【正文】 ........................................21 致謝 ........................................................................................................ 22 參考文獻 ................................................................................................. 23 附錄 A： 英文資料 附錄 B： 英文資料翻譯 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 附錄 C： 硬件設(shè)計原理圖與 PCB 圖 附錄 D： 其它資料（根據(jù)各課題具體） 附件： 畢業(yè)論文光盤資料 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第一章 緒 論 可編程控制器 PLC的概況 早期的可編程控制器是為了取代繼電器控制線路，采用存儲指令完成順序控制而設(shè)計的。進入 20世紀 80年代后，采用了 16位和少數(shù)的 32位微處理器構(gòu)成 PLC，使得可編程邏輯控制在概念、設(shè)計、性能上都有了新的突破?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則而設(shè)計。 美國數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）根據(jù) GM公司招標的技術(shù)要求，于 1969年研制出世界上第一臺可編程序控制器，并在 GM公司汽車自動裝配線上試用，獲得成功。 PLC總的發(fā)展趨勢 : (1)向高速、大容量方向發(fā)展為了提高 PLC處理性能，要求 PLC有更好的響應(yīng)速度和更大的存儲容量。 (3)開發(fā)新的智能模塊。 (5)增加外部故障的檢測與處理能力。 PLC的應(yīng)用范圍大致歸結(jié)為： （ 1） 開關(guān)量邏輯控制： PLC具有強大的 邏輯運算能力，可以實現(xiàn)簡單和復(fù)雜的邏輯邏輯控制。 （ 4） 定時和計數(shù)控制： PLC具有很強的定時和計數(shù)功能，它可以為用戶提供十幾種甚至上百種，上千種定時器和計數(shù)器。 （ 6） 運動控制： PLC可用于圓周控制和直線控制。廣泛應(yīng)用與機床 ，機械，機器人，電器等。 PLC能編制各種控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID處理一般是用運動專門的 PID子程序。 （ 8） 數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代 PLC不僅能進行算術(shù)運算，數(shù)據(jù)傳送，排序，查表等，而且還能進行數(shù)據(jù)比較，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)通信，數(shù)據(jù)顯示和打印等，它具有很強的數(shù)據(jù)處理能力。 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 1) 可靠性高，抗干擾能力強（硬件、軟件） 工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備的可靠性要求： 1平均故障間隔時間長 2故障修復(fù)時間（平均修復(fù)時間）長短，任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種： （ 1） 偶發(fā)性故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。 （ 2） 永久性故障。如果能在限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使 PLC在惡劣環(huán)境中 不受影響或能把影響的后果限制在最小范圍，使 PLC在惡劣條件消失后自動恢復(fù)正常，這樣能提高平均故障間隔時間 。為此，各 PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使 PLC除了本身具有較強的自診斷能力，能及時給處處錯信息，停止運行等待修復(fù)外，還使 PLC具有很強的抗干擾能力。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。通過閱讀 PLC的用戶手冊或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)很快就能學(xué)會梯形圖編制控制程序。 PLC在執(zhí)行梯形圖程序時，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語言后執(zhí)行（ PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。 3) 設(shè)計、安裝容易，維護工作量少 由于 PLC采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電南京工程學(xué)院自動化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 器、計數(shù)器等器件、控制柜的設(shè)計安裝接線工作量大為減少。并且，由于 PLC的低故障率及很強的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。并且由于 PLC的強抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設(shè)備。濕度變化的能力。 5） 功能強，適應(yīng)面廣 4) 現(xiàn)在 PLC不僅有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量 的輸入輸出、功率驅(qū)動、通信、人機對話、自檢、記錄顯示等功能。 PLC的分類 PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。 1按結(jié)構(gòu)形式分類。 （ 1） 整體式 PLC：整體式 PLC是將電源、 CPU、 I/O接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)，具有機構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。整體式 PLC由于不同 I/O點數(shù)基本單元和擴展單元組成。擴展單元內(nèi)只有 I/O和電源等，美歐 CPU。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，使其功能得以擴展。模塊式 PLC由于PLC內(nèi)框架或基板和各種模塊組成。這種模塊式 PLC的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同模塊的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。還有一些PLC將整體和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式 PLC。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。 （ 1） 抵擋 PLC：具有邏輯運算、定時、計數(shù)、 移位以及自診斷、監(jiān)控 等基本功能，還可有少數(shù)模擬量輸入 /輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。 （ 2） 中檔 PLC:除具有抵擋 PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入 /輸出、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移、遠程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。 （ 3） 高檔 PLC：除具有中檔機的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其它特殊功能函數(shù)的運算、制表及表格傳送功能等。 3按 I/O點數(shù)分類根據(jù) PLC的 I/O點數(shù)的多少，可講 PLC分為小型、中型和大型三類。 （ 2） 中型 PLC—— I/O點數(shù) 256~2048點；雙 CPU，用戶存儲器容量 2~8K （ 3） 大型 PLC—— I/O點數(shù) 2048點；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲器容量 8~16k 南京工程學(xué)院自動化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 PLC的硬件 和軟件的介紹和組成 介紹 PLC的基本組成包括中央處理器（ CPU）、存儲器、 I/O接口（接入口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴展接口等） ,編程器和電源 的組成 1）中央處理器（ CPU） 中央處理器 (CPU)由控制器、運算器和寄存器組成并集成在一個芯片內(nèi)。 小型 PLC的 CPU采用 8位或 16位微處理器或單片機，如 803 M68000等，這類芯片價格很低；中型 PLC的 CPU采用 16位或 32位微處理器或單片機 ，如 80896系列單片機等，這類芯片主要特點是集成度高、運算速度快且可靠性高；而大型 PLC則需采用高速位片式微處理器。 存儲器 PLC的內(nèi)部存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序。 用戶存程序存儲器 用戶程序存儲器用于存放用于載入的 PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程 序因需要修改與調(diào)試，所以成為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機讀寫操作的隨機存取存儲器 RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。 PLC的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。 4)編程器 編程器作用是將用 戶編寫的程序下載至 PLC的用戶程序存儲器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示 PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。簡易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語句形式進行聯(lián)機編程，適合小型 PLC的編程及現(xiàn)場調(diào)試。 目前 PLC制造廠家大都開發(fā)了計算機輔助 PLC編程支持軟件，當(dāng)個人計算機安裝了 PLC編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進行用戶程序的編輯、修改，并通過個人計算機和 PLC之間的通信接口實現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控 PLC運行狀態(tài)等。 PLC大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多 PLC電源還可向外部提供直流 24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡化外圍配置。 PLC 系統(tǒng)也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。 PLC 內(nèi)部有存儲