陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì).doc

1、陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)陜西科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文)開題報(bào)告課題（論文）名稱： 天塔之光 專 業(yè)： 機(jī)電一體化 班 級(jí)： 陜西專 學(xué) 生 姓 名： 薛 飛 學(xué) 號(hào)： 指 導(dǎo) 老 師： 禹光爭(zhēng) 起 止 日 期： 2011年4月10日至6月10日 指導(dǎo)教師審核簽字： 開 題 報(bào) 告一、課題來源：校級(jí)題目。二、設(shè)計(jì)題目的目的和意義1）設(shè)計(jì)目的：通過課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步對(duì)所學(xué)習(xí)的知識(shí)加深理解，了解PLC的功能及原理，為今后就業(yè)積累一些經(jīng)驗(yàn). 2)設(shè)計(jì)意義：隨著時(shí)代的發(fā)展與科學(xué)水平的進(jìn)步，加強(qiáng)對(duì)PLC技術(shù)的研究具有重要意義.原來的藝術(shù)燈飾控制系統(tǒng)常采用繼電器邏輯控制或電子邏輯控制裝置，這種控制方式存在著硬件布線

2、復(fù)雜。安裝和維護(hù)不方便，靈活性差,可靠性不高的缺點(diǎn)，尤其是在實(shí)現(xiàn)多層次的大中型藝術(shù)燈飾的控制上工作量很大。本設(shè)計(jì)采用PLC來實(shí)現(xiàn)藝術(shù)照明燈的自動(dòng)控制，具有工作量少，接線簡(jiǎn)單，工作可靠,易于修改閃動(dòng)次數(shù)和亮。滅持續(xù)時(shí)間的優(yōu)點(diǎn)，減少掃描時(shí)間，這是PLC編程必須遵循的原則，這種設(shè)計(jì)可以滿足各種造型要求,受到良好的視覺效果。三、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)PLC是目前工業(yè)控制中使用最為普遍的一種.PLC是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的通用工業(yè)自動(dòng)化裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合在一起,具有高可靠性。靈活通用，易于編程和使用方便等特點(diǎn),近年來在工業(yè)自動(dòng)控制。機(jī)電一體化以及改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)等方面得到廣泛的應(yīng)用,被譽(yù)為

3、現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱之首。屬于電類專業(yè)，電氣工程實(shí)際上是其母體。電氣工程及其自動(dòng)化的研究對(duì)象是電能，而電信息的檢測(cè)、處理、控制等技術(shù)在電能從產(chǎn)生到利用的各個(gè)環(huán)節(jié)中都起著越來越重要的作用.因此，有關(guān)電信息的研究也成了電氣工程及其自動(dòng)迄今為止，通信和計(jì)算機(jī)都主要以電作為信息的載體。因此，這些專業(yè)也都化專業(yè)的重要組成部分，專業(yè)名稱中也就有了的“及其自動(dòng)化".近年來，PLC的功能不斷完善，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)。信號(hào)處理技術(shù).控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在運(yùn)動(dòng)控制.過程控制的領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用.PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計(jì)企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易

4、一些。隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動(dòng)化水平的不斷提高，今后一段時(shí)期內(nèi),PLC在我國(guó)仍將保持高速增長(zhǎng)勢(shì)頭。四、設(shè)計(jì)內(nèi)容、途徑和技術(shù)路線1)設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）研究PLC的結(jié)構(gòu)和原理。（2)根據(jù)控制要求確定相應(yīng)的設(shè)計(jì)方案，繪出流程圖，選擇相應(yīng)的硬件設(shè)備，編寫程序（優(yōu)化程序）。（3)建立以PLC為基礎(chǔ)的外圍電路，并進(jìn)行模擬和調(diào)試。2)途徑：收集相關(guān)資料和文獻(xiàn)，系統(tǒng)學(xué)習(xí)三菱系列PLC程序控制技術(shù)，按照自動(dòng)化控制理論所建立的數(shù)學(xué)模型制定控制策略，建立完善仿真模型并仿真。3）技術(shù)路線：根據(jù)三菱控制天塔之光要點(diǎn)和時(shí)性要求，以各種外圍設(shè)備為執(zhí)行器，對(duì)輸入元件的時(shí)序差進(jìn)行運(yùn)算,當(dāng)為關(guān)閉時(shí)可控件的輸出為0。當(dāng)開啟時(shí)

5、，可控件的輸出為1。由于受到外部干涉較小，基本由PLC指令表對(duì)其進(jìn)行時(shí)序控制，用編寫好的程序，經(jīng)檢查在線進(jìn)行調(diào)試，在實(shí)驗(yàn)室，用計(jì)算機(jī)代替繼電器控制；用程序代替硬件連接;輸入輸出電平可與外部裝置直接相連，并可實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展,用以實(shí)現(xiàn)最佳循環(huán)時(shí)序效果。五、設(shè)計(jì)工作的主要階段、進(jìn)度及指標(biāo)階段起始時(shí)間結(jié)束時(shí)間進(jìn)度技術(shù)指標(biāo)第一階段2011.03.262011.04。25收集相關(guān)資料、PLC的結(jié)構(gòu)和原理及外圍電路設(shè)計(jì)豐富全面第二階段2011。04.262011。05.31根據(jù)流程圖寫出程序及軟件的使用，符合設(shè)計(jì)要求符合設(shè)計(jì)要求第三階段2011。06。012011.06。10程序的傳送及調(diào)試。外圍電路的連接 設(shè)計(jì)

