【正文】 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 33 參考文獻 [1] 胡滿紅 主編 . 電氣控 制與 PLC .鄭州：大象出版社， 2021 [2] 王成福主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .北京 ： 機械工業(yè)出版社 ， 2021 [3] 周淑珍、高鴻斌 主編 .PLC 分析與設(shè)計應(yīng)用 .北京：電子工業(yè)出版社， 2021 [5] 王玉中 主編 .電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù) .河南：河南科學(xué)技術(shù)出版社， 2021 [6] 孫平 主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 ， 北京 ： 高等教育出版社 ， 2021 [7] 江秀漢 、 湯楠主編 .可編程序控制器原理及應(yīng)用 .西安： 西安電子科技大學(xué)出版社 ， 2021 [8] 劉敏 主編 .可編程序控制器技術(shù) .北京： 機械工業(yè)出版社， 2021 [9] 鄒其洪 、 黃智偉 、 高嵩 、 等編著 .電工電子實驗與計算機仿真 [M].電子工業(yè)出版社 ， 2021 [10] 林明星 主編 .電氣控制及可編程序控制器 [M ].北京：機械工業(yè)出版社，2021 。在此我要真誠的感謝郭繼紅老師給予我的指導(dǎo)，在設(shè)計過程中郭老師嚴格督促我的畢業(yè)設(shè)計速度，及時的幫我解決我在設(shè)計中遇到的各種問題和困難，在設(shè)計中一直對我嚴格要求，在整個畢業(yè)設(shè)計過程中都給我耐心的指導(dǎo)和講解，并主動為我提供各種相關(guān)技術(shù)資料，在郭 老師的幫助和指導(dǎo)下我順利完成了本次畢業(yè)設(shè)計，也讓我在這次畢業(yè)設(shè)計中受益匪淺， 在此謹向郭老師致以深切的謝意！ 在這次畢業(yè)設(shè)計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 濟源職業(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。從設(shè)計中我學(xué)到許多知識，也理解了做任何事都要細心的道理。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 30 圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 31 圖 由于受實驗設(shè)備條件的限制，本次 設(shè)計只在實驗室進行了模擬實驗調(diào)試，沒有把整個設(shè)計技術(shù)運用到實際當中。 ，第一輪搶答時倒計時運行良好，復(fù)位后 再度搶答時倒計時出現(xiàn)混亂，經(jīng)過認真檢測后，發(fā)現(xiàn)是倒計時程序缺少復(fù)位按鈕所致，添加后程序運行正常。下面為未修改前程序如圖 修改后程序如圖 。 ， 發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管不亮，經(jīng)過認真檢測后，發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管和電源之間未連成回路 ，連接后數(shù)碼管正常顯示。 在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題： ，程序無法下載，經(jīng)過認真檢查后，發(fā)現(xiàn)內(nèi)存沒有初始化 ，對內(nèi)存進行清理后，下載程序進行調(diào)試。如果調(diào)試達不到指標要求，則 可以 對相應(yīng)硬件和軟件部分 設(shè)計 作適當調(diào)整，通常只需要 略微 修改程序就可能 出現(xiàn)實際效果 。在設(shè)計和模擬調(diào)試程序的同時，可以設(shè)計 、 制作控制臺或控制柜， PLC 之外的其他硬件的安裝 .接線工作也可以同時進行。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和 PLC 中的程序 ，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求 ， 下面— 是程序運行調(diào)試中的幾個過程圖 。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 19 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 20 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 21 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 22 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 23 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 24 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 25 圖 PLC 聲光智能搶答器的控制的程序 梯形圖 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 26 5 模擬運行與調(diào)試過程 程序的模擬 運行 將設(shè)計好的程序?qū)懭?PLC 后，首先 要做的就是 仔細檢查 程序 ，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。 PLC 聲光智能搶答器 控制程序 梯形圖 PLC 聲光智能搶答器的 控制的程序 梯形 圖 如圖 所示。 