【正文】 ........................................................... 36 七段譯碼指令 SEGD ............................................................................................... 36 第五章 總結(jié) ..................................................................................................................... 37 致謝及 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 39 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 5 第一章 PLC 概述 PLC 的產(chǎn)生 傳統(tǒng)的繼電器控制具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于掌握、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用甚廣。 根據(jù)以上設(shè)想和要求， 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出世界上第一臺(tái)可編程控制器，并在通用汽車公司的汽車生產(chǎn)線上試用成功，從而開(kāi)創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。而且某些僅有開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能的PLC 只有十幾條指令。 PLC 的安裝接線也很方便。 PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，可以直接用于有強(qiáng)烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。 6．維修工作量小，維修方便 PLC 的故障率很低，并且有完善的診斷和顯示功能。由于體積小， PLC 很容易裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想的控制設(shè)備。 I/O的處理方式除了采用一般 PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過(guò)程中，直接讀輸入，刷新輸出。 具有極強(qiáng)的自診斷功能。固定式 PLC 包括 CPU 板、 I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。當(dāng) PLC投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果 輸入接口部件 中央處理單元 CPU 板 電 源 部 件 接口部件輸出 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 8 送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。一般交流電壓波動(dòng)在 +10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 9 圖 12 繼電器輸出型 第二：晶閘管輸出型： 為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式，用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，程序采用梯形圖的形式描述。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。 ： 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言功能表圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用功能表圖來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有 輸入點(diǎn)在 I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 向更高處理速度、更大存儲(chǔ)容量方向發(fā)展 為了提高 PLC 的處理能力，要求 PLC 具有更好的響應(yīng)速度和更 大的存儲(chǔ)容量。目前大中型 PLC 的掃描速度可達(dá) 0． 2ms／ KB 左右。超大型 PLC 向大容量、高速度、多功能方向發(fā)展，能與計(jì)算機(jī)組成分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工廠生產(chǎn)全過(guò)程的集中管理。目前加強(qiáng) PLC 聯(lián)網(wǎng)與通信的能力，是 PLC 技術(shù)進(jìn)步的潮流。 Ⅲ、具有光電傳感器實(shí)現(xiàn)闖紅燈報(bào)警功能。 南北紅 燈亮并保持 30秒，同時(shí)東西綠燈亮，但保持 25 秒，到 25 秒時(shí)東西綠燈閃亮 3 次（每周期 1 秒）后熄滅；繼而東西黃燈亮，并保持 2秒，到 2秒后，東西黃燈熄滅，東西紅燈亮，同時(shí)南北紅燈熄滅和南北綠燈亮。 址地分配 南北方向： Ｙ１ 紅燈 Ｔ１ ３０ｓ Ｙ２ 綠燈 Ｔ２ ２５ｓ Ｔ７ 閃亮２ｓ Ｙ３ 黃燈 Ｔ３ ３ｓ 東西方向： Ｙ４ 紅燈 Ｔ４ ３０ｓ Ｙ５ 綠燈 Ｔ５ ２５ｓ Ｔ８ 閃亮２ｓ Ｙ６ 黃燈 Ｔ６ ３ｓ Ｙ 0闖紅燈報(bào)警 Ｙ 10～ Y17 LED 個(gè)位顯示 Ｙ 20～ Y27 LED 十位顯示。 PLC 的選 擇主要應(yīng)從 PLC的機(jī)型、容量、 I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式以及多臺(tái) PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。 系統(tǒng)可靠性的要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。 3)機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。 存儲(chǔ)容量的選擇 用戶程序所需的存儲(chǔ)容量大小不僅與 PLC 系統(tǒng)的功能有關(guān)，而且還與功能實(shí)現(xiàn)湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 17 的方法、程序編寫(xiě)水平有關(guān)。 產(chǎn)品規(guī)格： CPM1A CPU 單元在編程環(huán)境等方面，它不僅具備了以往的小型 PLC所具有的功能，盡可能使安裝空間最小化，并實(shí)現(xiàn)了具有 10點(diǎn) 100 點(diǎn)輸入輸出點(diǎn)數(shù)的彈性構(gòu)成。 LED數(shù)碼管常用段數(shù)一 般為 7 段有的另加一個(gè)小數(shù)點(diǎn)，還有一種是類似于 3位“ +1”型。 