6、合理、結(jié)構(gòu)化模塊化第四階段2011。06.112011.06。20整理修改論文 預(yù)答辯詳細(xì)全面六、最終目標(biāo)及完成時(shí)間控制要求:要求設(shè)計(jì)1組霓虹燈,有十個(gè)燈管，要求十個(gè)燈管順次點(diǎn)亮，每個(gè)間隔1秒，當(dāng)十個(gè)燈全亮后1秒，又全滅,然后再全亮,再一次熄滅,如此循環(huán)。在2011年6月6日完成三菱PLC控制天塔之光畢業(yè)設(shè)計(jì)。七、現(xiàn)有條件及必要措施1)現(xiàn)有條件：學(xué)校擁有多個(gè)電子電器實(shí)訓(xùn)室,其中電工電子及其自動(dòng)化實(shí)訓(xùn)室擁有西門子、三菱、單片機(jī)控制的多種常用模板,以及編程器等。2）必要措施：通過實(shí)驗(yàn)獲得實(shí)驗(yàn)控制順序，在現(xiàn)有順序上發(fā)展各種信號(hào)間動(dòng)作控制，設(shè)計(jì)并編程相應(yīng)的軟件。八、指導(dǎo)老師審核意見 指導(dǎo)老師簽名：誠(chéng)

7、信 聲 明本人鄭重聲明:所呈交的大專畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果,成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意.本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān).畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：薛飛2011年06月01日天塔之光PLC設(shè)計(jì)摘要：本文介紹了利用三菱FX2N系列PLC對(duì)天塔之光的控制，闡述了控制方案。實(shí)現(xiàn)天塔之光功能的方式有多種,可以采用早期的模擬電路、數(shù)字電路或數(shù)?；旌想娐贰＝衲陙黼S著科技的飛速發(fā)展,單片機(jī)、PLC的應(yīng)用不斷

8、走向深入，同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控制檢測(cè)技術(shù)的不斷更新。本文采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N-64MR型PLC作為核心控制器進(jìn)行天塔之光系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，并且設(shè)計(jì)出了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖、程序指令、梯形圖以及輸入輸出端子的分配方案.同時(shí)根據(jù)天塔之光的控制要求和特點(diǎn)，確定PLC的輸入輸出分配，并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。關(guān)鍵詞：PLC 控制 天塔之光Sky Tower Design Light PLC Abstract: This paper describes the use of Mitsubishi FX2N Series PLC on the day of the control tower of light， d

9、escribed the control scheme. Implement day light tower features in different ways, can be used early in the analog circuits， digital circuits or digitalanalog hybrid circuits。 This year with the rapid development of science and technology， microcontroller， PLC applications continue to go d

10、eeper, and promote the traditional control detection technology constantly updated。 In this paper, produced by Japan's Mitsubishi PLC FX2N-64MR-type days， as the core controller, the light tower system design， and design a system structure diagram， program instructions, ladder and the input

11、 and output terminals of the distribution program。 The light of day under both the control tower requirements and characteristics to determine the distribution of PLC input and output， and on-site commissioning. Key words： PLC control days the light tower本文為互聯(lián)網(wǎng)收集,請(qǐng)勿用作商業(yè)用途個(gè)人收集整理，勿做商業(yè)用途前言可編程

12、控制器（PLC）是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電氣控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來越廣泛?？删幊炭刂破鳎≒rogrammable Logic Controller）即PLC。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。它以微處理為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)數(shù)和運(yùn)算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程.美國(guó)電器制造商協(xié)會(huì)經(jīng)過4年調(diào)查，于1980年將其正式命名為可編程控制器（Programmable Controller)，簡(jiǎn)寫為PC。后來由于PC這個(gè)名稱常常被用來稱呼個(gè)

13、人電腦(Personal Computer）,為了區(qū)別,現(xiàn)在也把可編程控制器成為PLC。PLC的簡(jiǎn)介國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）于1987年對(duì)PLC定義如下：國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）曾于1982年11月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿，1985年1月又發(fā)表了第二稿，1987年2月頒發(fā)了第三稿.該草案中對(duì)可編程控制器的定義是：“可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)和執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作命令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備,都按易于與工業(yè)

