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正文內(nèi)容

基于plc控制的四路智能搶答器(文件)

 

【正文】 33 參考文獻(xiàn) [1] 胡滿紅 主編 . 電氣控 制與 PLC .鄭州:大象出版社, 2021 [2] 王成福主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2021 [3] 周淑珍、高鴻斌 主編 .PLC 分析與設(shè)計(jì)應(yīng)用 .北京:電子工業(yè)出版社, 2021 [5] 王玉中 主編 .電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .河南:河南科學(xué)技術(shù)出版社, 2021 [6] 孫平 主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 , 北京 : 高等教育出版社 , 2021 [7] 江秀漢 、 湯楠主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .西安: 西安電子科技大學(xué)出版社 , 2021 [8] 劉敏 主編 .可編程序控制器技術(shù) .北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2021 [9] 鄒其洪 、 黃智偉 、 高嵩 、 等編著 .電工電子實(shí)驗(yàn)與計(jì)算機(jī)仿真 [M].電子工業(yè)出版社 , 2021 [10] 林明星 主編 .電氣控制及可編程序控制器 [M ].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2021 。在此我要真誠(chéng)的感謝郭繼紅老師給予我的指導(dǎo),在設(shè)計(jì)過(guò)程中郭老師嚴(yán)格督促我的畢業(yè)設(shè)計(jì)速度,及時(shí)的幫我解決我在設(shè)計(jì)中遇到的各種問(wèn)題和困難,在設(shè)計(jì)中一直對(duì)我嚴(yán)格要求,在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解,并主動(dòng)為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料,在郭 老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì),也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中受益匪淺, 在此謹(jǐn)向郭老師致以深切的謝意! 在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我也遇到了許多困難得到了學(xué)校里其他老師的幫助和指導(dǎo),我也要感謝我的母校 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ,是她提供了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境和生活環(huán)境,讓我的 三年 大學(xué)生活豐富多 彩 ,為我的人生留下精彩的一筆。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 圖 由于受實(shí)驗(yàn)設(shè)備條件的限制,本次 設(shè)計(jì)只在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬實(shí)驗(yàn)調(diào)試,沒(méi)有把整個(gè)設(shè)計(jì)技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際當(dāng)中。下面為未修改前程序如圖 修改后程序如圖 。 在調(diào)試過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題: ,程序無(wú)法下載,經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢查后,發(fā)現(xiàn)內(nèi)存沒(méi)有初始化 ,對(duì)內(nèi)存進(jìn)行清理后,下載程序進(jìn)行調(diào)試。在設(shè)計(jì)和模擬調(diào)試程序的同時(shí),可以設(shè)計(jì) 、 制作控制臺(tái)或控制柜, PLC 之外的其他硬件的安裝 .接線工作也可以同時(shí)進(jìn)行。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 19 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 20 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 22 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 圖 PLC 聲光智能搶答器的控制的程序 梯形圖 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 5 模擬運(yùn)行與調(diào)試過(guò)程 程序的模擬 運(yùn)行 將設(shè)計(jì)好的程序?qū)懭?PLC 后,首先 要做的就是 仔細(xì)檢查 程序 ,并改正寫(xiě)入時(shí)出現(xiàn)的錯(cuò)誤。 在搶答時(shí)只需按動(dòng)按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動(dòng)顯示組號(hào)以及倒計(jì)時(shí)時(shí)間。 輸入 .輸出端子電氣接線圖如下圖 所示。 : 在搶答成功后,主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕,同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間改時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié),此設(shè)定為 30 秒,選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題,否則,音響電路 發(fā)出超時(shí)報(bào)警信號(hào)。其硬件 組成 結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 : 圖 硬件組成結(jié)構(gòu)圖 CPU226 EM222 EM222 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 系統(tǒng)控制要求 四 組以下 選手參加比賽 3 個(gè)控制按鈕,用來(lái)控制開(kāi)始 、 復(fù)位 、 停止 。 表 主機(jī)類型表 型號(hào) 主機(jī)輸入點(diǎn)數(shù) 主機(jī)輸出點(diǎn)數(shù) 可擴(kuò)展模塊數(shù) 最大擴(kuò)展電流 /mA CPU221 6 4 無(wú) 0 CPU222 8 6 2 340 CPU224 14 10 7 660 CPU226 24 16 7 1000 根據(jù)本設(shè)計(jì)輸出端口 .電流流量的需求及價(jià)格比較,可選擴(kuò)展模塊 如表 ,經(jīng)比較后在 設(shè)計(jì)中選用了 2 個(gè) 8 輸出端口 電流為 50mA 的 EM222 擴(kuò)展模塊。 主機(jī) CPU 及擴(kuò)展模塊選擇 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,有 7 個(gè)輸入端及 26 個(gè)輸出端的需要,參照主機(jī)類型 表 , 設(shè)濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 計(jì)中 主機(jī)選用了 為 CPU226?;诳删幊炭刂破鞯纳鲜鰞?yōu)點(diǎn)能夠適應(yīng)和滿足搶答器高性能的使用要求,所以我確定該 搶答器系統(tǒng) 為 PLC(西門(mén)子 S7200系列 )??