【正文】 第 14 頁(yè) 共 34 頁(yè) CPU 定期向模版發(fā)送命令，模版也定 期將自身的狀態(tài)訊息發(fā)送給主 CPU。對(duì)于模擬量輸入輸出以及簡(jiǎn)單的控制，一般是利用 PLC 的主 CPU 和一定的硬件支持。 特殊功能模版 由于 PLC 在掃描周期方面限制了用戶程序的長(zhǎng)度，這對(duì)于一般的數(shù)字控制應(yīng)該不成問(wèn)題。同時(shí)控制訊息輸出也不是采取生成一個(gè)就輸出一個(gè)的方法，而是先將他們 存放在 RAM 中一個(gè)區(qū)域（輸出映象區(qū)），掃描周期結(jié)束時(shí)再將輸出映象區(qū)中控制訊息集中輸出。 建立 I/O 印象區(qū) PLC 在輸入輸出操作上采用定時(shí)采樣，定時(shí)輸出的方式，即在一個(gè)掃描周期的固定時(shí)刻（一般在掃描周期的開(kāi)始或者結(jié)束）采用所有的輸入點(diǎn)，采樣結(jié)果存入 RAM 中一個(gè)區(qū)（輸入印象區(qū)）。 為了消除兩者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的這種差異， plc 在程序運(yùn)行方式，輸入輸出操作，特殊功能模版等方面作了特別的考慮。但在運(yùn)行方式上， PLC 的軟件邏輯也與繼電器控制系統(tǒng)的硬件邏輯存在根本性的區(qū)別。 PLC 的五個(gè)階段，稱為一個(gè)掃描周期， PLC 完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過(guò)程，掃描周而復(fù)始的進(jìn)行。途中當(dāng) PLC方式開(kāi)關(guān)置于 RUN（運(yùn)行）時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開(kāi)關(guān)置于 STOP（停止）時(shí)，不執(zhí)行后 3 個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通信處理，如對(duì) PLC 聯(lián)機(jī)或離線編程。 XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 12 頁(yè) 共 34 頁(yè) 圖 2 描述了一個(gè)輸入點(diǎn)的接口電路。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可以由 PLC 內(nèi)部提供。 輸入輸出單元包括：輸入接口電路、輸出接口電路。 CPU 的主要功能包括：【 1】從存儲(chǔ)器中讀取指令；【 2】執(zhí)行指令；【 3】順序指令；【 4】處理中斷。圖 1 為 典型的 PLC 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。 CP1 系列 PLC 的特點(diǎn)是其內(nèi)置有四軸高速技術(shù)功能，四軸脈沖輸出功能，四路模擬量輸出功能以及串行通信功能。其目標(biāo)是整體性能最佳。 （ 5） 成熟的工控網(wǎng)絡(luò)體系，通信便捷，易于遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控 設(shè)備層網(wǎng)絡(luò) XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 11 頁(yè) 共 34 頁(yè) 控制層網(wǎng)絡(luò) 信息層網(wǎng)絡(luò) 二、小車運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)原理 PLC 選擇及工作原理 本系統(tǒng)采用歐姆龍公司 CP1H 系列 PLC。 （ 4）功能完善 PLC 的基本功能包括邏輯運(yùn)算，定時(shí)，計(jì)數(shù)，數(shù)制換算，數(shù)值計(jì)算，步進(jìn)控制等 。 （ 2）在軟件設(shè)計(jì)方面也采用了許多很特殊措施，設(shè)置了警戒時(shí)鐘 WDT。 特點(diǎn) PLC之 所以越來(lái)越受到自動(dòng)控制界人士的重視 ,是由于它具有令通用計(jì)算機(jī)望塵莫及的特點(diǎn)。 PLC 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(jiǎn)單等特點(diǎn)。 XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 10 頁(yè) 共 34 頁(yè) PLC 技術(shù)代表了當(dāng)今電氣程序控制的最先進(jìn)水平。使用的編程器越來(lái)越完善，專用編程器實(shí)際上已經(jīng)是一臺(tái)個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)離線編程或在線編程及監(jiān)控，程序打印以及程序固化，實(shí)現(xiàn)圖形組態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)（即掛在 PLC 網(wǎng)絡(luò)上），有些編程器還可以使用高級(jí)語(yǔ)言除了專用編程器外，很多PLC 可以使用通用的筆記本電腦實(shí)現(xiàn)編程，開(kāi)發(fā)一些專用軟件，充分利用個(gè)人計(jì)算機(jī)的能力，完成各種高級(jí)的編程功能，省卻了專用編程器，既便于推廣又節(jié)省投資。 