【正文】 院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 2 操作：現(xiàn)在國(guó)內(nèi)單片機(jī)系統(tǒng)的操作均采用自設(shè)計(jì)的鍵盤(pán)，設(shè)定數(shù)據(jù)用撥碼開(kāi)關(guān)，顯示用 LED，整個(gè)面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設(shè)計(jì)時(shí)往往一鍵多用，操作人員很難脫開(kāi)說(shuō)明書(shū)操作。 可編程控制器（ PLC）： 所謂 PLC 系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)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(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的功能。 PLC 的可維護(hù)性： PLC 本身有很強(qiáng)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(zhuān)業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計(jì)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(jiǎn)單。 特點(diǎn)：價(jià)格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡(jiǎn)單。當(dāng)主持人按下?lián)尨鹌靼粹o時(shí)定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 30 秒）若 30秒限制到時(shí)仍無(wú)人搶答則黃燈亮音響電路發(fā)出聲響，以示選手放棄該題。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(jī)器人技術(shù) 并 稱(chēng)為現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化技術(shù)的四大支柱。 最初的電氣自動(dòng)控制裝置 (包括日前使用的一些簡(jiǎn)單機(jī)械 )，只是一些簡(jiǎn)單的手動(dòng)電器 (如刀開(kāi)關(guān)、正反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)等 )。“繼電 — 接觸器控制系統(tǒng)”的基本特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、抗干擾能力強(qiáng)、故障檢修立觀方便、運(yùn)用范圍廣。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 5 ② 體積大 ，材料消耗多。 正因?yàn)槿绱耍?“ 繼電一接觸器控制系統(tǒng) ” 難以適應(yīng)現(xiàn)代復(fù)雜多變的生產(chǎn)控制要求與生產(chǎn)過(guò)程摔制集成化、網(wǎng)絡(luò)化需要。當(dāng)時(shí)，該公司為了適應(yīng)汽車(chē)市場(chǎng)多品種、小批量 的生產(chǎn)要求，需要解決汽 車(chē) 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(wèn)題，提 到 了對(duì)一種新穎控制器的十大技術(shù)要求，并面向社會(huì)進(jìn)行招標(biāo)。此后， PLC 得到了快速發(fā)展，并被廣泛用于各種開(kāi)義量邏輯運(yùn)算與處理的場(chǎng)合。 ． PLC的定義 PLC 技術(shù)一經(jīng)出現(xiàn)，立即引起了全世界的廣泛關(guān)注， 1969 年首先將其進(jìn)行商品化并推向市場(chǎng)的是美國(guó) GOULD 公司 ； 1971 年，在引進(jìn)美國(guó)技術(shù)后，日木研制出了自己的第一臺(tái) PLC； l973 年，德國(guó) SIEMENS 公司也研制出了歐洲第一臺(tái) PLC； 1974 年，法國(guó)隨之也研制出了 PLC。 1980 年，美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì) (National Electronic Manufacture Association，簡(jiǎn)稱(chēng) NEMA)對(duì)可編程序控制器進(jìn)行了如下定義： “可編程序控制器是一種帶有指令存儲(chǔ)器，數(shù)字或模擬輸入 /輸出 接口；以位運(yùn)算為主；能完成邏輯、順序、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算功 能；面向機(jī)器或生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制裝置”。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 。 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。 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、包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 8 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。 （ 2）輸出接口單元。 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。 電源 PLC 內(nèi)部配 有一個(gè)專(zhuān)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）。 掃描周期周而復(fù)始地進(jìn)行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。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。 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中存放的是廠家根據(jù)其選用的 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。 