【正文】 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。 輸入 .輸出端子電氣接線圖如下圖 所示。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 。 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。可編程控制器（ 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。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。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。 特殊功能單元種類多，也可以說(shuō) PLC 的功能多。大 .中 .小型PLC 的存儲(chǔ)容量變化范圍一般為 2KB～ 2MB。 微型和小型 PLC 一般為整體式結(jié)構(gòu)。 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。 ，讀輸入 、 輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。 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 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。 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。 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。 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。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。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) 。 操作： PLC 的操作采用觸摸式操作終端，人機(jī)界面，全屏顯示，上面設(shè)計(jì)了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對(duì)操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦發(fā)生故障，操作人員必須翻閱說(shuō)明書(shū)方能發(fā)現(xiàn)故障所在，最終按說(shuō)明書(shū)指示排除故障，這樣排除故障的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)。 PLC 智能搶答器 與 單片機(jī)搶答器 相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性 .首先說(shuō)一下單片機(jī)搶答器 ， 所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場(chǎng)上的單片機(jī) CPU 及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路板，最終設(shè)計(jì)成一臺(tái)簡(jiǎn)易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所要求的控制功能。 在 PLC 的三種編程語(yǔ)言中，梯形圖和語(yǔ)句表是 PLC 最基本的 、最常用的編程語(yǔ)言。 第三周 : 收集 PLC 聲光 智能搶答器的資料 ,對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)計(jì)。 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題目 基于 PLC 控制的四路智能搶答器 系別 電氣工程系 系 專業(yè) 電氣自動(dòng)化 班級(jí) 電氣 0801 姓名 周建忠 學(xué)號(hào) 08040139 指導(dǎo)教師 郭繼紅 日期 2021 年 12 月 濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) I 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 設(shè)計(jì)題目 ： 基于 PLC 控制的 四路 智能搶答器 設(shè)計(jì)要求 ： 4 組以下選手參加比賽 。 第二周：根據(jù)設(shè)計(jì)要求分析 PLC 聲光 智能搶答器的 工作原理。通過(guò)搶答器的指示燈顯示 、 數(shù)碼顯示和警示蜂鳴等手段指示出第 1 搶答者 。用 PLC 進(jìn)行知識(shí)競(jìng)賽搶答器設(shè)計(jì)，其控制方便，靈活，只要改變輸入 PLC 的控制程序，便可改變競(jìng)賽搶答器的搶答方案。 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)，濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 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。 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。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 15 秒）若 15 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。1987 年 2 月，國(guó)際電工委員會(huì)（ IEC）對(duì)可編程控制器 （ PLC） 的定義是：可編程控制器是一種數(shù)學(xué)運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)。 可編程控制器的控制中樞，在系統(tǒng)監(jiān)控下工作，承擔(dān)著將外部輸入的信號(hào)的狀態(tài)寫(xiě)入映像寄存器區(qū)域，然后將結(jié)果送到輸出映像寄存器區(qū)域。 PLC 輸出電路結(jié)構(gòu)形式分為繼電器式 、 晶閘管式和晶體管輸出型等三種。 PLC 接口電路分為 I/O 擴(kuò)展接口電路和外設(shè)通信接口電路兩類 （ 1） I/O 擴(kuò)接口電路 I/O 擴(kuò)展接口電路用連接 I/O 擴(kuò)展單元，可以用來(lái)擴(kuò)充開(kāi)關(guān)量 I/O 點(diǎn)數(shù)和增加模濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 擬量的 I/O 端子。 PLC 不僅可進(jìn)行邏輯運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換以及順序控制，還可實(shí)現(xiàn)模擬運(yùn)算 、 顯示 、 監(jiān)控 、 打印及報(bào)表生成等功能，并具有完善的輸入輸出系統(tǒng)。 PLC具有很強(qiáng)的監(jiān)控功能，利用編程器 .監(jiān)視器或觸摸屏等人機(jī)界面可對(duì) PLC 的遠(yuǎn)行狀濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。 PLC 工作原理 一 ． 循環(huán)掃描的特點(diǎn) 寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動(dòng)的，在程序執(zhí) 行過(guò)程中的一個(gè)周期內(nèi)輸入映像寄存器的值保持不變， CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來(lái)控制程序的執(zhí)行。 。 二 .按結(jié)構(gòu)形式分 根據(jù) PLC 結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 主要可分為整體式和模塊式兩類。 這里專指用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量，它決定了用戶所編程序的長(zhǎng)短。 擴(kuò)展能力包括 I/O 點(diǎn)數(shù)的擴(kuò)展和 PLC 功能的擴(kuò)展兩方面的內(nèi)容。 二 .運(yùn)動(dòng)控制 PLC 制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。著名的日本 FANUC 公司 推出的 系列，已將 CNC 控制功能作為 PLC 的一部分。為此，我們對(duì)將采用的控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的分析對(duì)比。 PLC 聲光智能搶答器的 各種檢測(cè)信號(hào)均為數(shù)字量，中小 型搶答器 系統(tǒng) 用西門(mén)子 S7200 系列就完全可以滿足電氣控制系統(tǒng)方面的要求。 一般 PLC 聲光智能搶答器 選用按鈕操作，界面清楚，易于操作。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 CPU222 繼電器輸出型 和數(shù)字量擴(kuò)展模塊 EM222。本程序簡(jiǎn)潔易懂 、 便于修改 、 使用性強(qiáng) 、 條理性強(qiáng)，具體如下。全部調(diào)試通過(guò)后， 再 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的 實(shí)驗(yàn) ，系統(tǒng) 才 可以投入 到實(shí)際運(yùn)用當(dāng)中 。 下面為未修改前程序如圖 修改后程序如圖