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正文內(nèi)容

照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文(編輯修改稿)

2024-07-21 01:27 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 和模塊式。整體式 PLC 是將電源、CPU、I/O 接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi),具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn);小型 PLC 一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。 模塊式 PLC 由不同 I/O 點(diǎn)數(shù)的基本單元(又稱主機(jī))和擴(kuò)展單元組成?;締卧獌?nèi)有 CPU、I/O 接口、與 I/O 擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口,以及與編程器或EPROM 寫入器相連的接口等;擴(kuò)展單元內(nèi)只有 I/O 和電源等,沒有 CPU;基本單元和擴(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接; 整體式 PLC 一般還可配備特殊功能單元,如模擬量單元、位置控制單元等,使其功能得以擴(kuò)展。這種模塊式 PLC 的特點(diǎn)是配置靈活,可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng),而且裝配方便,便于擴(kuò)展和維修。大、中型 PLC 一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些 PLC 將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來,構(gòu)成所謂疊裝式PLC。3按功能分,可分為低檔、中檔、高檔三類。低檔 PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能;還可有少量模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能;主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。中檔 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外,還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能;有些還可增設(shè)中斷控制、PID 控制等功能,適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。高檔 PLC 除具有中檔機(jī)的功能外,還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等;高檔 PLC 機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能,可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。 PLC 的特點(diǎn)(1)可靠性高,抗干擾能力強(qiáng)高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC 由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù),采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造,內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù),具有很高的可靠性。一些使用冗余 CPU 的 PLC 的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC 的機(jī)外電路來說,使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng),和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比,電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC 帶有硬件故障自我檢測功能,出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中,應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序,使系統(tǒng)中除 PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣,整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。(2)配套齊全,功能完善,適用性強(qiáng)PLC 發(fā)展到今天,已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品??梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外,現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力,可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來 PLC 的功能單元大量涌現(xiàn),使 PLC 滲透到了位置控制、溫度控制、CNC 等各種工業(yè)控制中。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展,使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。易學(xué)易用,深受工程技術(shù)人員歡迎PLC 作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電4器電路圖相當(dāng)接近,只用 PLC 的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。(3)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小,維護(hù)方便,容易改造PLC 用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短,同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。(4)體積小,重量輕,能耗低以超小型 PLC 為例,新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm,重量小于150g,功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部,是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 PLC 的結(jié)構(gòu)PLC 的類型繁多,功能和指令系統(tǒng)也不盡相同,但結(jié)構(gòu)與工作原理則大同小異,通常由主機(jī)、輸入/輸出接口、電源、編程器擴(kuò)展器接口和外部設(shè)備接口等幾個(gè)主要部分組成。 主機(jī) 主機(jī)部分包括中央處理器(CPU) 、系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。