LED 數(shù)碼管廣泛用于儀表，時(shí)鐘，車站，家電等場(chǎng)合。下圖例舉的是共陽(yáng)極的 LED 數(shù)碼管，共陽(yáng)就是 7段的顯示字碼共用一個(gè)電源的正。 A、靜態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 靜態(tài)驅(qū)動(dòng)也稱直流驅(qū)動(dòng)。 B、動(dòng)態(tài)顯示驅(qū)動(dòng)： 數(shù)碼管動(dòng)態(tài)顯示介面是單片機(jī)中應(yīng)用最為廣泛的一種顯示方式之一，動(dòng)態(tài)驅(qū)動(dòng)湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 23 是將所有數(shù)碼管的 8 個(gè)顯示筆劃 a,b,c,d,e,f,g,dp 的同名端連在一起，另外為每個(gè)數(shù)碼管的公共極 COM 增加位選通控制電路，位選通由各自獨(dú)立的 I/O 線控制，當(dāng)單片機(jī)輸出字形碼時(shí)，所有數(shù)碼管都接收到相同的字形碼，但究竟是那個(gè)數(shù)碼管會(huì)顯示出字形，取決于單片機(jī)對(duì)位元選通 COM 端電路的控制，所以我們只要將需要顯示的數(shù)碼管的選通控制打開(kāi)，該位就顯示出字形，沒(méi)有選通的數(shù)碼管就不會(huì)亮。 使用 Y10～ Y17 輸出控制十位數(shù)數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 的點(diǎn)亮顯示；使用 Y20～ Y27 輸出控制個(gè)位數(shù)數(shù)碼管的 a、 b、 c、 d、 e、 f、 g 的點(diǎn)亮顯示。 k0 賦初始值給 D0為“ 0”。 因?yàn)轱@示一個(gè)十位數(shù)需要兩個(gè)數(shù)碼管，所以要分別取出個(gè)位數(shù)和十位數(shù)。再用 SEGD 七段碼譯碼指令，把 D2和 D4 分別在 y000 和 y010 顯示出來(lái)，得出一個(gè)兩位數(shù)。 光電傳感器在一般情況下，有三部分構(gòu)成，它們分為：發(fā)送器、接收器和檢測(cè)電路。在接收器的前面，裝有光學(xué)元件如透鏡和光圈等。它由很小的三角錐體反射材料組成，能夠使光束準(zhǔn)確地從反射板中返回，具有實(shí)用意義。但當(dāng)被檢測(cè)物體從槽中通過(guò)時(shí)，光被遮擋，光電開(kāi)關(guān)便動(dòng)作。由一個(gè)發(fā)光器和一個(gè)收光器組成的光電開(kāi)關(guān)就稱為對(duì)射分離式光電開(kāi)關(guān)，簡(jiǎn)稱對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)。正常情況下，發(fā)光器發(fā)出的光被反光板反射回來(lái)被收光器收到；一旦光路被檢測(cè)物擋住，收光器收不到光時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就動(dòng)作，輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)控制信號(hào)。 紅燈報(bào)警系統(tǒng) 揚(yáng)聲器 揚(yáng)聲器 是一種電聲轉(zhuǎn)換部件，它將聲音電信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音。 晶體揚(yáng)聲器發(fā)聲是靠晶體片電伸縮效應(yīng)，引起膜片振動(dòng)，再通過(guò)空氣介質(zhì)傳播聲音。兩者除了電源極性不同外，其工湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 27 作原理都是相同的，下面僅介紹 NPN 硅管的電流放大原理。 由于基區(qū)很薄 ,加上集電結(jié)的反偏，注入基區(qū)的電子大部分越過(guò)集電結(jié)進(jìn)入集電區(qū)而形成集電集電流 Ic，只剩下很少（ 110%）的電子在基區(qū)的空穴進(jìn)行復(fù)合，被復(fù)合掉的基區(qū)空穴由基極電源 Eb 重新補(bǔ)給，從而形成了基極電流 ： Ie=Ib+Ic 這就是說(shuō)，在基極補(bǔ)充一個(gè)很小的 Ib，就可以在集電極上得到一個(gè)較大的 Ic，這就是所謂電流放大作用， Ic 與 Ib 是維持一定的比例關(guān)系 。 P63 為結(jié)束跳轉(zhuǎn)用。 例如， I001 為輸入 X0 從 OFF 到 ON 變化時(shí)，執(zhí)行由該指令作為標(biāo)號(hào)后面的中斷程序，并根據(jù) IRET 指令返回。 常數(shù)（ K/H） 常數(shù)也作為器件對(duì)待，它在存儲(chǔ)器中占有一定的空間，十進(jìn)制常數(shù)用 K 表示，如 18 表示為 K18；十六進(jìn)制常數(shù)用 H 表 示，如 18 表示為 H12。條件跳轉(zhuǎn)指令 條件跳轉(zhuǎn)指令 CJ CJ、 CJP 指令用于跳過(guò)順序程序 某一部分的場(chǎng)合，以減少掃描時(shí)間。 MOV 指令的使用說(shuō)明如圖所示。 減法指令 SUB 與 ADD 指令類似。 [D1.]、 [D2.]也可以同時(shí)指定 32位計(jì)數(shù)器。而你要畫(huà)出來(lái)的話，你可能會(huì)遇到細(xì)節(jié)上的問(wèn)題，比如說(shuō)按鈕開(kāi)關(guān)的方向是怎樣，以及怎么劃分區(qū)域，傳感器的結(jié)構(gòu)，它輸入的模擬量如何轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，接口電路如何選擇，同方向同時(shí)出現(xiàn)闖紅燈和急車時(shí)如何控制紅綠燈的狀態(tài)， LED 顯示如何控制等等。做為一名機(jī)電專業(yè)的學(xué)生對(duì)電器原理圖的了解更應(yīng)該有深刻的認(rèn)識(shí)，知道它的重要性。使我在 PLC 的基本原理、 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程，以及在常用編程設(shè)計(jì)思路技巧（特別是匯編語(yǔ)言）的掌握方面都能向前邁了一大步，為日后成為合格的應(yīng)用型人才打下良好的基礎(chǔ)。是鄢老師耐心細(xì)致地給我講解，指導(dǎo)我查找相關(guān)資料，為我排除困擾，使我走出困境。 鄢老師您辛苦了，忠心的說(shuō)聲謝謝！ 湖北理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) （論文 ) 39 參考文獻(xiàn) [1] 高安邦等 .基于 PLC 的城市交通指揮燈智能化控制系統(tǒng) .哈爾濱：電腦學(xué)習(xí) .2021（ 5）： 12~13 [2] 史叢立 .一種基于 PLC 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