plc畢業(yè)論文

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要------------------------------------------------------------------------3</p><p>　　第一章 PLC的特點及應(yīng)用---------------------------------------------------

2、-----3</p><p><b>　　1.1 概述3</b></p><p>　　1.2 PLC的特點4</p><p>　　1.3 PLC的應(yīng)用4</p><p>　　第二章 PLC的結(jié)構(gòu)及原理--------------------------------------------------------6&

3、lt;/p><p>　　2.1 PLC的分類6</p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)6</p><p>　　2.3 PLC的工作原理7</p><p>　　2.4 PLC匯編語言7</p><p>　　2.5 PLC的基本指令9</p><p>　　2.6 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計編程器件

4、13</p><p>　　第三章 梯形圖的設(shè)計與編程方法------------------------------------------------13</p><p>　　3．1 控制要求13</p><p>　　3．2 控制時序13</p><p>　　3．3 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計硬件及外圍元器件14</p>&

5、lt;p>　　3．4 I/O分配表..............................................................15</p><p>　　第四章 程序設(shè)計-------------------------------------------------------------16</p><p>　　4．1 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計梯形圖

6、16</p><p>　　4．2 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計指令圖18</p><p>　　4．3 軟件設(shè)計21</p><p>　　第五章PLC交通燈畢業(yè)論文設(shè)計總結(jié)----------------------------------------------21</p><p>　　謝 辭--------------------------

7、---------------------------------------------22</p><p>　　參考文獻---------------------------------------------------------------------22</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　PLC可編程序

8、控制器是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點,已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計,可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認為,可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一,PLC、機器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。由于PLC具有對使用環(huán)境適應(yīng)性強的特性,同時其內(nèi)部定時器資源十分豐富,可對目

9、前普遍使用的“漸進式”信號燈進行精確控制,特別對多岔路口的控制可方便地實現(xiàn)。因此現(xiàn)在越來越多地將PLC應(yīng)用于交通燈系統(tǒng)中。同時,PLC本身還具有通訊聯(lián)網(wǎng)功能,將同一條道路上的信號燈組成一局域網(wǎng)進行統(tǒng)一調(diào)度管理,可縮短車輛通行等候時間,實現(xiàn)科學(xué)化管理.</p><p><b>　　1.1 概述 </b></p><p>　　可編程控制器（Programmable Con

10、troller）是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術(shù)的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC。</p&

11、gt;<p>　　1.2 PLC的特點</p><p>　　1 可靠性高，抗干擾能力強；</p><p>　　2 通用性高，使用方便；</p><p>　　3程序設(shè)計簡單，易學(xué)，易懂；</p><p>　　4采用先進的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組合靈活方便；</p><p><b>　　5系統(tǒng)設(shè)計周期短；

12、</b></p><p>　　6安裝簡便，調(diào)試方便，維護工作量??；</p><p>　　7對生產(chǎn)工藝改變適應(yīng)性強，可進行柔性生產(chǎn)；</p><p>　　1.3 PLC的應(yīng)用</p><p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納

13、為如下幾類。 </p><p>　　1開關(guān)量的邏輯控制 </p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　2 模擬量控制 </b>&l

14、t;/p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 </p><p><b>　　3 運動控制 </b></p>

15、<p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。 </p><p><b>　　4 過程控制 </b></p>

16、<p>　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 5 數(shù)據(jù)處理 </p><p>　　現(xiàn)代PLC具有

17、數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 </p><p><b>　　6 通信及聯(lián)

18、網(wǎng) </b></p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　2.1 PLC的分類</p><p>　　1 按plc的結(jié)構(gòu)形式分類：1）整體式；2

19、）模塊式。</p><p>　　2 按plc的I/O點數(shù)分類：1）小型256點以下；2）中型256點以上，2048點以下；3）大型2048點以上。</p><p>　　3按plc功能分類：抵擋型，中擋型，高檔型。</p><p>　　2.2 PLC的結(jié)構(gòu)</p><p>　　PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機

20、從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p>　　PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下：</p><p>　　接受

21、 驅(qū)動</p><p>　　現(xiàn)場信號 受控元件</p><p>　　2.3 PLC的工作原理</p><p>　　1.plc的工作方式</p><p>　　1）輸入采樣階段，在此階段，順序讀入所有輸入緞子通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存，接著進入程

