【正文】 等）的參數(shù)離散性也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過篩選配對等技術(shù)處理，因此這樣的產(chǎn)品很難做到很好的一致性和高可靠性，因為任一元件的參數(shù)偏離設計要求都會引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。另外，單片機的所有器件均不是工業(yè)級的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而國內(nèi)的電源一般都很差，加上壓片機的變頻調(diào)速對電源的干擾很大，因此，更可能引起單 片機系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 單片機的可擴展性：由于單片機的線路是根據(jù)一定的功能要求特別設計的，所以 要增加一個功能就要重新設計線路，而且對應的程序都要重新設計。這樣對于增加功能的開發(fā)成本和周期都會增加。 單片機的可維護性：一旦單片機系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡單的方法是更換整個系統(tǒng)，這樣維修成本增加了。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)實踐任務書 2 操作：現(xiàn)在國內(nèi)單片機系統(tǒng)的操作均采用自設計的鍵盤，設定數(shù)據(jù)用撥碼開關，顯示用 LED，整個面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設計時往往一鍵多用，操作人員很難脫開說明書操作。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦 發(fā)生故障，操作人員必須翻閱說明書方能發(fā)現(xiàn)故障所在，最終按說明書指示排除故障，這樣排除故障的時間相對較長。總之，這樣的人機對話不夠友善。 特點：不可靠，價格便宜。 可編程控制器（ PLC）： 所謂 PLC 系統(tǒng)就是采用目前市場上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎上設計程序以達到所設計的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應用最為廣泛。 PLC 的可靠性：進口 PLC 采用的 CPU 都是生產(chǎn)廠家專門設計的工業(yè)級專用處理器，其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購買的，經(jīng)過嚴格挑選的工業(yè)級元件，另外它的電源模塊 也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗而特別設計的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。 PLC 的可擴展性：要增加一個功能只要增加相應的模塊和修正對應的程序，而 PLC的編程相對比較簡單，這樣對于開發(fā)周期會縮短。 PLC 的可維護性： PLC 本身有很強的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設計不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡單。 操作： PLC 的操作采用觸摸式操作終端，人機界面，全屏顯示 ，上面設計了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，畫面自動切換到故障提示畫面，提示故障原因和排除方法。甚至可以顯示故障在機器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。 特點：價格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡單。 PLC 智能搶答器的工作原理 我所設計的 PLC 智能搶答器是適合 四 個人搶答的 四 路搶答器，現(xiàn)在以 四 路搶答器 為例。給競賽主持人設置了 3 個控制按鈕，用來控制開始、復位、 答題計時 ，每當主持人發(fā)出開 始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鹌靼粹o，則數(shù)碼管就顯示該組的編號，同包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)實踐任務書 3 時綠色指示燈亮，音響電路發(fā)出聲響提示信號（持續(xù)三秒）以指示搶答成功，并對其后的搶答信號不在相應，選手答題完畢后，由主持人按下復位按鈕，系統(tǒng)開始下一輪搶答。若選手在未開始搶答時提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時數(shù)碼管顯示其編號同時紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。當主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時定時器 T0 開始計時（設定 30 秒）若 30秒限制到時仍無人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。在搶答成功后，主持人按下答題計時按鈕，同時數(shù)碼管顯示答題倒計時時間改 時間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設定為 50 秒，選手必須在設定時間內(nèi)完成答題，否則，音響電路發(fā)出超時報警信號。