PLC作息時間控制

PLC作息時間控制,plc,作息,時間,控制,節(jié)制 課題名稱 PLC 作息時間控制 作息時間控制程序設(shè)計 基于PLC作息時間控制程序設(shè)計 摘 要 本組的設(shè)計是關(guān)于PLC作息時間控制器的，詳細(xì)的闡述了系統(tǒng)組成，系統(tǒng)硬件連接和系統(tǒng)軟件設(shè)計，并詳細(xì)介紹了系統(tǒng)工作原理。通過三菱FX2N系列的數(shù)碼顯示來實現(xiàn)了隊校園時間的控制，改變PLC的程序來改變對校園時間打鈴，廣播及宿舍燈的控制，實現(xiàn)了作息時間無人控制的自動化，科學(xué)化管理和操作。 前 言 可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為微型可編程控制器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。DCS集散系統(tǒng): DCS英文全稱 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全稱為集散型控制系統(tǒng)。DCS可以解釋為在模擬量回路控制較多的行業(yè)中廣泛使用的，盡量將控制所造成的危險性分散,而將管理和顯示功能集中的一種自動化高技術(shù)產(chǎn)品。DCS一般由五部份組成：1.控制器2.I/O板 3.操作站 4.通訊網(wǎng)絡(luò) 5.圖形及遍程軟件。本設(shè)計采用PLC設(shè)計了作息時間控制課題. 第一章 PLC概述 1.1 PLC的發(fā)展、構(gòu)成和特點 1.1.1 PLC的發(fā)展 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable Controller（PC）。 個人計算機（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC），現(xiàn)在，仍常常將PLC簡稱PC。 PLC的定義有許多種。國際電工委員會（IEC）對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。 PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業(yè)自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預(yù)見的將來，是無法取代的?！? 1.1.2 PLC的構(gòu)成 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?！　? 1.1.3 CPU的構(gòu)成 CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。 CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。 在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。 1.1.4 I/O模塊? PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。 開關(guān)量是指只有開和關(guān)（或1和0）兩種狀態(tài)的信號，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。 除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。 1.1.5 電源模塊 PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VAC）。 1.1.6 底板或機架 大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體?！? 1.1.7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備 1、編程設(shè)備：編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機（運行編程軟件）充當(dāng)編程器。 2、人機界面：最簡單的人機界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機（運行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機界面非常普及。 3、輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機等?！　? 1.1.8 PLC的通信聯(lián)網(wǎng) PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信，還未實現(xiàn)互操作性，IEC規(guī)定了多種現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)，PLC各廠家均有采用。 對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。