22、序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行時，即使輸入信號發(fā)生變化，內(nèi)存中輸入信息也不變化，只有在下一個掃描周期的輸入采樣階段才能讀入信息。</p><p>　　2） 程序執(zhí)行階段：plc對用戶程序掃描。</p><p>　　3）輸出刷新階段：當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢通過隔離電路，驅(qū)動功率放大器，電路是輸出端子向外界輸出控制信號驅(qū)動外部負載。</p><p>　　2.4 PLC匯編語言<

23、;/p><p>　　采用面向控制過程，面向問題，簡單直觀的plc編寫橫語言，常用的有：梯形圖，語句表，功能圖等。</p><p>　　梯形圖：由繼電器控制邏輯演變而來，兩者具有一定程度的相似性，但梯形圖編程語言功能更強更方便。</p><p><b>　　主要特點：</b></p><p>　　1）自上而下，從左到右的順序排

24、列，兩列垂直線為母線。每一邏輯行，起使左母線。</p><p>　　2）梯形圖中采用繼電器名稱，但不是真實物理繼電器稱為“軟繼電器”</p><p>　　3）每個梯級流過的是概念電流，從左向右，其兩端母線設(shè)有電源。</p><p>　　4）輸入繼電器，用于接入信號，而無線圈，輸入繼電器，通過輸入接入的繼電器，晶體及晶閘管才能實現(xiàn)。</p><p&

25、gt;　　2.語句表：又叫指令表，類似計算機匯編語言形式，用指令的記助符編程。例：下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的最簡單的梯形圖例：</p><p>　　X000 X001 Y000</p><p><b>　　X010</b></p><p>　　它有兩組，第一組用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個E

26、ND指令，用以 結(jié)束程序。</p><p>　　梯形圖與助記符的對應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為：</p><p>　　反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖</p><p>　

27、　2.5 PLC的基本指令</p><p>　　1 輸入輸出指令（LD/LDI/OUT）</p><p>　　下面把LD/LDI/OUT三條指令的功能、梯形圖表示形式、操作元件</p><p>　　以列表的形式加以說明： </p><p>　　符號 功 能 梯形圖表示 操作元件</p>&

28、lt;p>　　LD（?。?常開觸點與母線相連 X，Y，M，T，C,S</p><p>　　LDI（取反）常閉觸點與母線相連 X，Y，M，T，C,S</p><p>　　OUT（輸出） 線圈驅(qū)動 Y，M，T，C，S,F </p><p>　　LD與LDI

29、指令用于與母線相連的接點，此外還可用于分支電路的起點。</p><p>　　OUT 指令是線圈的驅(qū)動指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。</p><p>　　X000 Y000 地址 指令 數(shù)據(jù) </p><p>　　0000 LD

30、 X000 </p><p>　　0001 OUT Y000</p><p>　　2 觸點串連指令（AND/ANDI）、并聯(lián)指令（OR/ORI）</p><p>　　符號（名稱） 功 能 梯形圖表示 操作元件</p><p>　　AND（與） 常開觸點串聯(lián)連接

31、 X，Y，M，T，C,S </p><p>　　ANDI（與非） 常閉觸點串聯(lián)連接 X，Y，M，T，C,S</p><p>　　OR（或） 常開觸點并聯(lián)連接 X，Y，M，T，C，S </p><p>　　ORI（ 或非） 常閉觸點并聯(lián)連接

32、 X，Y，M，T，C，S </p><p>　　AND、ANDI指令用于一個觸點的串聯(lián)，但串聯(lián)觸點的數(shù)量不限，這兩個指令可連續(xù)使用。</p><p>　　OR、ORI是用于一個觸點的并聯(lián)連接指令。</p><p>　　X001 X002 Y001 地址 指令 數(shù)據(jù) </p><p&

33、gt;　　0002 LD X001 </p><p>　　X003 0003 ANDI X002 </p><p>　　0004 OR X003</p><p>　　0005 OUT Y001 </p>

34、<p>　　3 電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB）</p><p>　　符號（名稱） 功 能 梯形圖表示 操作元件</p><p>　　ORB（塊或） 電路塊并聯(lián)連接 無</p><p>　　ANB（塊與） 電路塊串聯(lián)連接