在搶答時只需按動按鈕即可數(shù)碼管在系統(tǒng)程序的控制下自動顯示組號以及倒計時時間。 通過 PLC控制程序來實現(xiàn)整體的運行，系統(tǒng)僅需要少量的按鈕和接口，一般的 PLC 配置都可運行。 輸入 .輸出端子電氣接線圖如下圖 所示。 表 信號名稱 外部元件 內(nèi)部地址 信號名稱 外部元件 內(nèi)部地址 搶答 開始按鈕 SB0 4 組按鈕 SB4 1 組按鈕 SB1 復(fù)位 按鈕 SB5 2 組按鈕 SB2 計時 按鈕 SB6 3 組按鈕 SB3 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 16 二 .PLC 聲光智能搶答器 PLC 控制系統(tǒng)的輸出端口如表 所示 表 輸出信號對照表 信號名稱 代號 內(nèi)部地址 信號名稱 代號 內(nèi)部地址 數(shù)碼管 1 LED1 綠燈 L1 數(shù)碼管 2 LED2 紅燈 L2 數(shù)碼管 3 LED3 黃燈 L3 蜂鳴器 搶答信號燈 L4 系統(tǒng) 硬件 連接 圖 根據(jù)系統(tǒng)要求和所需要的硬件，系統(tǒng)數(shù)字量輸入點總計 10 個點，輸出 點總計30 個點。 ： 在搶答成功后，主持人按下答題計時按鈕，同時數(shù)碼管顯示答題倒計時時間改時間可根據(jù)需要調(diào)節(jié)，此設(shè)定為 30 秒，選手必須在設(shè)定時間內(nèi)完成答題，否則，音響電路 發(fā)出超時報警信號。 ： 若選手在未開始搶答時提前搶答了，則視為違規(guī)，違規(guī)時數(shù)碼管顯示其編號同時紅燈亮音響電路發(fā)出聲響。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 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 15 系統(tǒng)控制要求 四 組以下 選手參加比賽 3 個控制按鈕，用來控制開始 、 復(fù)位 、 停止 。在搶答過程中 主控單元的主要控制對象首先是顯示組號和倒計時的數(shù)碼管， 控制系統(tǒng)就是使它們在不同的時間內(nèi)顯示不同的組號和時間；其次 是 PLC 聲光智能搶答器 內(nèi)的各種輔助裝置，如：指示燈及其各種安全設(shè)施等。 表 主機類型表 型號 主機輸入點數(shù) 主機輸出點數(shù) 可擴展模塊數(shù) 最大擴展電流 /mA CPU221 6 4 無 0 CPU222 8 6 2 340 CPU224 14 10 7 660 CPU226 24 16 7 1000 根據(jù)本設(shè)計輸出端口 .電流流量的需求及價格比較，可選擴展模塊 如表 ，經(jīng)比較后在 設(shè)計中選用了 2 個 8 輸出端口 電流為 50mA 的 EM222 擴展模塊。 CPU226 的 24個輸入點可以滿足本設(shè)計中 7 個輸入點的需求，但是 16 個輸出點不能滿足本設(shè)計 26 個輸出點的需求。 主機 CPU 及擴展模塊選擇 根據(jù)設(shè)計要求，有 7 個輸入端及 26 個輸出端的需要，參照主機類型 表 ， 設(shè)濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 13 計中 主機選用了 為 CPU226。由于其具有極高的性價比，在以下幾方面都有優(yōu)越的表現(xiàn)：極高的可靠性 .程序易于掌握，實時特性功能 .編程語言指令豐富，操作簡便，有豐富的擴展功能?；诳删幊炭刂破鞯纳鲜鰞?yōu)點能夠適應(yīng)和滿足搶答器高性能的使用要求，所以我確定該 搶答器系統(tǒng) 為 PLC(西門子 S7200系列 )。 ：由于可編程控制器采用模塊化結(jié)構(gòu)，一般有 CPU 模塊 .電源模塊 .PID模塊 .模擬輸入和輸出模塊等，可以用這些模塊靈活的組成各種不同的控制系統(tǒng)，對不同的控制系統(tǒng)，只需選取不同的模塊即可，因而具有很好的適用性。可編程控制器（ PLC）是由工業(yè)微型計算機 、 輸入 , 輸出設(shè)備 .保護及抗干擾隔離電路等構(gòu)成的微機控制裝置，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： ：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。 濟源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 12 3 系統(tǒng)硬件設(shè)計 控制系統(tǒng)選取 PLC 智能搶答器使用時涉及到搶答人員的公平 、 公正以及操作是否方便等問題，而且使用的環(huán)境可能是室內(nèi)，所以對設(shè)備的安全性和可靠性要求很高。 五 .通信和聯(lián)網(wǎng) 為了適應(yīng)國外近幾年來興起的工廠自動化（ FA）系統(tǒng) .柔性制造系統(tǒng)（ FMS）及集散控制系統(tǒng)（ DCS）等發(fā)展的需要，必須發(fā)展 PLC 之間， PLC和上級計算機之間的通信功 能。美國 GE 公司的 CNC 設(shè)備新機種也同樣使用了具有數(shù)據(jù)處理的 PLC。為了實現(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。 四 .數(shù)據(jù)處理 在機械加工中，出現(xiàn)了把支持順序控制的 PLC 和計算機數(shù)值控制（ CNC）設(shè)備緊密結(jié)合的趨向。PID（ Proportional Intergral Derivative）模塊的提供使 PLC 具有閉環(huán)控制功能 ,即一個具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過程控制。 相對來說，位置控制模塊比計算機數(shù)值控制 （ CNC）裝置體積更小，價格更低，速