首先，網(wǎng)絡(luò)必須是開放的，以方便不同設(shè)備的集成及未來系統(tǒng)規(guī)模的擴展；其次，針對不同網(wǎng)絡(luò)層次的傳輸性能要求，選擇網(wǎng)絡(luò)的形式，這必須在較深入地了解該網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議、機制的前提下進(jìn)行；再次綜合考慮系統(tǒng)成本、設(shè)備兼容性、現(xiàn)場環(huán)境適用性等具體問題，確定不同層次所使用的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)。 1.2 PLC的基本構(gòu)成 1.2.1 PLC的硬件系統(tǒng) 用可編程控制器實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實現(xiàn)。入出變換 、物理實現(xiàn)可以說是PLC實施控制的兩個基本點。而入出變換實際上就是信息處理，信息處理當(dāng)今最常用的是微處理機技術(shù)，PLC也是用它，并使其專用化，應(yīng)用與工業(yè)現(xiàn)場。至于物理實現(xiàn)，正是它與普通微機相區(qū)別之點，普通微機多只考慮信息本身，別的不多考慮，而PLC要考慮實際的控制需要。物理實現(xiàn)要求PLC的輸入，應(yīng)當(dāng)排除干擾信號適應(yīng)于工業(yè)現(xiàn)場。輸出應(yīng)放大到工業(yè)控制的水平，能為實際控制系統(tǒng)方便使用。這就要求I/O電路專門設(shè)計。根據(jù)PLC實施控制的基本點的分析，PLC采用了典型的計算結(jié)構(gòu)。 1.2.2 PLC的軟件系統(tǒng) A．系統(tǒng)程序 它由PLC的制造企業(yè)編制，固化在PROM或EPROM中，按裝在PLC上，隨產(chǎn)品提供給用戶。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。 系統(tǒng)管理程序其主要功能為： a）：時間分配的運行管理，即實現(xiàn)PLC輸入、輸出運算，自檢及提供通信時序； b）：存儲空間的額分配管理，即生成用戶環(huán)境，規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址，將用戶使用的數(shù)據(jù)參數(shù)存儲地址轉(zhuǎn)化為實際的數(shù)據(jù)格式及物理存儲地址； c）：系統(tǒng)的自檢程序，即對系統(tǒng)進(jìn)行出錯檢驗、用戶程序語法檢驗、句法檢驗、警戒時鐘運行等。在系統(tǒng)管理程序的控制下，整個PLC能正確、有效地工作。 用戶指令解釋程序：它可將用戶用各種編程語言（梯形圖、語句表等）編制的應(yīng)用程序翻譯成CPU能執(zhí)行的機器指令。 供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊：它由許多獨立的程序組成，各自完成包括輸入、輸出、特殊運算等不同的功能。PLC的各種具體工作都由這部分來完成。 B. 用戶程序 它是根據(jù)生產(chǎn)過程控制的要求由用戶使用制造企業(yè)提供的編程語言自行編制的應(yīng)用程序。用戶程序包括開關(guān)量邏輯控制程序、模擬量運算程序、閉環(huán)控制程序和操作站系統(tǒng)應(yīng)用程序等。 開關(guān)量邏輯控制程序：它是PLC用戶程序中最重要的一部分，一般采用梯形圖、助記符或功能塊圖等編程語言編制，不同的PLC制造企業(yè)提供的編程語言有不同的形式，至今沒有一種能全部兼容的編程語言。 模擬量運算程序及閉環(huán)控制程序：通常，它是在大中型PLC上實施的程序，由用戶根據(jù)需要按PLC提供的軟件和硬件功能進(jìn)行編制。編程語言一般采用高級語言或匯編語言。一些制造企業(yè)為了方便用戶編程，也提供相應(yīng)編程軟件供用戶編制模擬量和PID控制等的程序。操作站系統(tǒng)程：它是大型PLC系統(tǒng)經(jīng)過通信聯(lián)網(wǎng)后，由用戶進(jìn)行信息交換和管理而編制的程序。它包括各類畫面的操作顯示程序，一般采用高級語言實現(xiàn)，一些制造企業(yè)也提供了人機界面的有關(guān)軟件，用戶可以根據(jù)制造企業(yè)提供的外交使用說明進(jìn)行操作站的系統(tǒng)畫面組態(tài)和編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。 1.3 可編程控制器的工作原理 1.3.1 PLC的控制邏輯實現(xiàn)原理： ?繼電器控制系統(tǒng)是一種“硬件邏輯系統(tǒng)”，如圖1-3-1所示，它的三條支路是并行工作的，當(dāng)按下按鈕SB1，中間繼電器K得電，K的兩個觸點閉合，接觸器KM1、KM2同時得電并產(chǎn)生動作。所以繼電器控制系統(tǒng)采用的是并行工作方式。可編程控制器是一種計算機控制系統(tǒng)，它的工作原理是建立在計算機工作原理基礎(chǔ)之上的，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的，如圖1-3-2所示。由于CPU是以執(zhí)行程序來處理各項任務(wù)的，所以在每一瞬間只能做一件事，屬于串行工作方式。