35、 無 </p><p>　　含有兩個以上觸點串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)連接塊”，串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時，支路的起點以LD或LDNOT指令開始，而支路的終點要用ORB指令。ORB指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個并聯(lián)電路塊之后使用一個ORB指令，用這種方法編程時并聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制；也可將所有要并聯(lián)的電路塊依次寫出

36、，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時ORB指令最多使用7次。</p><p>　　將分支電路（并聯(lián)電路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時使用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個串聯(lián)電路塊之后使用一個ANB指令，用這種方法編程時串聯(lián)電路塊的個數(shù)沒有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。 </p&g

37、t;<p><b>　　ANB</b></p><p>　　X000 X002 X003 Y006</p><p>　　X001 X004 X005 </p><p><b>　　ORB </b></p><p><b>

38、;　　X006</b></p><p><b>　　X003</b></p><p>　　地 址 指 令 數(shù) 據(jù) </p><p>　　0000 LD X000</p><p>　　0001 OR X001</p><p>　　

39、0002 LD X002</p><p>　　0003 AND X003 </p><p>　　0004 LDI X004</p><p>　　0005 AND X005</p><p>　　0006 OR X006 </p&g

40、t;<p>　　0007 ORB</p><p>　　0008 ANB </p><p>　　0009 OR X003 </p><p>　　0010 OUT Y006 </p><p>　　4 程序結(jié)束指令（END）</p><p>　　符號（名

41、稱） 功 能 梯形圖表示 操作元件</p><p>　　END（結(jié)束） 程序結(jié)束 無</p><p>　　在程序結(jié)束處寫上END指令，PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。若不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時，可以將END指令插在各程

42、序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認無誤后，再依次刪去插入的END指令。</p><p>　　其他還有一些指令，如置位復(fù)位、脈沖輸出、清除、移位、主控觸點、空操作、跳轉(zhuǎn)指令等。</p><p>　　由梯形圖寫出與之對應(yīng)的助記符形式的指令。并由后面的GPP軟件傳輸?shù)絇LC中，實時運行。</p><p>　　2.6 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計編程器件</p>

43、<p>　　一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時器，C代表計數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)取?lt;/p><p><b>　　3．1 控制要求</b></p><p>　　信號燈受啟動及停止按鈕的控制，當(dāng)按下啟動按鈕時，信號燈系統(tǒng)開始工作，并周而復(fù)始地循環(huán)工作，當(dāng)按下停

44、止按鈕時，系統(tǒng)將停止在初始狀態(tài)，所有信號燈都熄滅。</p><p><b>　　3．2 控制時序</b></p><p>　　交通燈示意圖如圖1所示，在東西南北兩個方向均安裝信號燈，兩個方向各6個燈，分為紅、黃、綠三種顏色。工作時序如圖2所示，假設(shè)東西向較忙，綠燈時間是南北向的2倍(40s)。按下起動按鈕后，南北向綠燈亮維持20s，20s后，南北黃燈閃爍3次，計6S，

45、期間，東西向紅燈也亮，并維持26s；26s后，東西方向綠燈亮40s，后東西向黃燈閃爍3次，計6s，期間，南北向紅燈也亮，并維持46so接下去周而復(fù)始，直到停止按鈕被按下為止。</p><p>　　3．3 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計硬件及外圍元器件</p><p>　　根據(jù)信號燈的控制要求，所有的器件有：三菱FX系列PLC、起動按鈕SB1、停止按鈕SB2、紅黃綠色信號燈各4</p>

46、<p>　　只，輸入／輸出端口接線如圖3所示。由圖可見：起動按鈕SB1接于輸入繼電器X0端，停止按鈕SB2接于輸入繼電器xl端，東西方向的綠燈接于輸出繼電器Y5端，東西方向黃燈接于輸出繼電器Y4端，東西方向的紅燈接于輸出繼電器Y3端，南北方向綠燈接于輸出繼電器Y2端，南北方向的黃燈接于輸出繼電器Y1，南北方向紅燈接于輸出繼電器Y0。將輸出端的COM1及COM2用導(dǎo)線相連，輸出端的電源為交流220V。如果信號燈的功率較大，一個輸