14、系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)汁。"定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電一子系統(tǒng)”，是一種一計(jì)算機(jī).它是“專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)”的工業(yè)計(jì)算機(jī)，是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計(jì)算機(jī)通信聯(lián)網(wǎng)的功能。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用“面向用戶的指令”，因此編程方便.它能完成邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)一計(jì)數(shù)和算術(shù)操作，它還具有“數(shù)字量和模擬量輸入輸出控制”的能力,并且非常容易與“工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一體”，易于“擴(kuò)充".定義還強(qiáng)調(diào)了可編程控制器應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境,它須具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這一也是

15、區(qū)別于一般微機(jī)控制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，可編程控制器與以往所講的順序控制器在“可編程”為一面有質(zhì)的區(qū)別。PLC引入了微處理機(jī)及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等新一代電子器件，并用規(guī)定的指令進(jìn)行編程，能靈活地修改，即用軟件方式來實(shí)現(xiàn)“可編程”的目的。可編程序控制器是應(yīng)用而最廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制裝置，自研制成功開始使用以來，它己經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。PLC的特點(diǎn)(1)編程簡(jiǎn)單,使用方便梯形圖是使用得最多的可編程序控制器的編程語言，其符號(hào)與繼電器電路原理圖相似。有繼電器電路基礎(chǔ)的電氣技術(shù)人員只要很短的時(shí)間就可以熟悉梯形圖語言,并川來編制用戶程序，梯形圖語言形象直觀，易學(xué)易懂

16、.(2)控制靈活，程序可變,具有很好的柔可編程序控制器產(chǎn)品采用模塊化形式，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方一使地進(jìn)行系統(tǒng)配置,組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)?？删幊绦蚩刂破饔密浖δ苋〈死^電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過修改用戶程序,不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，其有很好的柔性。（3)功能強(qiáng)，擴(kuò)充方便，性能價(jià)格比高可編程序控制器內(nèi)成百上千個(gè)可供用戶使用的編程元件，有很強(qiáng)的邏輯判斷、數(shù)據(jù)處理、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信功能，可以實(shí)現(xiàn)非常復(fù)雜的控制功能。如果元件不夠，只要加上需要的擴(kuò)展單元元即可，擴(kuò)充非常方便。與相同功能

17、的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價(jià)格比. (4)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線,減少大量的安裝接線時(shí)間，開關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用.可編程序控制器有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力、可以直接驅(qū)動(dòng)一般的電磁閥和交流接觸器。一般可用接線端子連接外部接線.可編程序控制器的故障率很低，且有完善的自診斷和顯示功能，便于迅速地排除故障。 （5)可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)可編程序控制器是為現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、隔離、后備電池等,例如，西門子公司S7一200系列PLC內(nèi)部EEPRO

18、M中，儲(chǔ)存用戶原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段（190小時(shí))，所有中間數(shù)據(jù)可以通過一個(gè)超級(jí)電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存200天。軟件措施如故障檢測(cè)、信息保護(hù)和恢復(fù)、警戒時(shí)鐘，加強(qiáng)對(duì)程序的檢測(cè)和校驗(yàn)。從而提高了系統(tǒng)杭干擾能力，平均無故障時(shí)間達(dá)到數(shù)萬小時(shí)以上，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，可編程序控制器已被廣人用戶公認(rèn)為最可靠的工業(yè)控制設(shè)備之一。 （6)體積小、重量輕、能耗低，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品。PLC的應(yīng)用日前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門.隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大,主要有以下幾個(gè)方面: 1。邏輯控制可編程序控制器

19、具有“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算的能力，可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算，用觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián)，代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制，定時(shí)控制與順序邏輯控制.數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備，也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線，其應(yīng)用領(lǐng)域最為普及，包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用.2.運(yùn)動(dòng)控制可編程序控制器使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊，或靈活運(yùn)用指令，使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能有機(jī)地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合,運(yùn)動(dòng)控制功能更為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械,如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合.3。過程控制可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量，通過模擬量I/O

20、模塊，實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog)和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換,并對(duì)被控模擬量實(shí)行閉環(huán)PID（比例一積分一微分）控制?，F(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有PID閉環(huán)控制功能，此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱爐、鍋爐等設(shè)備，以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。4。數(shù)據(jù)處理可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置,或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人柔性制造系統(tǒng)，也可以用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的

21、一些大型控制系統(tǒng).5。構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/O之間的通信、多臺(tái)可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備（如計(jì)算機(jī)、變頻器）之間的通信?？删幊绦蚩刂破髋c其他智能控制設(shè)備一起，可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。當(dāng)然，并非所有的可編程序控制器都具有上述功能，用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器,這樣既能完成控制任務(wù),又可節(jié)省資金。PLC的主要技術(shù)指標(biāo)可編程控制器的種類很多,用戶可以根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求選擇不同技術(shù)性能指標(biāo)的PLC?？删幊炭刂破鞯募夹g(shù)性能指標(biāo)主要有以下幾個(gè)力一面:1。輸入/輸出點(diǎn)數(shù)可編程控制器的I/O點(diǎn)數(shù)指外部輸入、輸出端