通過程序的執(zhí)行按程序順序依次完成各相應(yīng)的動作。 1.3.2 PLC的工作方式 為了滿足工業(yè)邏輯控制的要求，同時結(jié)合計算機控制的特點，PLC的工作方式采用不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令執(zhí)行開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復(fù)始地重復(fù)上述循環(huán)掃描的。PLC工作的全過程可用圖1-4所示的運行框圖來表示。整個過程可分為以下幾個部分： ??第一部分是上電處理。PLC上電后對系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化，包括硬件初始化和軟件初始化，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。 ??第二部分是自診斷處理。PLC每掃描一次，執(zhí)行—次自診斷檢查，確定PLC自身的動作是否正常。如CPU、電池電壓、程序存儲器、I／O和通訊等是否異?；虺鲥e，如檢查出異常時，CPU面板上的LED及異常繼電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當(dāng)出現(xiàn)致命錯誤時，CPU被強制為STOP方式，所有的掃描便停止。 圖1-4 PLC運行框圖 第三部分是通訊服務(wù)。PLC自診斷處理完成以后進(jìn)入通訊服務(wù)過程。首先檢查有無通訊任務(wù)，如有則調(diào)用相應(yīng)進(jìn)程，完成與其他設(shè)備的通訊處理，并對通訊數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理；然后進(jìn)行時鐘、特殊寄存器更新處理等工作。 ??? 第二章 作息時間控制程序 2.1 作息時間控制程序的設(shè)計概述 作息時間控制器采用三菱FX2N系列的PLC且采用數(shù)碼顯示，能夠準(zhǔn)確顯示分、時、星期，在一定的時間內(nèi)能夠自動打鈴，放、關(guān)廣播，放、關(guān)音樂，開、熄學(xué)生宿舍燈，且通過改變輸入PLC的程序能夠靈活改變冬、夏季作息時間。 此外，該PLC作息時間控制器還設(shè)置了手動按鈕，用于調(diào)整分、時、星期。 2.1.1 作息時間控制程序的控制要求 作息時間控制器的控制要求如下： （1） 開機時初始狀態(tài)顯示為00時00分，顯示星期為“星期一”。按下啟動按鈕，控制器開始計時工作。 （2） 能將時間顯示調(diào)整到當(dāng)前的日期及時間。 （3） 可按所設(shè)置的時間要求打鈴。 （4） 可根據(jù)需要控制其它裝置。 （5） 作息時間表。 （6） 設(shè)置相應(yīng)的手動按鈕，使控制器使用更加方便。 （7） 為了便于廣大師生過好雙休日，從星期五下午晚餐開始至星期日下午18：00停止打鈴。 表2-1 PLC作息時間控制器冬季作息時間表 項 目 時 間 起床 6：20～6：30 早操 6：30～6：40 洗漱 6：40～7：20 早 自習(xí) 7：25～7：40 預(yù)備鈴 7：45～7：50 第一節(jié)課 7：50～8：35 第二節(jié)課 8:45～9:30 課間操 9:30～9:50 第三節(jié)課 9:50～10:35 第四節(jié)課 10:45～11:30 午餐 11:30～12：00 午休 12：00～12：50 預(yù)備鈴 12：55～13：00 第五節(jié)課 13：00～13：45 第六節(jié)課 13：55～14:40 文體活動 14:40～16:30 晚餐 16:30～17:30 自由活動 17:30～18:00 預(yù)備鈴 18:25～18:30 晚自習(xí) 18:30～20：30 熄燈 21：00 2.1.2 程序設(shè)計 （1）作息時間PLC控制器輸入輸出點分配表見表2-2。 表2-2 作息時間PLC控制器輸入輸出點分配表 輸入信號 輸出信號 名稱 代號 輸入點編號 名稱 代號 輸出點編號 啟動按鈕 SB1 X0 數(shù)碼管a 段 a Y0 停止按鈕 SB2 X1 數(shù)碼管b 段 b Y1 手動打鈴 SB3 X2 數(shù)碼管 c段 c Y2 “分”調(diào)整按鈕 SB4 X3 數(shù)碼管 d段 d Y3 “時”調(diào)整按鈕 SB5 X4 數(shù)碼管 e段 e Y4 “天”調(diào)整按鈕 SB6 X5 數(shù)碼管 f段 f Y5 開廣播 SB7 X6 數(shù)碼管 g段 g Y6 關(guān)廣播 SB8 X7 數(shù)碼管公共端 D1 Y10 開燈 SB9 X10 數(shù)碼管公共端 D2 Y11 熄燈 S10 X11 數(shù)碼管公共端 D3 Y12 數(shù)碼管公共端 D4 Y13 數(shù)碼管公共端 D5 Y14 秒閃爍發(fā)光二極管 POINT Y15 廣播繼電器 KA1 Y20 電鈴繼電器 KA2 Y21 宿舍繼電器 KA3 Y22 2.1.3 PLC外部接線圖 作息時間PLC控制器接線圖 第三章 作息時間控制程序設(shè)計 3.1脈沖程序設(shè)計 ①秒脈沖程序梯形圖如圖3-1所示。