光灯管内部含有水银与稀有气体，一般高效能冷阴极荧光灯管所使用之封入气体以Ne+Ar(95:5)之混合气体为主。
当灯管于电极两端加上电压后，造成电极之尖端部位产生电子释放，释放的电子与内部的水银产生撞击，被激起的水银原子产生不安定的状态后又快速的返回安定的状态，剩余的能量就变成紫外线形式被释放出来。荧光体因吸收这个紫外线，将紫外线的能量变换为可视光线而造成发光（如图2-1）[2]。
图2-1 发光原理图
第三章 AGING机总体设计方案
AGING机的总体设计方案分为两部分：电路设计方案和自动点灯系统设计方案。系统控制硬件框图如图3-1所示。
图3-1 硬件框图
考虑到系统的可靠性及安装的方便性，控制硬件的设计主要分为三部分：PLC、HMI、驱动电路、其他辅助设备部分[11]。
1) PLC，可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC
一、电源
可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此，可编程逻辑控制器的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去
二、中央处理单元(CPU)
中央处理单元
为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性，对大型可编程逻辑控制器还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
三、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
四、输入输出接口
1．现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。
2．软元件设置：
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