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 10 梯形圖程序讓 PLC 仿真來(lái)自電源的電流通過(guò)一系列的輸入邏輯條件，根據(jù)結(jié)果決定邏輯輸出的允許條件。 中型機(jī)（ I/O 點(diǎn)數(shù)在 256— 1024 之間） 典型的中型機(jī)有 SIEMENS 公司的 S7300 系列、 OMRON 公司的 C200H 系列。如西門(mén)子的 S7200。 I/O 點(diǎn)數(shù)越多，外部可以連接的 I/O器件就越多，控制規(guī)模就越大。 掃描速度 掃描速度是指 PLC 執(zhí)行程序的快慢，是一個(gè)重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)控制取代繼電器控制的穩(wěn)合程度。 通信功能 通信有 PLC之間的通信和 PLC與計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備之間的通信。典型的特殊功能單元有模擬量、模糊控制連網(wǎng)等功能。 體積?。河捎谠谥圃鞎r(shí)采用了大規(guī)模集成電路和微處理器，用軟件編程代替了硬連線，便于安裝，實(shí)現(xiàn)了小型化。 S7200 系列的 PLC 在各種行業(yè)的檢測(cè)及控制的自動(dòng)化都得到廣泛的應(yīng)用。其硬件組成結(jié)構(gòu)圖如圖 所示 : 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 13 圖 1． 搶答器可同時(shí)供 四 組選手參加比賽 2． 給主持人設(shè)置三個(gè) 控制按鈕，用來(lái)控制 搶答 的開(kāi)始、復(fù)位和 答 題計(jì)時(shí) 的 開(kāi)始。 5． 搶答限時(shí)：當(dāng)主持人按下開(kāi)始按鈕后，定時(shí)器 T0 開(kāi)始計(jì)時(shí)（設(shè)定 30S）。綜合考慮到系統(tǒng)的 性價(jià)比和系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，輸入、輸出點(diǎn)留出一定的富裕量，因此 PLC 選擇 SIEMENS 的 S7200 系列的 CPU226 繼電器輸出型 和數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM223。該系統(tǒng)本著簡(jiǎn)單易懂、可靠性強(qiáng)、適應(yīng)性強(qiáng) 等方面進(jìn)行設(shè)計(jì)。 根據(jù)系統(tǒng)控制要求，進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，要充分保證系統(tǒng)的安全，保證整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行安全可靠。 主持人控制臺(tái)控制搶答器的開(kāi)始、答題計(jì)時(shí)和復(fù)位 當(dāng)主持人按下 按鈕后，選手才能正常搶答，否則視為違規(guī) 搶答開(kāi)始程序如下圖 所示 ： 圖 當(dāng)選手搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)開(kāi)始按鈕 后，答題計(jì)時(shí)開(kāi)始，程序如 圖 所示 ： 圖 搶答完畢，當(dāng)主持人按下按鈕 ，系統(tǒng)才能進(jìn)行下一輪的搶答，如 圖 所示 ： 圖 組別顯示 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 19 每當(dāng)主持人發(fā)出開(kāi)始搶答指令后，那組選手最先按下?lián)尨鸢粹o，則數(shù)碼管 1 就顯示該組的組號(hào)，如 圖 所示 ： 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 20 圖 選手的搶答 主持人發(fā)出搶答開(kāi)始指令后，選手開(kāi)始搶答，否則搶答無(wú)效視為違規(guī)搶答， 四 組選手的搶答程序如 圖 所示 ： 圖 選手的搶答 答題限時(shí) 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 21 在搶答成功后，主持人按下答題計(jì)時(shí)開(kāi)始按鈕，同時(shí)數(shù)碼管 3 上顯示答題倒計(jì)時(shí)時(shí)間（該時(shí)間設(shè)定為 50S）。如 圖 所示 ： 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 27 圖 、無(wú)人搶答 若選手在未開(kāi)時(shí)搶答試題時(shí)搶答了，則視為違規(guī)，同時(shí)紅燈亮以示其違規(guī)搶答。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)程中徐桂巖 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，在徐 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)向徐 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 包頭鋼鐵職業(yè) 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。 電氣控制及可編程序控制器 [M ]。 電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) 。濟(jì)源：濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院出版社， 2021 [8] 王芳。 電子工業(yè)出版社 ， 2021 [10] 王成福主編 。 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 [12] 江秀漢 、 湯楠主編 。 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2021 包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)實(shí)踐任務(wù)書(shū) 45