(精品論文)plc論文

摘要 簡(jiǎn)易自動(dòng)響鈴裝置是生活中常見(jiàn)的報(bào)警裝置，報(bào)警裝置在生產(chǎn)和生活中是隨處可見(jiàn)的，它雖然并不復(fù)雜，但是在日常的生產(chǎn)生活中起著十分重要的作用，比如一些容易發(fā)生危險(xiǎn)的地方，人多的場(chǎng)合，如果將要發(fā)生危險(xiǎn)，報(bào)警裝置可以提前通知人們，達(dá)到防患于未然，在小的方面應(yīng)用也很多，在這就不一一列舉，以前報(bào)警裝置一模擬電路為主，但由可編程器件構(gòu)成的電路現(xiàn)在明顯比模擬電路優(yōu)點(diǎn)多，可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。所以可編程邏輯器件現(xiàn)在是主流！關(guān)鍵詞：響鈴 可編程器件 English abstractSimple automatic ringing device is the common life of the alarm device, alarm device is in production and daily life everywhere, while it is not complicated, but in daily production plays an important role in life, such as a number of risk-prone places, people and more occasions to be dangerous if the alarm device can inform people in advance, to take preventive measures, the application in small and there are many that do not list them in the past, an analog circuit-based alarm However, the circuit formed by a programmable device is now significantly more than the advantages of analog circuits, programmable logic controller is a digital computing operate the electronic systems in industrial environments for applications. It uses a programmable memory, used to implement logic in its internal memory operations, sequence control, timing, counting and arithmetic instructions such as operation and, through digital, analog input and output, control various machines or production process. So now the mainstream programmable logic device!目錄緒論1.可編程邏輯器件的簡(jiǎn)介32.可編程邏輯器件的應(yīng)用與特點(diǎn)33可編程邏輯器件的幾大生產(chǎn)廠家5主體第一章 整體方案的選擇1產(chǎn)品現(xiàn)狀分析62方案選擇63.PLC與單片機(jī)系統(tǒng)做比較7第二章 電路設(shè)計(jì)1.所用控制單元82.I/O分配103.梯形圖設(shè)計(jì)104.運(yùn)行過(guò)程分析115.源程序116.電路安裝調(diào)試12第三章 總結(jié)與展望1.總結(jié)122.致謝133.參考文獻(xiàn)134.附錄14緒論1.可編程邏輯器件的簡(jiǎn)介可編程序控制器，英文稱(chēng)Programmable Controller，簡(jiǎn)稱(chēng)PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程序控制器的縮寫(xiě)。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專(zhuān)為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC是微機(jī)技術(shù)與傳統(tǒng)的繼電接觸控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機(jī)械觸點(diǎn)的接線復(fù)雜、可靠性低、功耗高、通用性和靈活性差的缺點(diǎn)，充分利用了微處理器的優(yōu)點(diǎn)，又照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣操作維修人員的技能與習(xí)慣，特別是PLC的程序編制，不需要專(zhuān)門(mén)的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言知識(shí)，而是采用了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的簡(jiǎn)單指令形式，使用戶(hù)程序編制形象、直觀、方便易學(xué)；調(diào)試與查錯(cuò)也都很方便。用戶(hù)在購(gòu)到所需的PLC后，只需按說(shuō)明書(shū)的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)易的用戶(hù)程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐?？