【正文】 33 參考文獻 [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用 .北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [3] 周淑珍、高鴻斌 主編 .PLC 分析與設計應用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [5] 王玉中 主編 .電氣控制及 PLC 應用技術 .河南：河南科學技術出版社， 2021 [6] 孫平 主編 .可編程序控制器原理及應用 ， 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用 .西安： 西安電子科技大學出版社 ， 2021 [8] 劉敏 主編 .可編程序控制器技術 .北京： 機械工業(yè)出版社， 2021 [9] 鄒其洪 、 黃智偉 、 高嵩 、 等編著 .電工電子實驗與計算機仿真 [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：機械工業(yè)出版社，2021 。在此我要真誠的感謝郭繼紅老師給予我的指導，在設計過程中郭老師嚴格督促我的畢業(yè)設計速度，及時的幫我解決我在設計中遇到的各種問題和困難，在設計中一直對我嚴格要求，在整個畢業(yè)設計過程中都給我耐心的指導和講解，并主動為我提供各種相關技術資料，在郭 老師的幫助和指導下我順利完成了本次畢業(yè)設計，也讓我在這次畢業(yè)設計中受益匪淺， 在此謹向郭老師致以深切的謝意！ 在這次畢業(yè)設計中我也遇到了許多困難得到了學校里其他老師的幫助和指導，我也要感謝我的母校 濟源職業(yè)技術學院 ，是她提供了良好的學習環(huán)境和生活環(huán)境，讓我的 三年 大學生活豐富多 彩 ，為我的人生留下精彩的一筆。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 30 圖 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 31 圖 由于受實驗設備條件的限制，本次 設計只在實驗室進行了模擬實驗調試，沒有把整個設計技術運用到實際當中。下面為未修改前程序如圖 修改后程序如圖 。 在調試過程中出現(xiàn)的問題： ，程序無法下載，經過認真檢查后，發(fā)現(xiàn)內存沒有初始化 ，對內存進行清理后，下載程序進行調試。在設計和模擬調試程序的同時，可以設計 、 制作控制臺或控制柜， PLC 之外的其他硬件的安裝 .接線工作也可以同時進行。 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 19 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 20 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 21 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 22 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 23 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 24 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 25 圖 PLC 聲光智能搶答器的控制的程序 梯形圖 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 26 5 模擬運行與調試過程 程序的模擬 運行 將設計好的程序寫入 PLC 后，首先 要做的就是 仔細檢查 程序 ，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。 在搶答時只需按動按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動顯示組號以及倒計時時間。 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)需要調節(jié)，此設定為 30 秒，選手必須在設定時間內完成答題，否則，音響電路 發(fā)出超時報警信號。其硬件 組成 結構圖如圖 所示 : 圖 硬件組成結構圖 CPU226 EM222 EM222 濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 15 系統(tǒng)控制要求 四 組以下 選手參加比賽 3 個控制按鈕，用來控制開始 、 復位 、 停止 。 表 主機類型表 型號 主機輸入點數(shù) 主機輸出點數(shù) 可擴展模塊數(shù) 最大擴展電流 /mA CPU221 6 4 無 0 CPU222 8 6 2 340 CPU224 14 10 7 660 CPU226 24 16 7 1000 根據(jù)本設計輸出端口 .電流流量的需求及價格比較，可選擴展模塊 如表 ，經比較后在 設計中選用了 2 個 8 輸出端口 電流為 50mA 的 EM222 擴展模塊。 