毕业设计(论文)基于PLC八路抢答器程序设计.doc
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1、黑龙江信息技术职业学院毕业设计(论文)说明书题目:基于PLC八路抢答器程序设计系 部 自动控制工程系 专 业 电气自动化 年 级 08 级一班 姓 名 指导教师 2010年 11 月 28 日黑龙江信息技术职业学院毕业设计(论文)任务书题目:基于PLC八路抢答器程序设计学生姓名 系部名称 自动控制工程系 专 业 电气自动化 学 号 指导教师 职 称 一、原始依据二、参考文献1 谢自美主编 电子线路设计.实验.测试(第二版) 华中科技大学出版社 2002年2 李建忠编著 单片机原理及运用 西安电子科技大学出版社 2001年3 冯建华 赵亮编著 单片机应用系统设计与产品开发 人民邮电出版社 200
2、4年4 潘永雄等编著 电子电路CAD实用教程(第二版) 西安电子科技大学出版社 2001年 5 吴黎明编著 单片机原理及运用技术科学出版社6 马光编著 单片机原理及运用机械工业出版社7 白驹珩 雷晓平编著 单片计算机及运用 高等教育出版社 电子科技大学出版社8 陈小忠 主编单片机接口技术实用子程序 人民邮电出版社三、设计(研究)内容和要求内容:要求:指导教师(签字) 年 月 日 审题小组组长(签字)年 月 日黑龙江信息技术职业学院毕业设计(论文)开题报告课题名称基于PLC八路抢答器程序设计学院名称黑龙江信息技术职业学院专业名称电气自动化学生姓名指导教师研究背景:参考文献:1 张毅刚 编著新编M
3、CS-51单片机应用设计 哈尔滨工业大学出版社2 张大明主编 单片机微机控制应用技术 机械工业出版社3 何立民编著 MCS51系列单片机应用系统设计 北京航空航天大学出版社 1999年4 赵晓安主编 MCS-51单片机原理及应用 天津大学出版社 2001年5 杨素行 主编模拟电子技术基础简明教程 高等教育出版社6 房小翠 主编单片微型计算与机电接口技术国防工业出版社7 吴金戌 沈庆阳 郭庭吉8051单片机实践与应用清华大学出版社,2002选题是否合适: 是 否课题能否实现: 能 不能指导教师(签字)年 月 日选题是否合适: 是 否课题能否实现: 能 不能审题小组组长(签字)年 月 日摘 要文章
4、介绍一种利用日本三菱公司生产的FX2N-32MR 型PLC 作为核心控制器的八路抢答器系统,并且给出了系统结构图、外部接线图、梯形图以及输入输出端子的分配方案。该抢答器除具有基本的抢答功能外,还具有数字显示功能。抢答器工作原理:当主持人发布抢答命令后,若有人按下按键,这时通过程序判断且在数码管显示先按键的人,这时其他人将不能进行按键作。并且答题人要在规定的时间内给出正确答案。当要进行下一次抢答时,由主持人按复位键,电路复位,进入下一次抢答。该电路具有工作稳定可靠、响应速度快、实时性强等特点。如果对外部电路稍加修改,或者在系统程序中加入分支,可以把六路抢答器改为更多路的抢答器。如果去除系统中的互
5、锁和限时功能,可以把抢答器改为呼叫器,能够用在医院病房、宾馆客房、写字楼办公室、工厂生产车间等多种地方。关键词: PLC;抢答器;梯形图;指令表AbstractThe article introduces a use of mitsubishi Japan production FX2N - 32MR type PLC as core controller of zhuhai scare-answering inverter system, and gives the system structure and external hookup, ladder diagram and the in
6、put and output terminals of distribution solutions. This contest is besides having basic vies function outside, still have digital display function. Scare-answering system can work principle: when the compere release vies to order, if someone press the button, then through procedure in judgment and
7、digital pipe display buttons, then first others will cannot undertake buttons. And the answer to within the prescribed time gives the correct answer. When will the next contest, the host press the reset button, circuit reset, enter the next contest. This circuit has stable and reliable, and response
8、 speed, good real-time performance, etc. If external circuit slightly modify, or in the system programming add branch, can put back vies to implement instead more road vies to implement. If remove system of interlock and limit function, can put the responder device instead pager, can be used in hosp
9、ital wards, hotel guest room, office buildings, factory production workshop etc. Various places. Keywords: PLC, Scare-answering manometers; Ladder diagram, Instructions table 目 录摘 要3第一章 绪论11.1课题设计的目的11.2设计的内容11.3课题研究的目的及意义11.4 PLC概述21.4.1 PLC的命名与定义31.4.2 PLC的主要特点:31.4.3 PLC的用途41.4.4发展趋势5第二章 基本指令系统和编
10、程方法62.1 基本指令系统特点62.2 编程语言的形式72.3编程器件102.4 FX2N系列的基本逻辑指令13第三章 发光二极管163.1 发光二极管16163.3 发光二极管的发光原理19第四章 抢答器程序设计204.1 I/O分配204.2 根据控制要求进行梯形图设计214.3 外部硬件接线图33第五章总结34致 谢35参考文献36第一章 绪论1.1课题设计的目的电子产品在生活中有着极其广泛的应用,包括计算机、数字通信、智能仪器仪表、自动控制及航天等领域中。这些给人们带来了生活,工作等方面带来了极大的方便。工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛, 抢答器是必要设备。在电视上举行的各
11、种竞赛中我们在经常看到有抢答的环节,举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权,这在某种程度上会因为主持人的主观误断造成比赛的不公平性。目前国内外各种抢答器产品种类繁多且功能各有差异,但较多都是数字电路实现。为了提出一种新的设计方案,并且提高自己的应用能力,巩固一下大学期间的知识 ,我就本次课设的机会制作一个低成本但又能满足实际需要的八路数显抢答器。抢答器在比赛等场合中不可缺少的设备。1.2设计的内容1、竞赛共分8组,每个参赛组各设一常开按钮,分别为SB1、SB2、 SB3、SB4、SB5、SB6,SB7,SB8共用一个蜂鸣器和一个数码显示器。 2、当主持人按下复位按钮后,显示器和