删幊绦蚩刂破饕恢痹诎l(fā)展中，所以至今尚未對(duì)其下最后的定義。國(guó)際電工學(xué)會(huì)（IEC）曾先后于1982.11；1985.1和1987.2發(fā)布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn)草案的第一，二，三稿。在第三稿中，對(duì)PLC作了如下定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的，模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(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)。定義強(qiáng)調(diào)了PLC是：1 數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)也是一種計(jì)算機(jī)2 專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)3 面向用戶(hù)指令編程方便4 邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)計(jì)算和算術(shù)操作5 數(shù)字量或模擬量輸入輸出控制6 易與控制系統(tǒng)聯(lián)成一體7 易于擴(kuò)充2.PLC特點(diǎn)(1)可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)一般對(duì)控制設(shè)備要求很高，應(yīng)具有很強(qiáng)的抗干擾能力和高的可靠性，能在惡劣的環(huán)境中可靠地工作，平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)，故障修復(fù)時(shí)間短。這是PLC控制優(yōu)于微機(jī)控制的一大特點(diǎn)。例如日本的三菱公司F1、F2系列平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)達(dá)30萬(wàn)h，而A系列的可靠性比F1、F2系列更高。在PLC設(shè)計(jì)中，可以從硬件和軟件兩方面采取措施，防止以上故障的發(fā)生，以提高其可靠性。主要措施有：硬件措施有：屏蔽:對(duì)電源變壓器、CPU編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，以防外界干擾。濾波:對(duì)供電系統(tǒng)及輸入/輸出線路采用多種形式的濾波，如LC式型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除高頻干擾和削弱各種模塊之間的相互影響。電源的調(diào)整與保護(hù):對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓影響。隔離:在微處理器與輸入/輸出電路之間，采用光電隔離，有效地隔離輸入/輸出間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作的可能。聯(lián)鎖:所有輸出模塊都受開(kāi)門(mén)信號(hào)控制，而這個(gè)信號(hào)只在規(guī)定的各種條件都滿(mǎn)足時(shí)才有效，這樣就有效地防止了產(chǎn)生不正常輸出的可能性。采用模塊式結(jié)構(gòu):這種結(jié)構(gòu)有助于故障情況下短時(shí)修復(fù)。設(shè)置環(huán)境檢測(cè)和診斷電路:這種分電路與軟件配合，可以實(shí)現(xiàn)靈活保護(hù)與故障指示等功能。軟件措施有：故障檢測(cè):軟件定期地檢測(cè)外界環(huán)境，對(duì)諸如掉電、強(qiáng)干擾信號(hào)等情況能及時(shí)進(jìn)行處理。信息保護(hù)和恢復(fù):對(duì)偶發(fā)性故障只要故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞PLC內(nèi)部的信息，一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來(lái)的工作。設(shè)置了警戒時(shí)鐘WDT:如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了WDT規(guī)定時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和檢驗(yàn):一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警并停止執(zhí)行。對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備:停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)因此而丟失。這樣，PLC的可靠性、抗干擾能力大大提高。例如美國(guó)通用電氣公司制成的PC控制模塊平均無(wú)故障率可達(dá)1千萬(wàn)小時(shí)之多，組成系統(tǒng)后的平均無(wú)故障率可達(dá)4至5千萬(wàn)小時(shí)。（2）編程簡(jiǎn)單，使用方便這是PLC優(yōu)于微機(jī)的另一個(gè)特點(diǎn)。