主機 CPU 及擴展模塊選擇 根據(jù)設計要求，有 7 個輸入端及 26 個輸出端的需要，參照主機類型 表 ， 設濟源職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 13 計中 主機選用了 為 CPU226?；诳删幊炭刂破鞯纳鲜鰞?yōu)點能夠適應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(西門子 S7200系列 )?？删幊炭刂破鳎?PLC）是由工業(yè)微型計算機 、 輸入 , 輸出設備 .保護及抗干擾隔離電路等構成的微機控制裝置，具有順序 .周期性工作的特征，從應用角度看可編程控制器具有如下特點： ：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) 為了適應國外近幾年來興起的工廠自動化（ 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和上級計算機之間的通信功 能。為了實現(xiàn) PLC 和 CNC 設備之間內部數(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 ,即一個具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過程控制。在多數(shù)情況下， PLC 把掃描目標位置的數(shù)據(jù)送給模版塊，其輸出移動一軸或數(shù)軸到目標位置。 PLC 的應用通常可分為 五種類型： 一 .順序控制 這是 PLC 應用最廣泛的領域，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 PLC 的功能多。限定了計算機發(fā)揮運算功能 .完成復雜控制的能力。大 .中 .小型PLC 的存儲容量變化范圍一般為 2KB～ 2MB。 三 .PLC 的性能指標 I/O 點數(shù)，即 PLC 面板上的 I/O 端子的個數(shù)。 微型和小型 PLC 一般為整體式結構。 PLC 的分類及性能指標 一 .按 I/O 點數(shù)容量分類 （ I/O 點數(shù)小于 256 點） 典型的小型機有 SIEMENS 公司的 S7200 系列 。 PLC 的指令的系統(tǒng)編寫的系統(tǒng)程序，它決定了 PLC 的功能，用戶不能更改其內容。緊接著轉入用戶程序執(zhí)行階段， CPU 按照先左后右 、 先上后下的順序對每條指令進行掃描，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，同時將執(zhí)行結果寫入輸出映象寄存器。 ，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 為整體結構，并外接 I/O 擴展機箱構成 PLC控制系統(tǒng)。 定可靠 由于 PLC 采用了微電子技術，大量的開關動作有無觸點的半導體電路來完成，同時還采用了屏蔽，濾波，隔離等抗干擾措施，所以其平均無故障時間在 2 萬小時以上。 PLC 的輸入接口和 輸出接口是已經按不同需求做好的，可直接與控制現(xiàn)場的設備相連的接口。 PLC 能夠適應各種形式的開關量和模擬量的輸入控制 .輸出控制，還可以和其他計算機系統(tǒng) .控制設備共同組成分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送 .矩陣運算 .閉環(huán)控制 .排序與查表 .函數(shù)運算及快速中斷等功能。 PLC 內部配有一個專用開關式穩(wěn)壓電源，將交流 /直流供電電源轉化為 PLC 內部電源需要 的 工作 電源 （ 5V 直流）。 I/O 擴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 通過光耦電路的驅動，使雙向晶閘管通斷，可以驅動交流負載；晶體管輸出型 CPU 通過光耦電路的驅動，使雙晶體管通斷，驅動直流負載。 在繼電器式輸出中， CPU 可以根據(jù)程序執(zhí)行 的結果，使 PLC 內設繼電器線圈通電，帶動觸點閉合，通過繼 電器閉和的觸點，由外部電源驅動交 .直流負載。 PLC 內部輸入電路作用是將 PLC 外部電路（如行程開關 .按鈕 .傳感器等）提供的 .符合 PLC 輸入電路要求的電壓信號，通過光耦電路送至 PLC內部電路。 CPU 常用的微處理器有通用型微處理器，單片機和位片式計算機等。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)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行 。它采用一類可編程序的存儲器，用于其內部存 儲程序 .執(zhí)行邏輯運算 .順序控制 .定時 .計數(shù)和算術操作等 指令，并通過數(shù)字式和模塊式輸入 /輸出，控制各種類型的機械和生產過程。他以微處理為核心，用編寫的程序不僅可以進行邏輯控制，還可以定時，計數(shù)和算術運算 等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入 /輸出來控制機械設備或生產過程。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)需要調節(jié)，此設定為 30 秒，選手必須在設定時間內完成答題，否則，音響