12、蜂鸣器复位,参赛选手开始答题,同时绿色指示灯亮。 3、选手若要回答问题时,须抢先按下桌子上的抢答按钮。 4、在主持人响应后,参赛选手应在限定的时间内回答问题,当回答到30S时黄灯亮,表示还有剩下10秒钟回答时间到,当40S总时间到时红灯亮选手应停止回答问题。如主持人再有新的抢答题时重复本方案操作。 5、要有I/O的分配、外部接线图、梯形图、指令语句表。 1.3课题研究的目的及意义 本课题研究的目的是研究抢答器的准确性和所应用的范围,正确的认识和了解抢答器的性能及应用范围,合理利用抢答器。在抢答器毕业设计中,我运用了可编程序控制器和其他选修课程的理论和实际知识进行设计,加深了对以前所学的知识的理
13、解。掌握了PLC设计的一般规律, 提高了我分析和解决实际问题的能力。通过本次毕业设计,我学会了从所实现的目的出发,合理选择所需要的硬件和软件,制订合理的设计方案,省时省力的完成设计。通过此次设计,提高了运用标准、手册、图册和查阅有关技术资料等的能力,提高了可编程控制器设计的基本能力。1.4 PLC概述 随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展,计算机控制已扩展到所有的控制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应,生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。为了满足这一需求,生产设备的控制系统必须具有极高的灵活性和可靠性,可编程控制器就顺应而生。 1969年美国数字设备公司(DE
14、C)根据美国通用汽车公司的这种要求,研制成功了世界上第一台可编程控制器,并在通用汽车公司的自动装配线上试用,取得很好的效果。从此这项技术迅速发展起来。1.4.1 PLC的命名与定义PLC可编程序控制器:PLC英文全称Programmable Logic Controller ,中文全称为可编程逻辑控制器。国际电工委员会( IEC)于 1982年11月1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义:一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类
15、型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充功能的原则而设计。1.4.2 PLC的主要特点:1高可靠性(1) 所有的I/O 接口电路均采用光电隔离使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。 各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。良好的自诊断功能一旦电源或其他软硬件发生异常情况CPU立即采用有效措施以防止故障扩大。2丰富的I/O 接口模块PLC针对不同的工业现场信号如交流或直流、开关量或模拟量等有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备如按钮、行程开关等。另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络它还有多
16、种通讯联网的接口模块等等。3采用模块化结构为了适应各种工业控制需要除了单元式的小型PLC 以外,绝大多数PLC 均采用模块化结构,PLC 的各个部件包括CPU 电源I/O 等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。4 编程简单易学PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式,对使用者来说不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。5 安装简单维修方便PLC不需要专门的机房可以在各种工业环境下直接运行,使用时只需将现场的各种设备与PLC 相应的I/O 端相连接即可投入运行,各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用
17、户了解运行情况和查找故障,由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障用户可以通过更换模块的方法使系统迅速恢复运行。1.4.3 PLC的用途 PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。PLC的应用通常可分为五种类型:1.顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域,用以取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、
18、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。2.运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下,PLC把扫描目标位置的数据送给模版块,其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时,位置控制模块保持适当的速度和加速度,确保运动平滑。相对来说,位置控制模块比计算机数值控制(CNC)装置体积更小,价格更低,速度更快,操作方便。3.闭环过程控制 PLC能控制大量的物理参数,如温度、压力、速度和流量等。PID(Proportional Intergral Derivative)模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能
19、力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。4.数据处理 在机械加工中,出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制(CNC)设备紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列,已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递,该公司采用了窗口软件。通过窗口软件,用户可以独自编程,由PLC送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。5.通信和联网 为了适应国
20、外近几年来兴起的工厂自动化(FA)系统、柔性制造系统(FMS)及集散控制系统(DCS)等发展的需要,必须发展PLC之间,PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统,不仅PLC数据通信速率要求高,而且要考虑出现停电故障时的对策。1.4.4发展趋势PLC的发展是要配合控制技术和计算机的发展。目前而言: 1高速处理数据、大存储容量是PLC发展的一个方向。 2增加更为丰富的模块技术,比如数控模块、语音处理模块等等,模块自身带有CPU,在工作中可以与主CPU并行工作,有利于PLC扫描速度的提高。3伴随现在的计算机网络和通讯网络的飞速发展,PLC技术应该迎头赶上,针对工业以太网络技术的PLC技术已
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