【正文】 ............................ 31 PLC 與觸摸屏通信介紹 .................................................................................................... 31 GT Simulator2 與 PLC 之間的連接 ................................................................................... 31 結(jié)束語 ............................................................................................................................................ 34 參考文獻(xiàn) ......................................................................................................................................... 35 致謝 ................................................................................................................................................ 36 惠州學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 1 頁 共 36 頁 前言 可編程邏輯控制器，又稱可編程控制器，有過多種定義。可以看作是一種經(jīng)過特殊設(shè)計的工業(yè)計算機，整個的設(shè)計原則就是簡單與實用。 1968年，通用汽車公司的液壓部門為了消除既復(fù)雜又昂貴的繼電器控制系統(tǒng)，確立了第一個可編程控制器的招標(biāo)指標(biāo)。該設(shè) 計規(guī)格需要固態(tài)系統(tǒng)和電腦技術(shù)，并要求能夠在工業(yè)環(huán)境中生存，也能夠方便地編程，并且可以重復(fù)使用。該控制系統(tǒng)將大大減少機器的停機時間，并為未來提供了可擴展性。該招標(biāo)由 DEC公司中標(biāo)，這套系統(tǒng)于 1969年研制出來，這是第一臺可編程控制器，型號為 PDP14，應(yīng)用取得成功。其后，美國的 MODICON公司也推出了同名的 084控制器， 1971年日本推出了 DSC80控制器， 1973年西歐國家的各種可編程控制器也研制成功。這些早期的控制器滿足了最初的要求，并且打開了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門。 本文在組織結(jié)構(gòu)上做了如 下的安排 ●本文在緒論部分著重論述 PLC ●第二章為 PLC程序編寫 ●第三章為 觸摸屏編程 ●第四章為 觸摸屏與 PLC通信實現(xiàn)對 LED數(shù)碼管顯示的監(jiān)控 ●最后為結(jié)論和總結(jié)自己的心得體會 LED 循環(huán)顯示控制電路的研制 第 2 頁 共 36 頁 第一章 緒 論 PLC 的介紹 PLC 的發(fā)展過程 雖然 PLC問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進步， PLC也迅速 發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段： ① 早期的 PLC（ 60年代末 — 70年代中期） PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時的 PLC多少有點繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制，定時等。它在硬件上以準(zhǔn)計算機的形式出現(xiàn)，在 I/O接口電路上作了改進以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 — 梯形圖。因此，早期的 PLC的性 能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中 PLC特有的編程語言 — 梯形圖一直沿用至今。 ② 早期的 PLC（ 60年代末 — 70年代中期） 在 70年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC的中央處理單元 (CPU)。這樣，使 PLC得功能大大增強。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運算、計時、計數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增 加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC得應(yīng)用范圍得以擴大。 ③ 近期的 PLC（ 80年代中、后期至今） 進入 80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的 PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進一步提高 PLC的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得 PLC軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 PLC 的發(fā)展 趨勢 隨著計算機科學(xué) 的發(fā)展和工業(yè)自動化的愈來愈高的需求，可編程控制技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。僅僅將 PLC理解為開關(guān)量控制的話，那就是一個錯誤的概念了。綜合國外特別是歐洲及國內(nèi)的發(fā)展動態(tài)，其發(fā)展趨勢主要有以下幾個方面 : 1. 可編程控制技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化 惠州學(xué)院 2021 屆畢業(yè)論文（設(shè)計） 第 3 頁 共 36 頁 2. 大型計算機特點的集成 3. 系統(tǒng)的開放性和兼容性 4. 通用性和專業(yè)化的結(jié)合 5. 可編程控制技術(shù)的智能化 6. 可靠性與冗余 PLC 的主要特點 可靠性高 ① 所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離 ② 各輸入端均采用 RC 濾波器其濾波 時間常數(shù)一般為 10~20ms. ③ 各模塊均采用屏蔽措施以防止輻射干擾 ④ 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源 ⑤ 對采用的器件進行嚴(yán)格的篩選 ⑥ 良好的自診斷功能一旦電源或其他軟硬件發(fā)生異常情況 CPU立即采用有效措施以防止故障擴大 ⑦ 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可靠性更進一步提高 豐富的 I/O 接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號如 ① 交流或直流 ② 開關(guān)量或模擬量 ③ 電壓或電流 ④ 脈沖或電位 ⑤ 強電或弱電等 有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備如 ① 按鈕 ② 行程開關(guān) ③ 接近開關(guān) ④ 傳感器及變送器 ⑤ 電磁線圈 ⑥ 控制閥 直接連接另外為了提高操作性能它還有多種人 機對話的接口模塊 。 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊等等。 采用模塊化結(jié)構(gòu) LED 循環(huán)顯示控制電路的研制 第 4 頁 共 36 頁 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)，PLC 的各個部件包括 CPU 電源 I/O 等均采用模塊化設(shè)計，由機架及電纜將各模塊 連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 編程簡單易學(xué) PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說不需要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 安裝簡單維修方便 PLC不需要專門的機房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行，使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接即可投入運行，各種模塊上均有運行和故障指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故障，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使 系統(tǒng)迅速恢復(fù)運行。 PLC 的組成 PLC的硬件主要由中央處理器（ CPU）、存儲器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴展接口電源等部分組成。其中， CPU是 PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場輸入 /輸出設(shè)備與 CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、上位計算機等外設(shè)連接。 對于整體式 PLC，所有部件都裝在同一機殼內(nèi)，其組成框圖如圖 25 所示；對于模塊式 PLC，各部件獨立封裝成模塊，各模塊通過總線連接，安裝在機架或?qū)к壣?，其組成框圖如圖 26 所示。無論是哪種結(jié)構(gòu)類 型的 PLC，都可根據(jù)用戶需要進行配置與組合。 盡管整體式與模塊式 PLC 的結(jié)構(gòu)不太一樣，但各部分的功能作用是相同的，下面對 PLC 主要組成各部分進行簡單介紹。 1．中央處理單元（ CPU） 同一般的微機一樣， CPU 是 PLC 的核心。 PLC 中所配置的 CPU 隨機型不同而不同，常用有三類：通用微處理器（如 Z80、 808 80286 等）、單片微處理器（如 803 8096 等）和位片式微處理器 (如AMD29W 等 )。小型 PLC 大多采用 8 位通用微處理器和單片微處理器；中型 PLC 大多采用 16 位通用微處理器或單片微處理器；大型 PLC 大多采用高速位片式微處理器。 目前，小型 PLC 為單 CPU 系統(tǒng)，而中、大型 PLC 則大多為雙 CPU 系統(tǒng)，甚至有些 PLC 中多達(dá)8 個 CPU。對于雙 CPU 系統(tǒng)，一般一個為字處理器，一般采用 8 位或 16 位處理器；另一個為位處理器，采用由各廠家設(shè)計制造的專用芯片。字處理器為主處理器，用于執(zhí)行編程器接口功能，監(jiān)視內(nèi)部定時器，監(jiān)視掃描時間，處理字節(jié)指令以及對系統(tǒng)總線和位處理器進行控制等。位