22、子數(shù)量的總和。它是描述的PLC大小的一個(gè)重要的參數(shù)。2.存儲(chǔ)容量PLC的存儲(chǔ)器由系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器，用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器三部分組成。PLC存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和,表示系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。3。掃描速度可編程控制器采用循環(huán)掃描方式工作，完成1次掃描所需的時(shí)間叫做掃描周期。影響掃描速度的主要因素有用戶程序的長(zhǎng)度和PLC產(chǎn)品的類型。PLC中CUP的類型、機(jī)器字長(zhǎng)等直接影響PLC運(yùn)算精度和運(yùn)行速度。4，指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指PLC所有指令的總和?？删幊炭刂破鞯木幊讨噶钤蕉?，軟件功能就越強(qiáng)，但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際控制要求選擇合適

23、指令功能的可編程控制器。5。通信功能通信有PLC之間的通信和PLC與其他設(shè)備之間的通信。通信主要涉及通信模塊，通信接口,通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容。PLC的組網(wǎng)和通信能力也己成為PLC產(chǎn)品水平的重要衡量指標(biāo)之一。廠家的產(chǎn)品手冊(cè)上還提供PLC的負(fù)載能力、外形尺寸、重量、保護(hù)等級(jí)、適用的安裝和使用環(huán)境如溫度、濕度等性能指標(biāo)參數(shù)，供用戶參考。PLC的分類按I/O點(diǎn)數(shù)容量分類一般來說，PLC處理的I/O點(diǎn)數(shù)比較多，反映控制關(guān)系比較復(fù)雜，用戶要求的程序存儲(chǔ)器容量比較大，要求PLC的指令及其他功能比較多，指令執(zhí)行的過程比較快等.按PLC的輸入輸出點(diǎn)數(shù)可將PLC分為三大類。（1）小型機(jī) 小型PLC的功能一般以

24、開關(guān)量控制為主，其輸入、輸出總數(shù)在256點(diǎn)一下,用戶程序存儲(chǔ)器容量在4K字以下.現(xiàn)在的高性能小型機(jī)還具有一定的通信能力和少量的模擬量處理能力.這類PLC價(jià)格低廉,體積小，適合于控制單臺(tái)設(shè)備，開發(fā)機(jī)電一體化產(chǎn)品。典型的小型機(jī)有OMRON公司的CPM2A系列、SIEMEN公司的S7200系列、MITSUBISH公司的FX系列和AB公司的SL500系列等整式PLC等產(chǎn)品。(2）中型機(jī) 中型PLC的輸入、輸出總點(diǎn)數(shù)在256-2048點(diǎn)之間，用戶程序存儲(chǔ)器容量達(dá)到28K字.中型PLC不僅具有開關(guān)量和模擬量的控制功能，還具有更強(qiáng)的數(shù)字計(jì)算能力，它的通信功能和模擬量處理能力更強(qiáng)大.中型機(jī)的指令比小型機(jī)更豐富

25、，適用于更復(fù)雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)過程控制場(chǎng)合。典型的中型機(jī)有SIEMENS公司的S300系列、OMRON公司的C200H系列、AB公司的SLC500系列模塊式PLC等產(chǎn)品。(3）大型機(jī) 大型PLC的輸入、輸出總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，用戶程序存儲(chǔ)其容量達(dá)到816K字.大型PLC的性能已經(jīng)與工業(yè)控制計(jì)算機(jī)相當(dāng)，它具有計(jì)算、控制和調(diào)節(jié)的功能，還具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信聯(lián)網(wǎng)能力。它的監(jiān)視采用CRT顯示，能夠表示過程動(dòng)態(tài)流程，記錄各種曲線,PID調(diào)節(jié)參數(shù)選擇圖；它配備多種智能板，構(gòu)成一個(gè)多功能系統(tǒng).這種系統(tǒng)還可以和其他型號(hào)的PLC互聯(lián)，和上位機(jī)相連，組成一個(gè)集中分布的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng).

26、大型機(jī)適用于設(shè)備自動(dòng)化控制、過程自動(dòng)化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng).典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-400系列、OMRON公司的CVM1和CS1系列、SB公司的SLC5/05系列等產(chǎn)品.上述劃分沒有嚴(yán)格的界限，隨著PLC技術(shù)的飛速發(fā)展，某些小型PLC也具備中型機(jī)和大型機(jī)的功能，這也是PLC的發(fā)展趨勢(shì).按結(jié)構(gòu)形式分類按PLC物理結(jié)構(gòu)形式的不同,可分為整體式(也稱單元式）和組合式（也稱模塊式）兩類。（1)整體式結(jié)構(gòu) 整體式結(jié)構(gòu)的PLC是醬中央處理器（CUP）、存儲(chǔ)器、輸入單元、電源、通信端口、I/O擴(kuò)展端口等組裝在一個(gè)箱體內(nèi)構(gòu)成主機(jī)。內(nèi)外還有獨(dú)立的I/O擴(kuò)展單元等通過擴(kuò)展電纜與主機(jī)上的擴(kuò)展端口相

