【正文】 ） 輸入可以是交流 115V； （ 8） 輸出為交流 115V 2A 以上能直接驅(qū)動電磁閥接觸器等； （ 9） 在擴展時原系統(tǒng)只要很小變更； （ 10） 用 戶程序存儲器容量至少能擴展到 4K。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。 PLC 的發(fā)展 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） 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。 （ 2） 中期的 PLC（ 70 年代中期 — 80 年代中后期） 在 70 年代微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了巨大的變化。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、遠程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊。這樣使的 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。進入運行后，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 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。 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。 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。 除了上述通用 I/O 外，還有特殊 I/O 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110 VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 （ 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。 任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種： （ 1）偶發(fā)性故障 ： 由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過電壓、欠電壓、振動等引起的故障。 如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使 PLC 在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使 PLC 在惡劣條件消失 后自動恢復(fù)正常，這樣就能提高平均故障間隔時間；如果能在 PLC 上增加一些診斷措施和適當(dāng)?shù)谋Ｗo手段，在永久性故障出現(xiàn)時，能很快查出故障發(fā)生點，并將故障限制在局部，就能降低 PLC 的平均修復(fù)時間。 —— 對供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如 LC 或 π 型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作；同時也有助于加快查找故障原因。 —— 當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時，不破壞 PLC 內(nèi)部的信息。 —— 一旦程序有錯，立即報警，并停止執(zhí)行。一般，平均故障間隔時間可達幾十萬～上 千萬小時；制成系統(tǒng)亦可達 4～ 5 萬小時甚至更長時間。 功能強 、 應(yīng)面廣 現(xiàn)代 PLC 不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自 檢、記錄顯示等功能。梯形圖語言的編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。與直接執(zhí)行匯編語言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形圖程序的時間要長一些，但對于大多數(shù)機電控制設(shè)備來說，是微不足道的，完全可以滿足控制要求。 體積小、重量輕、功耗低、維護方便 PLC 是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，堅固，體積小，重量輕，功耗低。 3 PLC 的應(yīng)用 目前，在國內(nèi)外 PLC 已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保及文化娛樂等各行各業(yè)，隨著 PLC 性能價格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不 斷擴大。這一功能廣泛用于各種機械設(shè)備，如對各種機床、裝配機械、機器人等進行運動控制。 （ 4）數(shù)據(jù)處理 ： 現(xiàn)代的 PLC 都具有數(shù)學(xué)運算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時可通過通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計算機數(shù)值控制（ CNC）設(shè)備，進行處理。 采用梯形圖編程時， PLC 程序中的“與”、“或”邏輯運算利用觸點的串、并連表示；“非”邏輯運算利用“常閉”觸點表示；邏輯運算的結(jié)果利用“線圈”的形式輸出。 3 邏輯功能圖編程 邏輯功能圖（ Control System Flowchart，簡稱 CSF，也稱控制系統(tǒng)流程圖）是一種沿用了數(shù)字電子線路的邏輯門電路、觸發(fā)器、連線等圖形與符號的圖形編程語言。 根據(jù)上述要求做出流程圖 （見圖 41） 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 23 圖 41 流程圖 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 24 2 I/O 分配及 PLC 硬件控制電路 圖、原理圖 I/O 分配表及 PLC 類型的選擇 PLC 類型的選擇： 首先考慮， I/O 點數(shù)的多少； 準(zhǔn)確把統(tǒng)計出被控設(shè)備的輸入，輸出點數(shù)的總需要量是 PLC選形的基礎(chǔ)。 這里選用最常用的歐姆龍 C 系 列 P 型機，為了以后的進一步改造以及及時替換損壞的端口，故選用 C28PCDRA 的 PLC。 3 霓虹燈 PLC 硬件 控制電路的分析 PLC 的硬件主要是由中央處理器（ 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。 上位機 計算機作為上位機，用于完成狀態(tài)顯示、打印輸出、向 PLC 發(fā)送分類控制信號等功能，從而實現(xiàn)對控制系統(tǒng)的實時監(jiān)控。本系統(tǒng)采用價格適中、可靠性高、維護方便且抗干擾能力強的可編程控制器歐姆龍 C28PCDRA 型 PLC 來實現(xiàn)霓虹燈工藝的控制要求的。 通信方式 C28PCDRA CPU 支持多樣的通信協(xié)議：點到點（ PointtoPoint）接口（ PPI）、多點接口（ MultiPoint）（ MPI）。 C28PCDRA 型PLC 上配有 RS232C 的通信接口，因此在不增加任何硬件的情況下，可以很方便地將 PLC 和計算機互聯(lián)。 19200 波特率時，最大距離為 75 米； 9600 波特率時，最大距離為 900 米。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 29 圖 45 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)控制設(shè)計選用了日本 歐姆龍 公司 C28PCDRA型 PLC 為控制主機，該機為模塊化結(jié)構(gòu)，由 PLC 機架、 CPU、數(shù)字 I/O、模擬量輸入、 電源 、通訊等模塊構(gòu)成。尤其是對 PLC 在現(xiàn)代工業(yè)中的作用?？梢钥闯鏊鼘碚摻虒W(xué)起到了必要的補充和額外拓寬作用，對培養(yǎng)既具有扎實理論功底又具有相當(dāng)實踐能力的人才必不可少。 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 39 致 謝 這次設(shè)計說明書的完成，首先要感謝學(xué)院提供一個讓我自我總結(jié)的機會，也要感謝帶領(lǐng)我的指導(dǎo)教師劉煒老師，在畢業(yè)設(shè)計說明書編制過程中，給予了精心的指導(dǎo)，并講解了各項專業(yè)要領(lǐng)，提出了寶貴的專業(yè)意見，程序編制過程中，也是他們的精心指導(dǎo)才使我的畢業(yè)設(shè)計能夠按期完成，也要感謝同學(xué)們在我做畢業(yè)設(shè)計過程中對我提出的寶貴意見和建議。湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 40 參考文獻 [1] 廖常初 ． PLC 編程及應(yīng)用 [M]． 北京 :機械工業(yè)出版社 ． 2020 [2] 顧戰(zhàn)松、陳鐵年 ． 可編程控制器原理與應(yīng)用 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 2020. 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TIM 00 0010 0201 0201 TIM00 0202 0203 0200 01 0010 0202 0202 TIM01 0203 0204 0200 02 0010 0203 0203 TIM02 0204 0205 0200 03 0010 0204 0204 TIM03 0205 0210 0200 04 0010 0205 0205 TIM04 0210 湖南鐵路科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 35 0211 0200 05 0010 0210 0210 TIM05 0211 0212 0200 06 0010