B、 小型 PLC 使用的手握式編程器使用大面積液晶顯示器，也可以用梯形圖和GRAFCET 語(yǔ)言進(jìn)行編程。為了提高系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計(jì)上考慮了容錯(cuò)技術(shù)和冗余技術(shù)等。這一階段的產(chǎn)品向大型和小型兩個(gè)方向發(fā)展 : A、 大型產(chǎn)品的 I/O 點(diǎn)數(shù)，超過(guò) 4000 點(diǎn)，有些產(chǎn)品達(dá)到 8000 個(gè) I/O 點(diǎn)，用戶存儲(chǔ)區(qū)容量超 32KB，配置有各種智能模塊（例如溫度控制模塊、軸定位模塊、過(guò)程控制模塊等）和通信模塊，掃描速率也大大提高，達(dá)到 ，指令功能除了基本的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制外，還有算術(shù)浮點(diǎn)運(yùn)算指令、 PID 調(diào)節(jié)功能指令、圖形組態(tài)功能指令、網(wǎng)絡(luò)和通信指令等。 第三階段：進(jìn)入 80 年代以來(lái)，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32 位微處理器構(gòu)成的 PLC 得到驚人的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了 上述兩階段的產(chǎn)品。 XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 9 頁(yè) 共 34 頁(yè) 第二階段： PLC 的容量有所擴(kuò)展， I/O 點(diǎn)數(shù)從 512 點(diǎn)至 1024 點(diǎn)，用戶程序存儲(chǔ)區(qū)擴(kuò)展到 8KB 以上，速度也有提高，掃描速度達(dá)到 5~6ms/KB，指令功能除了基本的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)外，還增加了算術(shù)運(yùn)算指令、比較指令，以及模擬量處理指令等，輸入／輸出類型也由純開(kāi)關(guān)量 I/O，擴(kuò)展為帶模擬量的 I/O。用戶存儲(chǔ)區(qū)容量在 2KB 左右，掃描速度為 20~50ms/KB，指令較為簡(jiǎn)單，只有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等，編程語(yǔ)言采用簡(jiǎn)單的語(yǔ)句表語(yǔ)言。隨著 CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng) )的發(fā)展， PLC 當(dāng)前還被人們應(yīng)用于工廠通信網(wǎng)絡(luò)、柔性制造系統(tǒng)、工業(yè)機(jī)器人到大型分散型控制系統(tǒng)，之中，與其它智能控制器和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起成為計(jì)算機(jī)綜合控制系統(tǒng)中的重要組成部分，特別是單元級(jí)和工作站級(jí)。 由于 PLC 同時(shí)提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增長(zhǎng)，并普及到許多其它離散零件制造工業(yè)領(lǐng)域。 自 1976 年以來(lái)，微處理器開(kāi)始引入 PLC 領(lǐng) 域，大大加強(qiáng)了 PLC 的作用，使 PLC 由簡(jiǎn)單地代替繼電器電路，而發(fā)展為先 進(jìn)的控制裝置。 后來(lái)，隨著電子科技之發(fā)展及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用之需要，其控制功能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制的范疇， PLC 的功能也日益強(qiáng)大，在 PLC 中加入了模擬量、位置控制及網(wǎng)路等功能，其名稱也就改為可編程控制器（ Programmable Controller），稱 PC。 第一代可編程控制器最早是用于替代傳統(tǒng)的繼電器控制裝置，功能上只有邏輯計(jì)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)以及順序控制等，而且只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制。差不多同時(shí)，美國(guó) MODICON 公司也研制出 084 控制器。