27、連，以構(gòu)成PLC不同配置與主機(jī)配合使用。整體式結(jié)構(gòu)的PLC結(jié)構(gòu)接湊、體積小、成本低、安裝方便。小型機(jī)常用這種結(jié)構(gòu)。(2）組合式結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)的PLC是醬CPU、輸入單元、輸出單元、電源、智能I/O單元，通信單元等分別做成相應(yīng)的電路板和擴(kuò)展模塊.組合式的特點(diǎn)是配置靈活，輸入接點(diǎn)、輸出接點(diǎn)的數(shù)量可以自由選擇，各種功能模塊可以依需要靈活配置.大中型PLC常用組合式結(jié)構(gòu).第一章 任務(wù)分析1.1任務(wù)說明本人的設(shè)計(jì)是利用PLC控制天塔之光，天塔之光由10盞燈按照一定的規(guī)律點(diǎn)亮，不斷閃爍發(fā)光而成的.1。1。1控制要求控制要求：要求設(shè)計(jì)1組霓虹燈，有十個(gè)燈管，要求十個(gè)燈管順次點(diǎn)亮,每個(gè)間隔1秒,當(dāng)十個(gè)燈全亮后

28、1秒,又全滅，然后再全亮，再一次熄滅,如此循環(huán)。1。1.2示意圖1.2任務(wù)分析第二章 設(shè)計(jì)方案的確定2。1設(shè)計(jì)思路2.2設(shè)計(jì)方案的確定2。2。1 繼電接觸器控制繼電器是一種當(dāng)輸入量(電、磁、聲、光、熱）達(dá)到一定值時(shí)，輸出量將發(fā)生跳躍式變化的自動(dòng)控制器件。它是一種使用在較低的電壓或較小電流的電路上，用來接通或切斷較高電壓、較大電流的電路的電氣元件,也可以說用來控制較高電壓或較大功率的電路的電動(dòng)開關(guān),給繼電器工作線圈一個(gè)控制電流，繼電器就吸合，對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)就接通或斷開.在供電電路中，繼電器也被稱為接觸器。 一般繼電器分交流繼電器與直流繼電器,分別用于交流電路和直流電路，另外，依據(jù)其工作電壓的高低，有

29、6、9、12、24、36、110、220、380等不同的工作電壓，使用于不同的控制電路上.繼電器控制的優(yōu)點(diǎn) (1） 所有控制功能及信號(hào)處理均由硬件實(shí)現(xiàn)，線路直觀,易于理解和掌握，適合于一般技術(shù)人員和技術(shù)工人所掌握. （2） 系統(tǒng)的保養(yǎng)、維修及故障檢查無需較高的技術(shù)和特殊的工具、儀器。（3）經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。繼電器控制的缺點(diǎn)(1） 系統(tǒng)觸點(diǎn)繁多、接線線路復(fù)雜，且觸點(diǎn)容易燒壞磨損,造成接觸不良，因而故障率較高，機(jī)械壽命短。(2) 普通控制電器及硬件接線方法難以實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的控制功能,使系統(tǒng)的控制功能不易增加，技術(shù)水平難以提高.2。2.2 PLC的控制PLC是 一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的

30、電子裝置,它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算，記時(shí)、計(jì)數(shù)和算數(shù)運(yùn)算等操作指令.并能控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程，與其控制系統(tǒng)連成一體、易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)的,用于控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)對(duì)各種機(jī)械的位置和運(yùn)行控制，利用有CAD轉(zhuǎn)換功能，完成對(duì)溫度、壓力速度和流量等模擬量的調(diào)節(jié)與控制。并取代傳統(tǒng)的繼電器控制控制電路構(gòu)成的邏輯控制、順序控制,用于單機(jī)控制，也用于機(jī)群控制及自動(dòng)化流水線控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)組合機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)、裝配生產(chǎn)線、包裝生產(chǎn)線及電梯的控制及冶金、化工、熱處理、鍋爐控制 PLC的優(yōu)點(diǎn)1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)2）配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng)3）易學(xué)易用，深

31、受工程技術(shù)人員歡迎4）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造5）體積小，重量輕，能耗低 PLC的缺點(diǎn)PLC的體系結(jié)構(gòu)是封閉的，各PLC廠家的硬件體系互不控制規(guī)程兼容， 編程語言及指令系統(tǒng)也各異,當(dāng)用戶選擇了一種PLC產(chǎn)品后，必須選擇與其相應(yīng)的，并且學(xué)習(xí)特定的編程語言。2。2.3 單片機(jī)的控制單片機(jī)是由中央處理器 、存儲(chǔ)器、中斷I/O接口等組成,具有高集成度高可靠性強(qiáng)控制功能低電壓,低功耗及低價(jià)格組成的控制系統(tǒng)，隨著大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛躍發(fā)展以及實(shí)際應(yīng)用的刺激，集成電路性能價(jià)格比更為優(yōu)越，體積、質(zhì)量大為減小微型計(jì)算機(jī)單片機(jī)應(yīng)運(yùn)而生。由于新制造工藝,并使用了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，使得集成度高