CPU 是 PLC 的核心,它用以運(yùn)行用戶程序、監(jiān)控輸入/輸出接口狀態(tài)、作出邏輯判斷和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,即讀取輸入變量、完成用戶指令規(guī)定的各種操作,將結(jié)果送到輸出端,并響應(yīng)外部設(shè)備(如編程器、電腦、打印機(jī)等)的請求以及進(jìn)行各種內(nèi)部判斷等。PLC 的內(nèi)部存儲(chǔ)器有兩類,一類是系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,主要存放系統(tǒng)管理和監(jiān)控程序及對用戶程序作編譯處理的程序,系統(tǒng)程序已由廠家固定,用戶不能更改;另一類是用戶程序及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器,主要存放用戶編輸入模塊 CPU模 塊輸出模塊可 編 程 序 控 制 器編 程 裝 置接 觸 器電 磁 閥指 示 燈電 源 電 源 限 位 開 關(guān)選 擇 開 關(guān)按 鈕 5制的應(yīng)用程序及各種暫存數(shù)據(jù)和中間結(jié)果。 輸入/輸出( I/O)接口 I/O 接口是 PLC 與輸入/輸出設(shè)備連接的部件。輸入接口接受輸入設(shè)備(如按鈕、傳感器、觸點(diǎn)、行程開關(guān)等)的控制信號(hào)。輸出接口是將主機(jī)經(jīng)處理后的結(jié)果通過功放電路去驅(qū)動(dòng)輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、指示燈等) 。I/O 接口一般采用光電耦合電路,以減少電磁干擾,從而提高了可靠性。I/O 點(diǎn)數(shù)即輸入/輸出端子數(shù)是 PLC 的一項(xiàng)主要技術(shù)指標(biāo),通常小型機(jī)有幾十個(gè)點(diǎn),中型機(jī)有幾百個(gè)點(diǎn),大型機(jī)將超過千點(diǎn)。 電源圖中電源是指為 CPU、存儲(chǔ)器、I/O 接口等內(nèi)部電子電路工作所配置的直流開關(guān)穩(wěn)壓電源,通常也為輸入設(shè)備提供直流電源。 編程器編程器是 PLC 的一種主要的外部設(shè)備,用于手持編程,用戶可用以輸入、檢查、修改、調(diào)試程序或監(jiān)示 PLC 的工作情況。除手持編程器外,還可通過適配器和專用電纜線將 PLC 與電腦聯(lián)接,并利用專用的工具軟件進(jìn)行電腦編程和監(jiān)控。 輸入/輸出擴(kuò)展單元I/O 擴(kuò)展接口用于連接擴(kuò)充外部輸入/輸出端子數(shù)的擴(kuò)展單元與基本單元(即主機(jī)) 。 外部設(shè)備接口此接口可將編程器、打印機(jī)、條碼掃描儀等外部設(shè)備與主機(jī)相聯(lián),以完成相應(yīng)的操作。 可編程控制器的性能指標(biāo) (1)I/O 點(diǎn)數(shù)I/O 點(diǎn)數(shù)是評(píng)價(jià)一個(gè)系列的 PLC 可用于何等規(guī)模的系統(tǒng)的重要參數(shù),通常廠家的技術(shù)手冊都會(huì)給出相應(yīng)的 PLC 的最大數(shù)字 I/O 點(diǎn)數(shù),以反映該類型 PLC的最大輸入、輸出規(guī)模。 (2)存儲(chǔ)器的容量廠家提供的存儲(chǔ)容量指標(biāo)一般均指用戶程序存儲(chǔ)器容量,體現(xiàn)了用戶程序可以達(dá)到的規(guī)模。一般以 KB(千字節(jié)) 、MB(百萬字節(jié))表示,有些 PLC 的用戶程序存儲(chǔ)器需要另外外插的存儲(chǔ)器卡,或者可以存儲(chǔ)卡擴(kuò)充。6 (3)掃描速度 掃描速度指標(biāo)體現(xiàn)了 PLC 指令執(zhí)行速度的快慢,是對控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)。一般用 ms/k 單位來表示,即執(zhí)行 1K 步所需時(shí)間。 (4)內(nèi)部寄存器 內(nèi)部寄存器用于存放中間結(jié)果、中間變量、定時(shí)計(jì)數(shù)等數(shù)據(jù),其數(shù)量的多少及容量的大小直接關(guān)系到編程的方便、靈活與否。 (5)指令系統(tǒng) 指令種類的多少是衡量 PLC 軟件系統(tǒng)功能強(qiáng)弱的重要指標(biāo),指令越豐富,用戶編程越方便,越容易實(shí)現(xiàn)負(fù)載功能,說明 PLC 的軟件系統(tǒng)功能越強(qiáng)。 (6)特殊功能及模塊 除基本功能外,評(píng)價(jià) PLC 技術(shù)水平的指標(biāo)還可看一些特殊功能,如自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、遠(yuǎn)程 I/O 能力等,以及 PLC 所能提供的特殊功能模塊。例如,高速計(jì)算模塊、位置控制模塊、閉環(huán)控制模塊等。 (7)工作環(huán)境PLC 對工作環(huán)境有一定的要求,應(yīng)盡量避免安裝在有大量粉塵和金屬屑的場所,避免陽光直射,避免有腐蝕性氣體和易燃?xì)怏w的場所,盡量避免連續(xù)的震動(dòng)和沖擊,PLC 適宜的溫度范圍通常為 0~55℃,對適度的要求是小于85%(無結(jié)露) 。 主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)采用 S7300 控制器控制照明系統(tǒng)根據(jù)教室照明系統(tǒng)的工作特點(diǎn) ,采用 PLC 實(shí)現(xiàn)對照明系統(tǒng)的控制總體設(shè)計(jì)主要包括硬件的設(shè)計(jì)和軟件的設(shè)計(jì)。硬件設(shè)計(jì)主要包括 PLC 的選型和 PLC 外部連線。軟件設(shè)計(jì)根據(jù)控制的要求對教室的不同區(qū)域、照度的不同等進(jìn)行 I/0 分配同時(shí)編制了系統(tǒng)梯形圖控制程序最后進(jìn)行仿真與調(diào)試達(dá)到教室照明系統(tǒng)的要求。 技術(shù)要求 (1)當(dāng)教室無人時(shí)所有的燈都自動(dòng)關(guān)閉; (2)當(dāng)教室有人且照度達(dá)不到設(shè)定的要求時(shí)自動(dòng)打開人所在區(qū)域的燈; 7 (3)當(dāng)教室有人且照度達(dá)到設(shè)定的要求時(shí)自動(dòng)關(guān)閉人所在區(qū)域的燈; (4)對于使用投影儀的多媒體教室,可以實(shí)現(xiàn)在投影儀開啟后延時(shí)一定時(shí)間,自動(dòng)關(guān)閉講臺(tái)區(qū)域?qū)?yīng)的燈以達(dá)到較佳的視覺效果。 PLC 工作原理 PLC 是采用 “順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在 PLC 運(yùn)行時(shí),CPU 根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序,按指令步序號(hào)(或地址號(hào))作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號(hào)的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC 的掃描一個(gè)周期必經(jīng)輸入采樣
點(diǎn)擊復(fù)制文檔內(nèi)容
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