這時(shí)的 PLC 用固態(tài)（集成）電路來(lái)代替繼電器邏輯電路，用存儲(chǔ)器電路中的存儲(chǔ)數(shù)位（程序）來(lái)代替繼電器系統(tǒng)的布線，以程序XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 8 頁(yè) 共 34 頁(yè) 來(lái)規(guī)定邏輯關(guān)系；用固態(tài) I/ O 電路來(lái)檢測(cè)按鈕和限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)，給出輸出以控制電機(jī)和其它執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 1968 年美國(guó)通用汽車 公司提出使用新一代控制器的設(shè)想，從用戶的角度考慮，該公司對(duì)新一代控制器提了 10 點(diǎn)要求，為各大公司提供了明確的開(kāi)發(fā)目標(biāo)。雖然小型計(jì)算機(jī)已日趨完善，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，但小型計(jì)算機(jī)用于開(kāi)關(guān)控制系統(tǒng)，又顯然存在著 “大馬拉小車 ”的情況，這是由于小型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)決定的：編程復(fù)雜，要求有較高水平的編程人員和操作人員； 需要配套非標(biāo)準(zhǔn)的外部接口，對(duì)環(huán)境和現(xiàn)場(chǎng)條件的要求過(guò)高； 功能過(guò)剩，機(jī)器資源未能充分利用；造價(jià)高昂。但是，隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，生產(chǎn)規(guī)模越來(lái)越大，勞動(dòng)生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量的要求在不斷提高，對(duì)于控制系統(tǒng)的可靠性也提出了更高的要求，原有 “繼電器控制系統(tǒng) ”已不適應(yīng)需要，究其原因是： 動(dòng)作緩慢；壽命短、可靠性差；體積大、耗電多；設(shè)計(jì)制造周期長(zhǎng)、程序修改費(fèi)時(shí)；不能實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)對(duì)話?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(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)。 致 謝 ............................................................... 30 XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 7 頁(yè) 共 34 頁(yè) 一 、 PLC 概要 基本概念 PLC （ Programmable Logic Controller）， 中文名稱為可編程控制器 ， 是一種電氣自動(dòng)化控制裝置 ， 國(guó)際電工委員會(huì) （ IEC） 將 PLC 定義為 ： 是在工業(yè)環(huán)境中使用的數(shù)字操作的電子系統(tǒng) ， 專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。此舉措不僅方便操作而且在電氣系統(tǒng)運(yùn)行可靠性有了顯著提高。 PLC 應(yīng)用技術(shù)發(fā)展迅速，在工業(yè)控制的眾多領(lǐng)域都得到廣泛的應(yīng)用；特別是在機(jī)車電氣控制系統(tǒng)中大量運(yùn)用。 作者簽名： 年 月 日 XXX 職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2021 屆論文答辯 第 5 頁(yè) 共 34 頁(yè) 摘 要 可編程序控制器（ PLC）是綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)，自動(dòng)化控制技術(shù)和通信技術(shù)的一種新型的、通用的自動(dòng)控制裝置。論文中所引用是他人的無(wú)論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中以明確方式標(biāo)明。 進(jìn)度安排 畢業(yè)項(xiàng)目各階段任務(wù) 起止日期 1．畢業(yè)項(xiàng)目的主題選擇 2021/3/1— 2021/3/10 2． 畢業(yè)項(xiàng)目資料的搜集 2021/3/10— 2021/3/20 3．畢業(yè)項(xiàng)目初稿的完成 2021/3/20— 2021/4/30 4．對(duì)畢業(yè)項(xiàng)目的修改 2021/4/30— 2021/5/5 5． 依據(jù)導(dǎo)師建議再次修改 2021/5/5— 2021/5/6 6. 最終完成 2021/5/92021/5/19 注： 此 表 在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下填寫(xiě)。 畢業(yè)項(xiàng)目的主要內(nèi)容 論文的主