當(dāng)按下SB0時，X0閉合，發(fā)出啟動信號，是輔助繼電器M200線圈得電并自鎖。計時器TO、T1組成1s時鐘脈沖程序；Y20為秒閃爍輸出；M0、C0組成分進(jìn)位脈沖。 圖 3-1 作息時間PLC控制器秒脈沖程序梯形圖 3.2分顯示程序設(shè)計 ②分顯示程序梯形圖如圖3-2所示。由輔助繼電器M1～M10分別接通分個位顯示程序。當(dāng)M1閉合時，分個位顯示“0”；當(dāng)M2閉合時，分個位顯示“1”；當(dāng)M3閉合時，分個位顯示“2”；以此類推。由輔助繼電器嗎M13～M18分別接通分十位顯示程序。剛M13閉合時，分十位顯示“0”；當(dāng)M14閉合時，分十位顯示“1”；當(dāng)M15閉合時，分十位顯示“2”，以此類推。 圖3-2作息時間PLC控制器分顯示程序梯形圖 初始狀態(tài)時，輔助繼電器M1和M13閉合，分的個位及十位均顯示“0”。當(dāng)計數(shù)器C0累計計滿60個時鐘脈沖時，計數(shù)器C0常開觸點閉合，輔助繼電器M0線圈得電，其常開觸點閉合，產(chǎn)生一個分個脈沖及分個位移位脈沖。分個位移動脈沖的到來，使得移位指令將M1當(dāng)前的“1”狀態(tài)左移一位至M2，輔助繼電器M2閉合，分的個位上顯示“1”:若再來一個移位脈沖，移位指令將M2當(dāng)前的狀態(tài)左移一位至M3，輔助繼電器M3閉合，分的個位上顯示“2”，以此類推。當(dāng)分個位脈沖滿10個時，M1的狀態(tài)已移位至輔助繼電器M11中，M11線圈通電，其常開觸點閉合，使常開觸點閉合，使輔助繼電器M2～M10復(fù)位，輔助繼電器M1又閉合，分個位上又顯示為“0”，輔助繼電器M2～M10復(fù)位，為下一次分個位循環(huán)顯示作好準(zhǔn)備。同時，M11常開觸點閉合，使輔助繼電器M12產(chǎn)生一個掃描周期的上升沿脈沖。這個上升脈沖使得輔助繼電器M13當(dāng)前的“1”狀態(tài)移位至M14中，分的十位上顯示“1”，以此類推。當(dāng)分十位脈沖滿6個時，M13的狀態(tài)已移位至輔助繼電器M19中，M19線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M13～M18復(fù)位，輔助繼電器M13閉合，分十位上又顯示為“0”。 當(dāng)需要對分進(jìn)行手動調(diào)整時，只需按下按鈕SB4，此時X3閉合，計數(shù)器C10計數(shù)。經(jīng)過1次計數(shù)后，其常開觸點閉合，使得狀態(tài)繼電器S5得電，其一常開觸點閉合，產(chǎn)生一個分個位脈沖，改變分的當(dāng)前顯示，而狀態(tài)繼電器S5的另一常開觸點閉合，使計數(shù)器C10復(fù)位，位下一次計數(shù)作好準(zhǔn)備。 3.3時顯示程序設(shè) ③時顯示梯形圖如圖3-3所示。由輔助繼電器M21～M30分別接通個位顯示程序。當(dāng)M21閉合時，時個位顯示“0”；當(dāng)M22閉合時，時個位顯示“1”；當(dāng)M23閉合時，時個位顯示“2”，以此類推。由輔助繼電器M33～M35分別接通時十位顯示程序。當(dāng)M33閉合時，時十位顯示“0”；當(dāng)M34閉合時，時十位顯示“1”；當(dāng)M35閉合時，時十位顯示“2”。 圖3-3 作息時間PLC控制器時顯示程序梯形圖 初始狀態(tài)時，因輔助繼電器M21和M33閉合，故時的個位及十位均顯示為“0”。當(dāng)分十位脈沖滿6個時，M13的狀態(tài)已移位至輔助繼電器M19，M19線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M20產(chǎn)生一個掃描周期寬的上升沿脈沖。這個上升沿脈沖一方面向計數(shù)器C1提供脈沖，另一方面使得輔助繼電器M21當(dāng)前的“1”狀態(tài)移位至輔助繼電器M22中，時的個位上顯示“1”，如此不斷循環(huán)移位。當(dāng)時個位脈沖滿10個時，M20的狀態(tài)已移位至輔助繼電器M31中，M31線圈得電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M32產(chǎn)生一個掃描周期的上升沿脈沖。這個上升沿脈沖使得輔助繼電器M33當(dāng)前的“1”狀態(tài)移位至輔助繼電器M34中，時的十位顯示為“1”。 當(dāng)脈沖C1累計滿24個脈沖時，計數(shù)器C1常開觸點閉合，輔助繼電器M38線圈得電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M2～M30及輔助繼電器M33～M34復(fù)位，輔助繼電器M21及M33閉合，時個位和時十位又顯示為“0”，如此不斷循環(huán)移位。 當(dāng)需要對時狀態(tài)進(jìn)行手動調(diào)整時，只需按下按鈕SB5，此時閉合X4閉合，計數(shù)器C11計數(shù)。經(jīng)過一次計數(shù)后，其常開觸點閉合，使得狀態(tài)繼電器S6得電，其一常開觸點閉合，產(chǎn)生一個時個位脈沖，改變時的當(dāng)前顯示。而狀態(tài)繼電器S6的另一常開觸點閉合，使計數(shù)器C11復(fù)位，為下一次計數(shù)做好準(zhǔn)備。 