【文章內(nèi)容簡介】 各種形狀和多中彩色的燈管 ,另一種為日光等管或白熾燈管作為光源 ,另配大型廣告語或宣傳畫來達(dá)到宣傳 的效果。這些燈的亮滅 ,閃爍時(shí)間及流動(dòng)方向等均可以通過 PLC 來達(dá)到控制的要求。 可編程控制器 PLC：英文全稱 Programmab leLogic Controller,中文全稱為可編程邏輯控制器，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在社會(huì)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲(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)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程 .作為自動(dòng)控制裝置的核心 ,它具有功能強(qiáng) ,可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn)。 采用流水燈的意義和目的 隨著社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，各種裝飾流水燈，廣告流水燈越來越多的出現(xiàn)在城市中。在大型的晚會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，流水燈更是不可缺少的一道景觀。小型的流水燈多為采用霓虹燈管和各種各樣和多種彩色的燈管，或是以日光燈，白熾燈做為光源。而現(xiàn)代生活中大型樓宇的輪廓裝飾或大型晚會(huì)的燈光布景，由于其變化多， 功率大數(shù)字電路則不能勝任。針對(duì) PLC 日益日益得到廣泛應(yīng)用的現(xiàn)狀，本文介紹 PLC在不同變化類型的流水燈控制中的應(yīng)用，燈的亮滅，閃爍時(shí)間及流動(dòng)的控制均通過 PLC來達(dá)到控制要求。 本次設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 本次設(shè)計(jì)要求利用在學(xué)校學(xué)的 PLC 知識(shí)，應(yīng)用于流水燈控制系統(tǒng)中。控制要求：有7個(gè)流水燈依次循環(huán)點(diǎn)亮，每個(gè)燈點(diǎn)亮的時(shí)間為 3秒。 該裝置可以完成各種指令系統(tǒng)訓(xùn)練以及多種控制對(duì)象的程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練。 4 2. 流水燈系統(tǒng)的主要硬件設(shè)備的介紹 可編程控制器的發(fā)展歷史 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，具有大量的開關(guān)量順序控制，要求按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集等。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。 1968 年美國 GM（通用汽車）公司公開招標(biāo)，提出研制能夠取代繼電器的控制裝置的要求，第二年，美 國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱 Programmable Controller（ PC）。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC），現(xiàn)在，仍常常將 PLC 簡稱 PC。 它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字量、模擬量的輸入 和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為3040%。在這時(shí)期， PLC 在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高， PLC 逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，而且在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的 DCS 系統(tǒng)。 現(xiàn)今， PLC 已經(jīng)具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。在可預(yù)見的將來， PLC 在工業(yè) 自動(dòng)化控制特別是順序控制中的主導(dǎo)地位，是其他控制技術(shù)無法取代的。 可編程控制器的定義 PLC 即可編程控制器：是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的應(yīng)用。 5 可編程控制器的特點(diǎn) （ 1）有的 I/O 接口電路均采 用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 （ 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10— 20ms。 （ 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 （ 4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 （ 5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 （ 7）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 （ 8）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng)使可靠性更進(jìn)一步提高。 I/O 接口 PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如 ：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的 I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)。 PLC 的各個(gè)部件，包括 CPU，電源， I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來說 ，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 PLC 不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接，即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。 PLC 的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 1. PLC 的硬件結(jié)構(gòu) 6 可編程控制器主要由中央處理單元 (CPU)、存儲(chǔ)器 (RAM、 ROM)、輸入輸出單元 (I/O)、電源和編程器等幾個(gè)部分組成。 PLC 硬件結(jié)構(gòu)如圖 21 所示。 央控制處理單元 (CPU) 可編程控制器中常用的 CPU 主要采用通用微處理器、單片機(jī)和雙極型位片式微處理器三種類型。 通用微處理器有 8080、 808 8028 80386 等；單片機(jī)有 803 8096 等；位片式微處理器有 AM2900、 AM2903 等。 FX2N 可編程控制器使用的微處理器是 16 位的 8096 單片機(jī)。 可編程控制器配有兩種存儲(chǔ)器：系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器。 系統(tǒng)存儲(chǔ)器：存放系統(tǒng)管理程序。 用戶存儲(chǔ)器：存放用戶編制的控制程序。 4. 輸入接口電路 PLC 通過輸入單元可實(shí)現(xiàn)將不同輸入電路的電平 進(jìn)行轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成 PLC 所需的標(biāo)準(zhǔn)電平供 PLC 進(jìn)行處理。 接到 PLC 輸入接口的輸入器件是：各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。 PLC 的輸入電路大都相同， PLC 輸入電路中有光耦合器隔離，并設(shè)有 RC 濾波器，用以消除輸入觸點(diǎn)的抖動(dòng)和外部噪聲干擾。 PLC 輸入電路通常有三種類型：直流 (12∽ 24)V 輸入、交流 (100∽ 120)V輸入和交直流 (12∽ 24)V 輸入。 5. 輸出接口電路 PLC 的輸出有三種形式，即繼電器輸出、晶體管輸出、晶閘管輸出。輸出端子有兩種接法：一種是輸出各自獨(dú)立，無公共點(diǎn)：各輸出端子各自形成獨(dú)立回路。一種為每 4∽ 8 個(gè)輸出點(diǎn)構(gòu)成一組，共有一個(gè)公共點(diǎn)：在輸出共用一個(gè)公共端子時(shí)，必須用同一電壓類型和同一電壓等級(jí)，但不同的公共點(diǎn)組可使用不同電壓類型和等級(jí)的負(fù)載，且各輸出公共點(diǎn)之間是相互隔離的。 7 6 電源 PLC 的供電電源一般是市電，也有用直流 24V 電源供電的。 利用編程器可將用戶程序輸入 PLC 的存儲(chǔ)器，還可以用編程器檢查程序、修改程序；利用編程器還可以監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。編程器一般分簡易型和智能型。 8 .