32、達(dá)12萬只管子/片,其運(yùn)算速度控制功能也大大提高，由于它的諸多優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于許多場(chǎng)合，如在測(cè)控系統(tǒng)中一些工業(yè)自動(dòng)化的控制系統(tǒng)。在智能化儀器儀表中的應(yīng)用智能化、數(shù)字化系統(tǒng)控制的應(yīng)用，在機(jī)電一體化控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，在智能接口中的應(yīng)用及人類生活電器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用，甚至超出了計(jì)算機(jī)控制的領(lǐng)域。但由于其各種缺點(diǎn)因此只在儀表和簡(jiǎn)單的控制電路上應(yīng)用.單片機(jī)控制優(yōu)點(diǎn):設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,程序編寫簡(jiǎn)單,成本低。單片機(jī)控制優(yōu)點(diǎn)速度慢，功能不強(qiáng)，精度低。綜上所述,選擇PLC控制系統(tǒng)第三章 硬件設(shè)計(jì)3.1元器件清單設(shè)備名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量單位備注PLCFX2N-16MR1只三菱小型單極短路器DZ47-631只單相電源插頭

33、5A1只熔斷器底座RT18-323只電腦1臺(tái)熔管2A3只塔燈220V 15W10只銅導(dǎo)線BVR1.5m若干米雙色線3.2 PLC的選型3.2。1日本三菱FX2nFX2n系列PLC的主機(jī)成為基本單元，包括CPU、存儲(chǔ)器、輸入輸出口及電源,是PLC的主要部分。為主機(jī)備有的擴(kuò)展其輸入輸出的擴(kuò)展單元，擴(kuò)展模塊及特殊功能模塊單元擴(kuò)展單元是用于增加I/O點(diǎn)數(shù)的裝置，內(nèi)部設(shè)有電源.擴(kuò)展模塊用于增加I/O四諳熟及改變I/O比例,內(nèi)部無電源，由基本單元一起使用。FX2n系列PLC輸入繼電器及輸出繼電器的序號(hào)為8進(jìn)制，其余器件的序號(hào)為十進(jìn)制。從元件的最大序號(hào)可以了解可編程序控制器可能 具有某類器件的 最大數(shù)量。例

34、如輸入繼電器的編號(hào)范圍為X0X177,為8進(jìn)制編號(hào)，可計(jì)算出FX2n系列PLC可能接入的最大輸入信號(hào)數(shù)為18點(diǎn)，這是以CPU所能介入的最大輸入信號(hào)數(shù)量標(biāo)示的,并不是一臺(tái)具體的基本單元或擴(kuò)展安裝的輸入口的數(shù)量.FX2n系列PLC有基本指令27條；步進(jìn)梯形指令2條;應(yīng)用指令 128種，298條。FX2n系列PLC的步進(jìn)梯形指令是采用步進(jìn)梯形圖編制順序控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖程序的指令，它包括STL和 RET兩條指令。其中步進(jìn)梯形指令STL是利用內(nèi)部狀態(tài)軟元件，在順序控制程序上進(jìn)行工序步進(jìn)控制的指令;返回RET指令是表示狀態(tài)流程結(jié)束用于返回主程序的指令.3.2.2德國(guó)西門子S7S7200系列屬于整體式小型PL

35、C，用于代替繼電器的簡(jiǎn)單控制場(chǎng)合，也可以用于復(fù)雜的自動(dòng)化控制系統(tǒng)。整體式PLC將CPU模塊、I/O模塊和電源裝在一個(gè)箱型機(jī)殼內(nèi)。S7200系列PLC提供多種具有不同I/O點(diǎn)數(shù)的CPU模塊和數(shù)字量、模擬量I/O擴(kuò)展模塊供用戶選用，CPU模塊和擴(kuò)展模塊用扁平電纜連接。3.2。3美國(guó)通用 GE Fanuc PLC 系列90-70 GE Fanuc系列90家族中高性能，大規(guī)模的系列 系統(tǒng)機(jī)架采用標(biāo)準(zhǔn)的VME 總線結(jié)構(gòu) 可構(gòu)成完全同步的CPU熱備冗余配置 ESD雙重化和三重化GMR系統(tǒng)配置 具有梯形圖邏輯，C,SFC,STATE LOGIC等多種編程能力 系列90-30 成本低，性能高,易于組態(tài)，便于安

36、裝可構(gòu)成同步的CPU熱備冗余配置 VersaMax ”Six Sigma”品質(zhì)控制原則 多種診斷功能 活的通訊端口 功能強(qiáng)大的處理器 網(wǎng)絡(luò)接口和特殊模塊 系列90-Micro一體化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 極強(qiáng)的通訊功能 適合低成本的小規(guī)?？刂茍?chǎng)合 ，最具競(jìng)爭(zhēng)力系列90-30PLC是GE Fanuc系列90 可編程序控制器家族的一員,提供最先進(jìn)的編程特性，易于組態(tài),便于安裝，獨(dú)有的創(chuàng)新結(jié)構(gòu)開辟了一條最經(jīng)濟(jì)的工業(yè)控制途徑。領(lǐng)先的技術(shù) 系列90-30PLC成本低,性能高，能方便地取代從簡(jiǎn)便的繼電器到復(fù)雜的中型自動(dòng)化應(yīng)用系統(tǒng)場(chǎng)合。幾年前需由高檔PLC完成的任務(wù)現(xiàn)在則由系列90-30來代替。GE Fanuc不斷地推出