3.4星期顯示程序設(shè)計 ④星期顯示程序梯形圖如圖3-4所示。由輔助繼電器M40～M46分別接通星期顯示程序。當(dāng)M40閉合時，星期顯示“1”；當(dāng)M41閉合時，星期顯示“2”，以此類推。 圖3-4 作息時間PLC控制器星期顯示程序梯形圖 初始狀態(tài)時，因輔助繼電器M40閉合，星期顯示為“1”。當(dāng)時移位脈沖滿24個時，輔助繼電器M38得電，其常開觸點閉合，接通計數(shù)器C2并開始計數(shù)，另一常開觸點產(chǎn)生一個星期脈沖及星期移位脈沖。星期移位脈沖的來到，使移位指令M40當(dāng)前的“1”狀態(tài)右移一位至M41中，輔助繼電器M41閉合，星期顯示“2”；若再來一個移位脈沖，移位指令M41當(dāng)前的狀態(tài)右移至Ｍ42，輔助繼電器M42閉合，星期上顯示“3”，如此不斷移位。當(dāng)星期脈沖滿7個時，計數(shù)器C2的常開觸點閉合，一方面使其復(fù)位，另一方面接通輔助繼電器M48，輔助繼電器M48的常開觸點閉合，同時M40的狀態(tài)已移位至M47，M47線圈通電，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M41～M46復(fù)位,輔助繼電器M40又閉合，星期上又顯示為“1”。 當(dāng)需要對星期狀態(tài)進(jìn)行手動調(diào)整時，只需按下按鈕SB6，此時X5閉合，計數(shù)器C12經(jīng)過一次計數(shù)后動作，其常開觸點閉合，使得狀態(tài)繼電器S7得電，其一常開觸點閉合，產(chǎn)生一個星期脈沖，改變星期的當(dāng)前顯示。而狀態(tài)繼電器S7的另一常開觸點閉合，使計數(shù)器C12復(fù)位，為下一次計數(shù)作好準(zhǔn)備。 ⑤開機時，時間顯示為星期一，00時00分。PLC的輸出點Y0～Y6分別接七段數(shù)碼管的a～g。要顯示數(shù)字只需Y0～Y7字元件中Y0～Y6有輸出為1時才有數(shù)字顯示出來。例如，顯示1只需Y1和Y2有信號輸出，它的十進(jìn)制常數(shù)為K6=1×2+1×2×2,即K6轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)正好滿足要求。再把常數(shù)值K6用MOV指令傳送相應(yīng)的數(shù)碼管中就可顯示數(shù)字了。 3.5數(shù)碼管動態(tài)掃描程序設(shè)計 數(shù)碼管的動態(tài)掃描梯形圖如圖3-5所示。初始狀態(tài)時，輔助繼電器M100閉合，特殊輔助繼電器M8011每閉合一次，計數(shù)器C3就計數(shù)一次，其常開觸點閉合并接通輔助繼電器M110，輔助繼電器M110的常開觸點又使計數(shù)器C3復(fù)位。輔助繼電器M110的另一常開觸點產(chǎn)生一個一位脈沖，移位脈沖指令將輔助繼電器M100的當(dāng)前狀態(tài)“1”移到輔助繼電器M101中，使輔助繼電器M101的當(dāng)前狀態(tài)為“1”，以此類推。當(dāng)移到最高位時，輔助繼電器M105得點閉合，其常開觸點閉合，使輔助繼電器M101～M104復(fù)位，如此周而復(fù)始地進(jìn)行移位。 圖3-5作息時間PLC控制器數(shù)碼管動態(tài)掃描梯形圖 由于輔助繼電器M100～M104分別接通輸出繼電器Y10～Y14，而特殊輔助繼電器M8011每10ms閉合一次，因而我們用肉眼很難分辨出數(shù)碼管是輪流閉合的，我們看到的是同時顯示的數(shù)碼管。 ⑥廣播、燈、打鈴程序設(shè)計。當(dāng)?shù)竭_(dá)規(guī)定的時間時，該時間段所對應(yīng)的輔助繼電器將得電，其常開觸點閉合，從而對廣播、燈、電鈴進(jìn)行控制。 3.6廣播控制程序設(shè)計 廣播控制梯形圖如圖3-6所示。當(dāng)?shù)椒艔V播的時間時，以下各組輔助繼電器：（M34、M27、M16、M1），（M34、M23、M13、M1），(M27、M15、M1)，（M30、M18、M33、M1）中有一組的常開觸點閉合，輔助繼電器M52得電閉合，使得輸出繼電器Y23線圈通電并自鎖，此時開始放廣播。當(dāng)需要手動放廣播時，只需按下按鈕SB7，則X6閉合，輸出繼電器Y23得電自鎖，也能達(dá)到放廣播的目的。 當(dāng)?shù)疥P(guān)廣播的時間時，以下各組繼電器：(M21、M14、M34、M1)，（M28、M16、M34、M1），（M27、M18、M1），(M34、M23、M16、M1)中有一組的常開觸點閉合，輔助繼電器M53線圈得電閉合，串接在輔助繼電器Y23線圈中的常開觸點斷開，輸出繼電器Y23斷電，停止放廣播。 圖3-6作息時間PLC控制器廣播控制梯形圖 3.7燈的控制程序設(shè)計 燈的控制梯形圖如圖3-7所示。當(dāng)?shù)綄W(xué)校開燈的時間時，以下兩組輔助繼電器：（M35、M21、M16、M1），(M27、M15、M1)的常開觸點中有一組閉合，輔助繼電器M54線圈得電閉合，其串接在輸出繼電器Y21上的常開觸點閉合，使輸出繼電器Y21得電并自鎖，打開電燈開關(guān)。當(dāng)需要手動開燈時，只要按下按鈕SB9，則X10閉合，使輸出繼電器Y21得電并自鎖，打開電燈開關(guān)。 