目前大多數(shù)PLC采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式”，即有傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又適合電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣和微機(jī)應(yīng)用水平，易于接受，與常用的匯編語(yǔ)言相比，更受歡迎。這了進(jìn)一步簡(jiǎn)化編程，當(dāng)今的PLC還針對(duì)具體問(wèn)題設(shè)計(jì)了諸如步進(jìn)梯形指令、功能指令等。PLC是為車(chē)間操作人員而設(shè)計(jì)的，一般只要很短時(shí)間的訓(xùn)練即能學(xué)會(huì)使用。而微電腦控制系統(tǒng)則要求具有一定知識(shí)的人員操作。當(dāng)然，PLC的功能開(kāi)發(fā)，需要有軟件專(zhuān)家的幫助。（3）控制程序可變，具有很好的柔性在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)線設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只要改變程序就可以滿(mǎn)足要求。所以PLC取代繼電器控制，而且具有繼電器所不具備的無(wú)可比擬的優(yōu)點(diǎn)。因此PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在柔性制造單元（FMC）、柔性制造系統(tǒng)（FMS），以至工廠自動(dòng)化（FA）中也被大量采用。（4）功能完善現(xiàn)代PLC具有數(shù)字和模擬量輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話、自檢、記錄和顯示功能，使用設(shè)備水平大提高。（5）擴(kuò)充方便，組合靈活PLC產(chǎn)品具有各種擴(kuò)充單元，可以方便地適應(yīng)不同工業(yè)控制需要的不同輸入輸出點(diǎn)及不同輸入輸出方式的系統(tǒng)。（6）減少了控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量由于PLC采用軟件編程來(lái)達(dá)到控制功能，而不同于繼電器控制采用接線來(lái)達(dá)到控制功能，同時(shí)PLC又能率先進(jìn)行模擬調(diào)試，并且操作化功能和監(jiān)視化功能很強(qiáng)，這些都減少了許多的工作量。（7）體積小、重量輕，是“機(jī)電一體化”特有的產(chǎn)品一臺(tái)收錄機(jī)大小的PLC具有相當(dāng)于1.8m高的繼電器控制柜的功能，一般節(jié)電50以上。由于PLC是工業(yè)控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)，其結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固、體積小巧，并由于具備很強(qiáng)的抗干擾能力，使之易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，因而成為實(shí)現(xiàn)“機(jī)電一體化”較理想的控制設(shè)備。由于PLC具備了以上特點(diǎn)，它把微計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器控制技術(shù)很好地融合在一起，最新發(fā)展的PLC產(chǎn)品，還把直接數(shù)字控制（DDC）技術(shù)加進(jìn)去，并具有監(jiān)控計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)的功能。因而它的應(yīng)用幾乎覆蓋了所有的工業(yè)企業(yè)，既能改造傳統(tǒng)機(jī)械產(chǎn)品成為機(jī)電一體化的新一代產(chǎn)品，又適用于生產(chǎn)過(guò)程控制，實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、節(jié)能與降低成本?？傊?，PLC技術(shù)代表了當(dāng)前電氣控制的世界先進(jìn)水平，PLC與數(shù)控技術(shù)和工業(yè)機(jī)器人已成為機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱。3可編程邏輯器件的幾大生產(chǎn)廠家德國(guó)西門(mén)子公司：它有SS系列的產(chǎn)品。有SS95U、100U、115U、135U及155U。135U、155U為大型機(jī)，控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)6000多點(diǎn)，模擬量可達(dá)300多路。最近還推出S7系列機(jī)，有S7-200（小型）、S7-300（中型）及S7-400機(jī)（大型）。性能比S5大有提高。 本OMRON公司：它有CPM1A型機(jī)，P型機(jī)，H型機(jī)，CQM1、CVM、CV型機(jī)，Ha型、F型機(jī)等，大、中、小、微均有，特別在中、小、微方面更具特長(zhǎng)，在中國(guó)及世界市場(chǎng)，都占有相當(dāng)?shù)姆蓊~。 美國(guó)GE公司、日本FANAC合資的GEFANAC的9070機(jī)也是很吸引人的。據(jù)介紹。它具有25個(gè)特點(diǎn)。諸如，用軟設(shè)定代硬設(shè)定，結(jié)構(gòu)化編程，多種編程語(yǔ)言，等等。它有914、781782、771772、731732等多種型號(hào)。另外，還有中型機(jī)9030系列，其型號(hào)有344、331、323、321多種；還有9020系列小型機(jī)，型號(hào)為211。