【正文】 .....................................................21 致謝 ........................................................................................................ 22 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 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(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 附錄 C： 硬件設(shè)計(jì)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(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(chǔ)指令完成順序控制而設(shè)計(jì)的。進(jìn)入 20世紀(jì) 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(jì)、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(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則而設(shè)計(jì)。 美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）根據(jù) GM公司招標(biāo)的技術(shù)要求，于 1969年研制出世界上第一臺(tái)可編程序控制器，并在 GM公司汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得成功。 PLC總的發(fā)展趨勢(shì) : (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(chǔ)容量。 (3)開(kāi)發(fā)新的智能模塊。 (5)增加外部故障的檢測(cè)與處理能力。 PLC的應(yīng)用范圍大致歸結(jié)為： （ 1） 開(kāi)關(guān)量邏輯控制： PLC具有強(qiáng)大的邏輯運(yùn)算能力，可以實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單和復(fù)雜的邏輯邏輯控制。 （ 4） 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制： PLC具有很強(qiáng)的定時(shí)和計(jì)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(shí)器和計(jì)數(shù)器。 （ 6） 運(yùn)動(dòng)控制： PLC可用于圓周控制和直線控制。廣泛應(yīng)用與機(jī)床，機(jī)械，機(jī)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(yùn)動(dòng)專門的 PID子程序。 （ 8） 數(shù)據(jù)處理：現(xiàn)代 PLC不僅能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，數(shù)據(jù)傳送，排序，查表等，而且還能進(jìn)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(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力。 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)（硬件、軟件） 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求： 1平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng) 2故障修復(fù)時(shí)間（平均修復(fù)時(shí)間）長(zhǎng)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(dòng)恢復(fù)正常，這樣能提高平均故障間隔時(shí)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(qiáng)的自診斷能力，能及時(shí)給處處錯(cuò)信息，停止運(yùn)行等待修復(fù)外，還使 PLC具有很強(qiáng)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(guò)閱讀 PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)很快就能學(xué)會(huì)梯形圖編制控制程序。 PLC在執(zhí)行梯形圖程序 時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言后執(zhí)行（ PLC內(nèi)部增加了解釋程序）。 3) 設(shè)計(jì)、安裝容易，維護(hù)工作量少 由于 PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 器、計(jì)數(shù)器等器件、控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。并且，由于 PLC的低故障率及很強(qiáng)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(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。濕度變化的能力。 5） 功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣 4) 現(xiàn)在 PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)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(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)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(gè)機(jī)箱內(nèi)，具有 機(jī)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。整體式 PLC由于不同 I/O點(diǎn)數(shù)基本單元和擴(kuò)展單元組成。擴(kuò)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(kuò)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(diǎn)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(kuò)展和維修。還有一些PLC將整體和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，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(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、 移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少數(shù)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。 （ 2） 中檔 PLC:除具有抵擋 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)據(jù)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)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(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。 3按 I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù) PLC的 I/O點(diǎn)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(diǎn)數(shù) 256~2048點(diǎn)；雙 CPU，用戶存儲(chǔ)器容量 2~8K （ 3） 大型 PLC—— I/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多 CPU， 16位、 32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量 8~16k 南京工程學(xué)院自動(dòng)化學(xué)院自考助學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 第二章 PLC的硬件 和軟件的介紹和組成 PLC的基本組成包括中央處理器（ CPU）、存儲(chǔ)器、 I/O接口（接入口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)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(yùn)算器和寄存器組成并集成在一個(gè)芯片內(nèi)。 小型 PLC的 CPU采用 8位或 16位微處理器或單片機(jī)，如 803 M68000等，這類芯片價(jià)格很低；中型 PLC的 CPU采用 16位或 32位微處理器或單片機(jī)，如 80896系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)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(chǔ)器 PLC的內(nèi)部存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序。 用戶存程序存儲(chǔ)器 用戶程序存儲(chǔ)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(jī)讀寫(xiě)操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)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(xiě)的程序下載至 PLC的用戶程序存儲(chǔ)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(guò)程，顯示 PLC狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語(yǔ)句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型 PLC的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。 目前 PLC制造廠家大都開(kāi)發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助 PLC編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了 PLC編程支持 軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過(guò)個(gè)人計(jì)算機(jī)和 PLC之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向傳送、監(jiān)控 PLC運(yùn)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(qiáng)的開(kāi)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(jiǎn)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(chǔ)