37、新產(chǎn)品,擴(kuò)大使用范圍，顯示了其技術(shù)的領(lǐng)先地位，它的CPU具有強(qiáng)大的功能，如內(nèi)裝PID，結(jié)構(gòu)化編程，中斷控制，間接尋址及各種功能模塊,能完成復(fù)雜的操作.另外系列90-30PLC有功能很強(qiáng)的特殊模塊可供選擇，包括軸定位模塊，高速計(jì)數(shù)器模塊,BASIC和C語言協(xié)處理器模塊及Genius通訊模塊。GE Fanuc豐富的開關(guān)量I/O和模擬量I/O、簡(jiǎn)化啟動(dòng)和故障自診以及容易與其他PLC、計(jì)算機(jī)集成一體的特性，使您確信，系列9030是現(xiàn)在與未來PLC的明智選擇. 促進(jìn)與第三方的合作 促進(jìn)與第三方的合作 為了及時(shí)解決用戶的需求，GE Fanuc提供第三家工業(yè)設(shè)備和軟件包，合作的結(jié)果進(jìn)一步擴(kuò)大了系列90-30

38、的能力,通用的產(chǎn)品包括：熱電偶、熱電阻、步進(jìn)電機(jī)模塊、大電流繼電器模塊。 NATURAL LANGUAGE STATE LOGIC CONTROL為那些在系列9030編程方面沒有經(jīng)驗(yàn)的用戶提供了新的編程方式。有些廠家具有數(shù)據(jù)采集和控制軟件產(chǎn)品，將用系列90-30與個(gè)人計(jì)算機(jī)連機(jī)。 這些軟件包提供的軟件和系列90-30之間的結(jié)合天衣無縫，許多操作接口使用SNP通訊協(xié)議與具有內(nèi)裝接口的系列90-30進(jìn)行通訊.文檔為個(gè)人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)個(gè)人收集整理,勿做商業(yè)用途 由于各類PLC的 工作原理、控制方法及編程程序語言的差別不太大，所以選擇日本三菱公司生產(chǎn)的 選用FX2N16MR型號(hào)PLC3。3燈泡選

39、擇普通白熾燈泡的優(yōu)缺點(diǎn),LED燈泡的優(yōu)缺點(diǎn)白熾燈白熾燈又叫做電燈泡,它的工作原理是電流通過燈絲（鎢絲，熔點(diǎn)達(dá)3000多攝氏度）時(shí)產(chǎn)生熱量，螺旋狀的燈絲不斷將熱量聚集,使得燈絲的溫度達(dá)2000攝氏度以上,燈絲在處于白熾狀態(tài)時(shí)，就象燒紅了的鐵能發(fā)光一樣而發(fā)出光來。燈絲的溫度越高，發(fā)出的光就越亮。故稱之為白熾燈。白熾燈發(fā)光時(shí)，大量的電能將轉(zhuǎn)化為熱能，只有極少一部分（可能不到1%，沒計(jì)算過)可以轉(zhuǎn)化為有用的光能。 白熾燈發(fā)出的光是全色光，但各種色光的成份比例是由發(fā)光物質(zhì)（鎢）以及溫度決定的。比例不平衡就導(dǎo)致了光的顏色的偏色，所以在白熾燈下物體的顏色不夠真實(shí)。 白熾燈的壽命跟燈絲的溫度有關(guān),因?yàn)闇囟仍礁?/p>

40、，燈絲就越容易升華。日光燈兩端發(fā)黑過程是：鎢絲的升華直接變成鎢氣，這些鎢氣體遇到溫度較低的燈管壁又凝華在燈管壁上而發(fā)黑的，當(dāng)鎢絲升華到比較細(xì)瘦時(shí)，通電后就很容易燒斷，從而結(jié)束了燈的壽命。所以白熾燈的功率越大.熒光燈熒光燈又叫做日光燈，它的工作原理:日光燈管簡(jiǎn)單的說是個(gè)密閉的氣體放電管.管內(nèi)主要?dú)怏w為氬(argon）氣(另包含氖neon或氪krypton）氣壓約大氣的0.3%。另外包含幾滴水銀形成微量的水銀蒸汽.水銀原子約佔(zhàn)所有氣體原子的千分之一的比例。日光燈管是靠著燈管的汞原子,由氣體放電的過程釋放出紫外光（主要波長(zhǎng)為2537埃=2537×10-10m）.所消耗的電能約60可以轉(zhuǎn)換為