圖3-7作息時間PLC控制器燈控制梯形圖 當(dāng)?shù)较舻臅r間時，以下兩組輔助繼電器：（M35、M22、M16、M1）,(M27、M17、M1)的常開觸點中有一組閉合，輔助繼電器M55線圈得電閉合并產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖信號，使其串接在輸出繼電器Y21線圈上的常開觸點斷開，輸出繼電器Y21斷開，電燈熄滅。當(dāng)需要手動關(guān)燈時，只需按下按鈕SB10，則X11閉合，輔助繼電器M203得電，串接在輸出繼電器Y21上的常開觸點斷開，使輸出繼電器Y21斷電。 3.8電鈴控制程序設(shè)計 電鈴控制梯形圖如圖3-8所示。當(dāng)?shù)匠绦蛟O(shè)計的打鈴時間時，該時間段輔助繼電器的常開觸點閉合，使得輔助繼電器M50線圈得電，并產(chǎn)生一個掃描周期的上升沿微分脈沖信號，輔助繼電器M50的常開觸點閉合，接通輸出繼電器Y22線圈電源，Y22閉合并自鎖，電鈴開始打鈴。同時，定時器T3開始計時，計滿15s后，串接在輸出繼電器Y22線圈上的定時器T3的常閉觸點斷開，使輸出繼電器Y22和定時器T3失電，定時器T3復(fù)位，打鈴?fù)Ｖ?。如果需要手動打鈴，只需按下SB3，此時X2閉合，接通輸出繼電器Y22線圈電源，Y22閉合并自鎖，開始打鈴。 圖3-8作息時間PLC控制器打鈴控制梯形圖 3.9雙休日控制程序設(shè)計 雙休日控制梯形圖如圖3-9所示。每星期五下午晚餐時，輔助繼電器M44、、M34、M28、M16、M2的常開觸點閉合，輔助繼電器M56閉合并自鎖，其串接在輸出繼電器Y21、Y22、Y23上的常閉觸點斷開，輸出繼電器Y21、Y22、Y23將得不到脈沖信號。星期日下午18：00，輔助繼電器M46、M34、M28、M18、M10的常開觸點將閉合，輔助繼電器M5產(chǎn)生一個掃描周期的輸出信號，其串接在輔助繼電器M56中的常閉觸點斷開，輔助繼電器M56失電，串接在輸出繼電器Y21、Y22、Y23上的輔助繼電器M6的常閉觸點復(fù)位，使輸出繼電器Y21、Y22、Y23能夠得到脈沖信號而恢復(fù)正常工作。 圖3-9作息時間PLC控制器雙休日控制梯形圖 第四章 系統(tǒng)調(diào)試 4.1 硬件調(diào)試 首先在PLC處于編程狀態(tài)下，檢測各種按鈕、開關(guān)、傳感器，以確認(rèn)這些信號能夠正確地連接到了輸入端口,確認(rèn)運動機構(gòu)均可以正常運動，不會產(chǎn)生碰撞、卡死、打滑等現(xiàn)象。 4.2 軟件調(diào)試 將程序輸入 PLC 當(dāng)使用簡易編程器將程序輸入 PLC 時，需要先將梯形圖轉(zhuǎn)換成指令助記符，以便輸入。當(dāng)使用可編程序控制器的輔助編程軟件在計算機上編程時，可通過上下位機的連接電纜將程序下載到 PLC 中去。進(jìn)行軟件測試 程序輸入 PLC 后，應(yīng)先進(jìn)行測試工作。因為在程序設(shè)計過程中，難免會有疏漏的地方。因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場設(shè)備上去之前，必需進(jìn)行軟件測試，以排除程序中的錯誤，同時也為整體調(diào)試打好基礎(chǔ)，縮短整體調(diào)試的周期。應(yīng)用系統(tǒng)整體調(diào)試 在 PLC 軟硬件設(shè)計和控制柜及現(xiàn)場施工完成后，就可以進(jìn)行整個系統(tǒng)的聯(lián)機調(diào)試，如果控制系統(tǒng)是由幾個部分組成，則應(yīng)先作局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試；如果控制程序的步序較多，則可先進(jìn)行分段調(diào)試，然后再連接起來總調(diào)。調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，要逐一排除，直至調(diào)試成功。 結(jié)束語 本設(shè)計通過對時間控制的設(shè)計，在各時段可以按照需求進(jìn)行打鈴、電燈的亮熄等一系列功能，并且可以實現(xiàn)設(shè)計的預(yù)期各項功能。 PLC技術(shù)在各個領(lǐng)域正得到越來越廣泛的應(yīng)用。目前，PLC以其高可靠性、高性能價格比，在工業(yè)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、智能化儀器儀表、辦公自動化等諸多領(lǐng)域得到極為廣泛的應(yīng)用并已走人家庭，從電冰箱、微波爐到音響、汽車，到處都可見到PLC的蹤影 。 隨著人們生活水平的提高，對日常用品的自動化提出了更高的要求，PLC的不斷更新?lián)Q代，滿足了上述的要求，達(dá)到自動控制品質(zhì)的目的在日常生活中，也經(jīng)常用到電烤箱、微波爐、電熱水器、烘干箱等需要進(jìn)行溫度檢測與控制的家用電器。采用PLC來實現(xiàn)溫度控制不僅具有控制方便、簡單、靈活等優(yōu)點，而且可以大幅度地提高被控溫度的技術(shù)指標(biāo)，從而大大提高產(chǎn)品的質(zhì)量。 我從一開始的認(rèn)識了解PLC的元器件以及其功能，到認(rèn)識一些基本的認(rèn)識編寫，再到最后自己能獨立編寫程序。