删幊炭刂破鳎?PLC)是由工業(yè)微型計(jì)算機(jī) 、 輸入 , 輸出設(shè)備 .保護(hù)及抗干擾隔離電路等構(gòu)成的微機(jī)控制裝置,具有順序 .周期性工作的特征,從應(yīng)用角度看可編程控制器具有如下特點(diǎn): :由于可編程控制器 的輸入 , 輸出端口均采用繼電器或光電耦合器件,采取了隔離和抗干擾措施,使其具有很高的抗干擾能力,因而能在惡劣環(huán)境下可靠工作。 五 .通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國(guó)外近幾年來(lái)興起的工廠自動(dòng)化( FA)系統(tǒng) .柔性制造系統(tǒng)( FMS)及集散控制系統(tǒng)( DCS)等發(fā)展的需要,必須發(fā)展 PLC 之間, PLC和上級(jí)計(jì)算機(jī)之間的通信功 能。為了實(shí)現(xiàn) PLC 和 CNC 設(shè)備之間內(nèi)部數(shù)據(jù)自由傳遞,該公司采用了窗口軟件。PID( Proportional Intergral Derivative)模塊的提供使 PLC 具有閉環(huán)控制功能 ,即一個(gè)具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過(guò)程控制。在多數(shù)情況下, PLC 把掃描目標(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模版塊,其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置。 PLC 的應(yīng)用通??煞譃?五種類型: 一 .順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域,用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。 特殊功能單元種類多,也可以說(shuō) PLC 的功能多。限定了計(jì)算機(jī)發(fā)揮運(yùn)算功能 .完成復(fù)雜控制的能力。大 .中 .小型PLC 的存儲(chǔ)容量變化范圍一般為 2KB~ 2MB。 三 .PLC 的性能指標(biāo) I/O 點(diǎn)數(shù),即 PLC 面板上的 I/O 端子的個(gè)數(shù)。 微型和小型 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)。 PLC 的分類及性能指標(biāo) 一 .按 I/O 點(diǎn)數(shù)容量分類 ( I/O 點(diǎn)數(shù)小于 256 點(diǎn)) 典型的小型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7200 系列 。 PLC 的指令的系統(tǒng)編寫(xiě)的系統(tǒng)程序,它決定了 PLC 的功能,用戶不能更改其內(nèi)容。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段, CPU 按照先左后右 、 先上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描,根據(jù)輸入映 象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序,同時(shí)將執(zhí)行結(jié)果寫(xiě)入輸出映象寄存器。 ,讀輸入 、 輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 織靈活 可編程控制器品種很多 ,小型 PLC 為整體結(jié)構(gòu),并外接 I/O 擴(kuò)展機(jī)箱構(gòu)成 PLC控制系統(tǒng)。 定可靠 由于 PLC 采用了微電子技術(shù),大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作有無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成,同時(shí)還采用了屏蔽,濾波,隔離等抗干擾措施,所以其平均無(wú)故障時(shí)間在 2 萬(wàn)小時(shí)以上。 PLC 的輸入接口和 輸出接口是已經(jīng)按不同需求做好的,可直接與控制現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備相連的接口。 PLC 能夠適應(yīng)各種形式的開(kāi)關(guān)量和模擬量的輸入控制 .輸出控制,還可以和其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng) .控制設(shè)備共同組成分布式控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送 .矩陣運(yùn)算 .閉環(huán)控制 .排序與查表 .函數(shù)運(yùn)算及快速中斷等功能。 PLC 內(nèi)部配有一個(gè)專用開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源,將交流 /直流供電電源轉(zhuǎn)化為 PLC 內(nèi)部電源需要 的 工作 電源 ( 5V 直流)。 I/O 擴(kuò)展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。晶閘管輸出型 CPU 通過(guò)光耦電路的驅(qū)動(dòng),使雙向晶閘管通斷,可以驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載;晶體管輸出型 CPU 通過(guò)光耦電路的驅(qū)動(dòng),使雙晶體管通斷,驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載。 在繼電器式輸出中, CPU 可以根據(jù)程序執(zhí)行 的結(jié)果,使 PLC 內(nèi)設(shè)繼電器線圈通電,帶動(dòng)觸點(diǎn)閉合,通過(guò)繼 電器閉和的觸點(diǎn),由外部電源驅(qū)動(dòng)交 .直流負(fù)載。 PLC 內(nèi)部輸入電路作用是將 PLC 外部電路(如行程開(kāi)關(guān) .按鈕 .傳感器等)提供的 .符合 PLC 輸入電路要求的電壓信號(hào),通過(guò)光耦電路送至 PLC內(nèi)部電路。 CPU 常用的微處理器有通用型微處理器,單片機(jī)和位片式計(jì)算機(jī)等。等所有的用戶程 序執(zhí)行完畢之后,最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,如此循環(huán)運(yùn)行,直到停止運(yùn)行 。它采用一類可編程序的存儲(chǔ)器,用于其內(nèi)部存 儲(chǔ)程序 .執(zhí)行邏輯運(yùn)算 .順序控制 .定時(shí) .計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等 指令,并通過(guò)數(shù)字式和模塊式輸入 /輸出,控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過(guò)程。他以微處理為核心,用編寫(xiě)的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制,還可以定時(shí),計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算 等,并通過(guò)數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來(lái)控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。在搶答成功后,主持人按下答題計(jì)時(shí)按鈕,同時(shí)數(shù)碼管顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間改時(shí)間可根據(jù)需要調(diào)節(jié),此設(shè)定為 30 秒,選手必須在設(shè)定時(shí)間內(nèi)完成答題,否則,音響
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