47、出繼電器不能帶動兩只信號燈，可以采用一個輸出點驅(qū)動一只信號燈，也可以采用輸出繼電器先帶動中間繼電器，再由中間繼電器驅(qū)動信號燈。</p><p>　　4．1 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計梯形圖</p><p>　　4．2 PLC交通燈畢業(yè)設(shè)計指令圖</p><p><b>　　4．3 軟件設(shè)計</b></p><p>　　采用步進

48、梯形指令雙流程編程實現(xiàn)，應(yīng)用并聯(lián)分支結(jié)構(gòu)，其狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖4所示。由圖可知，我們把東西和南北方向信號燈的動作分成兩個流程同時起動，分別運行各自的時序動作，相互之間的配合由統(tǒng)一的時鐘進行有機配合，不會出現(xiàn)差錯?，F(xiàn)僅以南北方向的動作簡單分析一下工作原理，東西方向工作過程基本相同，在此不再贅述。系統(tǒng)起動時，利用M8002開機脈沖自動進入XO狀態(tài)，系統(tǒng)處于等待狀態(tài)。當(dāng)啟動按鈕SB1按下時，xO11接通， Y1和Y4同時起動，Y1使南北綠燈亮，Y

49、4使東西紅燈亮(東西方向以下不分析)，x0起動的同時TO開始計時，20s后利用 常開接點的閉合使狀態(tài)進入T4，此時Y3和Y5起動，T4使南北黃燈亮，T1計時6s，6s后進入T2，在T3狀態(tài)下，起動CO和T2，此時南北黃燈滅，CO計數(shù)加1，T2時間到時，如果co,J-數(shù)不到3次，狀態(tài)轉(zhuǎn)到T0循環(huán)，如果CO計數(shù)到3次，狀態(tài)轉(zhuǎn)入T4，這樣就做到了南北方向黃燈閃爍3次的要求。南北方向黃燈閃爍3次后，系統(tǒng)進入T4狀態(tài)，在T4狀態(tài)下，為下次閃爍作好

50、準備，同時起動Y3和Y5，Y1使南北紅燈亮，亮46s后進入X0狀態(tài)，至此南北方向的一個循環(huán)執(zhí)行完，此時東西方向也</p><p>　　兩個方向都完成后(必須都完成)，又重新進入X0和X11······，如此反復(fù)工作。在任何時候按下停止按鈕SB2，Xl接通，并復(fù)位相關(guān)狀態(tài)和計數(shù)器，系統(tǒng)自動停止。</p><p>　　在設(shè)計過程中，經(jīng)

51、常會遇到這樣那樣的情況，就是心里老想著這樣的接法可以行得通，但實際接上電路，總是實現(xiàn)不了，因此耗費在這上面的時間用去很多。 </p><p>　　我趁著做課程設(shè)計的同時也對課本知識有了鞏固和加強，由于課本上的知識太多，平時課間的學(xué)習(xí)并不能很好的理解和運用各個元件的功能，而且考試內(nèi)容有限，所以在這次課程設(shè)計過程中，我們了解了很多元件的功能，并且對于其在電路中的使用有了更

52、多的認識。 </p><p>　　經(jīng)過兩個星期的設(shè)計里，過程曲折可謂一語難盡。在此期間我們也失落過，也曾一度熱情高漲。從開始時的滿富激情到后來汗水背后的復(fù)雜心情，點點滴滴無不令我回味無長。</p><p>　　通過這次課程設(shè)計使我懂得了理論與實際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會服務(wù)，從而提高自己的實際動手能

53、力和獨立思考的能力。在設(shè)計的過程中遇到問題，可以說得是困難重重，這畢竟第一次做，難免會遇到過各種各樣的問題，同時在設(shè)計的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　當(dāng)我以學(xué)子的身份踏入大學(xué)校門的那天起，便已注定我將在這里度過人生中最美麗的青春年華。提筆寫下“謝辭”，我才驚

54、覺自己即將真正離開，人生亦從此展開新的畫卷。盡管不舍，卻更珍惜，因為我的生命中有那么多可愛的人值得感激。他們使我的大學(xué)生活充滿了色彩，無論收獲、遺憾，對我來說都是一筆寶貴的財富。</p><p>　　三年的大學(xué)生活不知不覺中就要結(jié)束了，在這段難忘的生活中，有我許多美好的回憶。在這份大學(xué)的最后一頁里，首先感謝學(xué)院給我們提供這個能自我展示的平臺，感謝我們的指導(dǎo)老師，你們從一開始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成