在這期間中，我們學(xué)習(xí)到了很多，也探索到了很多。其實學(xué)好這門課的方法有很多，關(guān)鍵是靠自己在實踐中去摸索去思考，會把一些小程序拼湊起來，善于總結(jié)，善于發(fā)現(xiàn)，尋找出一個適合自己的方法。希望在以后的學(xué)習(xí)生活中，能把這一技術(shù)運用的更好。 致謝 畢業(yè)設(shè)計的完成，意味著我大學(xué)的學(xué)習(xí)生涯結(jié)束了。作為一名在校的學(xué)生，在設(shè)計的思想、經(jīng)驗等等方面難免有所欠缺和不足之處，但是，經(jīng)過老師和同學(xué)們的幫助，我還是順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。在此，我要感謝羅老師和學(xué)校的領(lǐng)導(dǎo)們給了我這樣一個把五年來的所學(xué)與實際應(yīng)用相結(jié)合的鍛煉機會，讓我在完成畢業(yè)設(shè)計的過程中學(xué)到了很多很多。也要感謝同學(xué)們在此期間對我的幫助。 通過這次畢業(yè)設(shè)計自己學(xué)到了許多新知識，了解和掌握了產(chǎn)品設(shè)計的過程，使自己在質(zhì)和量上都得到了較大的提高，為出去以后的工作打下了堅實的基礎(chǔ)，使自己有能力、有信心面對以后的工作。我要特別感謝我的指導(dǎo)老師羅曼，在整個做畢業(yè)設(shè)計期間，我得到了羅老師全面、具體和耐心的指導(dǎo)，使我的畢業(yè)設(shè)計可以順利的完成。羅老師淵博的學(xué)識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度，使我終身難忘，同時也受益匪淺。使我樹立了全新的思想觀念和學(xué)習(xí)方法，以適應(yīng)時代和社會的要求。感謝羅老師在書寫論文的過程中，給予寶貴意見，并且提供了設(shè)計所需要的學(xué)習(xí)資料，使我能夠順利完成論文。同時也感謝幫助過我的每一位師長。感謝我的校友和朋友們在這五年對我的關(guān)心和幫助。 最后，我要特別感謝我的父母。在我求學(xué)過程中他們付出的不僅僅是辛勤的勞動和汗水，而是這世界上最崇高，最偉大的愛。他們所作的一切是我這一生都無法回報的。 真誠感謝給與我熱情幫助和關(guān)注的所有人。 參考文獻(xiàn) [1] 殷建國.可編程序控制器及其應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 [2] 林明星.電器控制及可編程序控制器[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [3] 廖常初.PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機械工業(yè)出版社，2002 [4] 張萬忠.可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.12 附錄 附錄 第 30 頁 共 30 頁 目 錄 摘要 ................................................................................................................................ ...................1 前言 ................................................................................................................................ ...................2 第一章 PLC概述........................................................................................................ ...................2 1.1PLC的發(fā)展、構(gòu)成和特點........................................................................... ....................2 1.2PLC的基本構(gòu)成.............................................................................................. ...................5 1.3可編程控制器的工作原理........................................................................ .....................7 第二章 作息時間控制程序.................................................................................... ................... 9 2.1 作息時間控制程序的設(shè)計概述............................................................. ..................... 9 第三章 作息時間控制程序設(shè)計.......................................................................... ...................12 3.1脈沖程序設(shè)計.......................................................................... ................... . ................. 12 3.2分顯示程序設(shè)計..................................................................... ................... . ..................12 3.3時顯示程序設(shè)計................................................................................................... ..........13 3.4星期顯示程序設(shè)計................................................................................................... .....15 3.5數(shù)碼管動態(tài)掃描程序設(shè)計........................................................................................... 16 3.6廣播控制程序設(shè)計................................................................................................... ......17 3.7燈的控制程序設(shè)計................................................................................................... ......18 3.8電鈴控制程序設(shè)計................................................................................................... ......19 3.9雙休日控制程序設(shè)計................................................................................................... ..19 第四章 系統(tǒng)調(diào)試................................................................................................... ................... .. 20 4.1 硬件調(diào)試...... ................................................................................................... ................20 4.2 軟件調(diào)試................................................................................................... ................... ....20 結(jié)束語.................................................................................................................................................21 致謝................................................................................................................................................ .....22 參考文獻(xiàn)............................................................................................................................................23 附錄................................................................................................................................................. .....24