41、紫外光。其他的能量則轉(zhuǎn)換為熱能.日光燈由燈管內(nèi)表面的熒光物質(zhì)吸收紫外光后釋放出可見光。不同的熒光物質(zhì) 會(huì)發(fā)出不同的可見光。一般紫外光轉(zhuǎn)換為可見光的效率約為40%。因此日光燈的效率約為60×4024大約為相同功率鎢絲電燈的兩倍。節(jié)能燈節(jié)能燈又叫緊湊型熒光燈(國(guó)外簡(jiǎn)稱CFL燈)具有光效高（是普通燈泡的5倍)，節(jié)能效果明顯，壽命長(zhǎng)（是普通燈泡的8倍)，體積小，使用方便等優(yōu)點(diǎn).它的工作原理和日光燈基本相同。節(jié)能燈除了白色（冷光)的外，現(xiàn)在還有*(暖光)的.一般來說在同一瓦數(shù)之下，一盞節(jié)能燈比白熾燈節(jié)能80，平均壽命延長(zhǎng)8倍，熱輻射僅20。非嚴(yán)格的情況下，一盞5瓦的節(jié)能燈光照可視為等于25瓦的

42、白熾燈，7瓦的節(jié)能燈光照約等于40瓦的，9瓦的約等于60瓦的.LED燈LED燈(Light Emitting Diode）又叫發(fā)光二極管，它是一種固態(tài)的半導(dǎo)體器件，可以直接把電轉(zhuǎn)化為光。LED的心臟是一個(gè)半導(dǎo)體的晶片,晶片的一端附在一個(gè)支架上，一端是負(fù)極,另一端連接電源的正極，使整個(gè)晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導(dǎo)體晶片由三部分組成，一部分是P型半導(dǎo)體,在它里面空穴占主導(dǎo)地位,另一端是N型半導(dǎo)體，在這邊主要是電子，中間通常是1至5個(gè)周期的量子阱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線作用于這個(gè)晶片的時(shí)候,電子和空穴就會(huì)被推向量子阱，在量子阱內(nèi)電子跟空穴復(fù)合，然后就會(huì)以光子的形式發(fā)出能量,這就是LED發(fā)光的原理。LED燈具

43、有體積小、耗電低、壽命長(zhǎng)、無毒環(huán)保等諸多優(yōu)點(diǎn)，LED燈具從室外裝飾，工程照明，逐漸發(fā)展到家用照明。綜合以上所述最終決定選擇LED燈3.4塔體材料的選擇3。5I/O接線圖第四章 軟件設(shè)計(jì)4。1流程圖開始按啟動(dòng)按鈕X0Y0-Y11依次點(diǎn)亮Y0-Y11全部熄滅Y0-Y11全部點(diǎn)亮Y11-Y0依次熄滅判斷是否需要循環(huán)結(jié)束4。2基本指令介紹助記符含義繼電器備注LD常開觸點(diǎn)與母線連接X，Y,M,S，T，CLDI常閉觸點(diǎn)與母線連接X，Y,M，S，T,CLDP取脈沖上升沿X，Y，M，S，T，CLDF取脈沖下降沿X，Y，M，S，T,CAND常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接X，Y，M，S，T,CANI常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接X，Y，M,

44、S，T，CANDP與脈沖上升沿X,Y，M,S，T，CANDF與脈沖下降沿X，Y，M，S，T,COR常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接X，Y，M,S,T,CORI常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接X，Y，M，S,T，CORP或脈沖上升沿X，Y，M，S，T,CORF或脈沖下降沿X,Y，M，S,T，CANB電路塊串聯(lián)連接無ORB電路塊并聯(lián)連接無OUT線圈驅(qū)動(dòng)X，Y，M，S，T，CSET置位RST復(fù)位PLS上升沿產(chǎn)生脈沖Y，MPLF下降沿產(chǎn)生脈沖Y,MMC主控Y，MMCR主控復(fù)位Y,M不許使用特殊MMPS進(jìn)棧無MRD讀棧無MPP出棧無INV取反無NOP空操作無END結(jié)束無4。3 I/O分配表輸入輸出元件代號(hào)功能輸入點(diǎn)元件代號(hào)功能輸出點(diǎn)SB1啟動(dòng)X0L0 產(chǎn)生天塔之光Y0SB2停止X1L1Y1L2Y2L3Y3L4Y4L5Y5L6Y6L7Y7L8Y8L9Y94.4梯形圖4。5語句表第五章 調(diào)試及結(jié)果5.1調(diào)試注意事項(xiàng)系統(tǒng)調(diào)試的要點(diǎn)及注意事項(xiàng) (1)常規(guī)檢查 在通電之前要耐心細(xì)致的做一系列的常規(guī)檢查（包括接線檢查、絕緣檢查、接地電阻檢查、保險(xiǎn)檢查等），避免損壞PLC模塊（用STEP7的診斷程序?qū)λ心K進(jìn)行檢查)。 (2)系