其中以上功能都 通 過編制的 PLC程序來控 3個制數(shù)碼管和 3個指示燈以及一個喇叭來實現(xiàn) ，如圖 所示 : 圖 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)實踐任務書 4 2 PLC 概述 PLC 的產(chǎn)生、定義、組成、特點及發(fā)展趨勢 PLC的產(chǎn)生 可編程序控制器 (Programmable Logic Controller，簡稱 PLC)，是隨著科學技術(shù)的進步與現(xiàn)代社會生產(chǎn)力式的轉(zhuǎn)變，為適應 多品種、小批量生產(chǎn)的需要而產(chǎn)牛、發(fā)展起來的一種新型的工業(yè)控制裝置。 PLC 從 1969 年問世以來，雖然至今還不到 40 年，但由于其具有道用靈活的控制性能、可以適應各種工業(yè)環(huán)境的可靠性與簡單方便的使用性能，在工業(yè)自動化各領域取得了廣泛的應用。曾經(jīng)有人將 PLC 技術(shù)與數(shù)控技術(shù) (CNC)、 CAD／ CAM 技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù) 并 稱為現(xiàn)代工業(yè)自動化技術(shù)的四大支柱。 眾所周知，制造業(yè)中使用的生產(chǎn)設備與生產(chǎn)過程的控制，一般都需要通過工作機構(gòu)、傳動機構(gòu)、原動機以及控制系統(tǒng)等部分實現(xiàn)。特別是當原動機為電動機時，還需要 對電動機的啟／制動、正反轉(zhuǎn)、調(diào)速與定位等動作進行控制。生產(chǎn)設備與生產(chǎn)過程的電器操作與控制部分，稱為電氣自動控制裝置或電氣自動控制系統(tǒng)。 最初的電氣自動控制裝置 (包括日前使用的一些簡單機械 )，只是一些簡單的手動電器 (如刀開關、正反轉(zhuǎn)開關等 )。這些電器只適合于電機容量小、控制要求簡單、動作單一的場合。 隨著技術(shù)的進步，生產(chǎn)機械對電氣自動控制提出了越來越高的要求，電氣 自 動控制裝置逐步發(fā)展成了各種形式的電氣自動控制系統(tǒng)。 作為常用電氣自動控制系統(tǒng)的一種，人們習慣上把以繼電器、接觸器、按鈕、開 關等為主要器件所組成的邏輯控制系統(tǒng)，稱為“繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)”?！袄^電 — 接觸器控制系統(tǒng)”的基本特點是結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、抗干擾能力強、故障檢修立觀方便、運用范圍廣。它不僅可以實現(xiàn)生產(chǎn)設備、生產(chǎn)過程的自動控制，而且還可以滿足大容量、遠距離、集中控制的要求。因此，直到今天“繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)”仍是工業(yè)自動控制領域最基本的控制系統(tǒng)之一。 但是，出于“繼電－接觸器控制系統(tǒng)”的控制元件 (繼電器、接觸器 )均為獨立元件，它決定了系統(tǒng)的“邏輯控制”與“順序控制”功能只能通過控制元件間的不同連接實現(xiàn)，因此，它不 可避免地存在以下不足： ① 通用性、靈活性差。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)實踐任務書 5 ② 體積大 ，材料消耗多。 ③ 功能局限性大。 ④ 可靠性較低，性用 壽 命較短。 ⑤ 不具備現(xiàn)代工業(yè)控制所 需 要的數(shù)據(jù) 通信 、網(wǎng)絡控制等功能。 正因為如此， “ 繼電一接觸器控制系統(tǒng) ” 難以適應現(xiàn)代復雜多變的生產(chǎn)控制要求與生產(chǎn)過程摔制集成化、網(wǎng)絡化需要。 為了解決“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”存在的通用性、靈活性關，功能局限性大與通信、網(wǎng)絡方面欠缺的問題， 20 世紀 50 年代末．人們曾設想利用計算機功能先備、通用性和靈活性強的特點來解次以上問題。但由于當時的汁算機原理復雜，生產(chǎn)成 術(shù) 高，程序編制難度大，加工業(yè)上控制需要大量的外圍接口設備，可靠 性 問題突出，使得它在面廣量大的一般工業(yè)控制領域難以普及與應用。 到了 20 世紀 60 年代木，有人這樣設想：能否把計算機通用、靈活、功能完善的特點與“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”的簡單易懂、使用方便、生產(chǎn)成本低的特點結(jié)合起來，生產(chǎn)出一種而向 生 產(chǎn)過程順序控制， PLC 利用簡單語言編程，能讓完全不熟悉計算機的人也能方便使用的控制器呢？ 這一設想最早由美國最大的汽車制造商 —— 通用汽車公司 (GM 公司 )于 1968 年提出。當時，該公司為了適應汽車市場多品種、小批量 的生產(chǎn)要求，需要解決汽 車 生產(chǎn)線“繼電一接觸器控制系統(tǒng)”中普遍存在的通用性、靈活性問題，提 到 了對一種新穎控制器的十大技術(shù)要求，并面向社會進行招標。 十大技術(shù)要求具體如下： 1) 編樣方使，從可以在現(xiàn)場方便地編輯、修改控制程序； 2) 價格便宜，性能價格比要而于繼電器系統(tǒng)； 3) 體積要明顯小于繼電器控制系統(tǒng)； 4) 可靠性要明顯高于繼電器控制系統(tǒng)： 5) 具有數(shù)據(jù)通信功能； 6) 輸入可以是 AC115