美國(guó)莫迪康公司(施奈德)的984機(jī)也是很有名的。其中E984785可安31個(gè)遠(yuǎn)程站點(diǎn)，總控制規(guī)?？蛇_(dá)63535點(diǎn)。小的為緊湊型的，如984-120，控制點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)，在最大與最小之間，共20多個(gè)型號(hào)。 美國(guó)AB（AlienBradley）公司創(chuàng)建于1903年，在世界各地有20多個(gè)附屬機(jī)構(gòu)，10多個(gè)生產(chǎn)基地?？删幊炭刂破饕彩撬闹匾a(chǎn)品。它的PLC5系列是很有名的，其下有PLC5/10，PLC5/11，PLC5/250多種型號(hào)。另外，它也有微型PLC，SLC500即為其中一種。有三種配置，20、30及40I/O配置選擇，I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、18/12及24/16三種。 日本三菱公司的PLC也是較早推到我國(guó)來(lái)的。其小型機(jī)FI前期在國(guó)內(nèi)用得很多，后又推出FXZ機(jī)，性能有很大提高。它的中、大型機(jī)為A系列。AIS、AZC、A3A等。 日本日立公司也生產(chǎn)PLC，其E系列為箱體式的?；鞠潴w有E-20、E-28、E40、E64。其I/O點(diǎn)數(shù)分別為12/8、16/12、24/16及40/24。另外，還有擴(kuò)展箱體，規(guī)格與主箱體相同其EM系列為模塊式的，可在16160之間組合。 日本東芝公司也生產(chǎn)PLC，其EX小型機(jī)及EXPLUS小型機(jī)在國(guó)內(nèi)也用得很多。它的編程語(yǔ)言是梯形圖，其專(zhuān)用的編程器用梯形圖語(yǔ)言編程。另外，還有EX100系列模塊式PLC，點(diǎn)數(shù)較多，也是用梯形圖語(yǔ)言編程。 日本松下公司也生產(chǎn)PLC。FPI系列為小型機(jī)，結(jié)構(gòu)也是箱體式的，尺寸緊湊。FP3為模塊式的，控制規(guī)模也較大，工作速度也很快，執(zhí)行基本指令僅0l微秒。 日本富士公司也有PLC。其N(xiāo)B系列為箱體式的，小型機(jī)。NS系列為模塊式。美國(guó)IPM公司的IP1612系列機(jī)，由于自帶模擬量控制功能，自帶通訊口，集成度又非常之高，雖點(diǎn)數(shù)不多，僅16入，12出，但性?xún)r(jià)比還是高的，很適合于系統(tǒng)不大，但又有模擬量需控制的場(chǎng)合。新出的lP3416機(jī)，I/O點(diǎn)數(shù)擴(kuò)大到34入、12出，而且還自帶一個(gè)簡(jiǎn)易小編程器，性能又有改進(jìn)。 國(guó)內(nèi)廠家規(guī)模多不大。最有影響的算是無(wú)錫的華光。、它也生產(chǎn)多種型號(hào)與規(guī)格的PLC，如SU、SG等，發(fā)展也很快，在價(jià)格上很有優(yōu)勢(shì)。第一章 整體方案的選擇1產(chǎn)品現(xiàn)狀分析 聲光報(bào)警系統(tǒng)在現(xiàn)在的生產(chǎn)生活中應(yīng)用是非常廣泛的，其結(jié)構(gòu)大致分為感應(yīng)端和反應(yīng)端，感應(yīng)電路來(lái)檢測(cè)某些要感應(yīng)的參數(shù)，然后把它們轉(zhuǎn)換成聲音和光信號(hào)來(lái)告知人們，比如火災(zāi)報(bào)警器，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)它會(huì)告知人們此處有火災(zāi)，需要盡快逃離，雖然只是一個(gè)報(bào)警器，但往往在應(yīng)用中起很大的作用，來(lái)避免一些不必要的損失，本設(shè)計(jì)是一個(gè)噪音報(bào)警器，也就是說(shuō)當(dāng)外部噪音超過(guò)某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)它就會(huì)自動(dòng)報(bào)警來(lái)提醒人們，現(xiàn)在的報(bào)警器大都是由模擬電路構(gòu)成的，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，電路繁瑣，而且容易出故障，成本比較高，可靠性不高，在應(yīng)用過(guò)程中往往達(dá)不到監(jiān)測(cè)的目的，而由PLC構(gòu)成的報(bào)警器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單實(shí)用，反應(yīng)速度快，能適應(yīng)很多環(huán)境，是現(xiàn)在報(bào)警系統(tǒng)的主流。2方案選擇根據(jù)設(shè)計(jì)要求，要設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)易自動(dòng)響鈴報(bào)警系統(tǒng)，所以我選用歐姆龍公司的CPM1A系列的P型機(jī)，外部電路是有一個(gè)聲光報(bào)警器和一個(gè)聲控開(kāi)關(guān)構(gòu)成，聲控開(kāi)關(guān)來(lái)觸發(fā)PLC電路報(bào)警，聲光報(bào)警器由PLC電路觸發(fā)，形成一個(gè)簡(jiǎn)易的報(bào)警系統(tǒng)。其中電路每5分鐘會(huì)響一次來(lái)提示人們它在工作中，為了節(jié)約能源，我們還讓它每響三次休息10分鐘，電路有兩個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)控制它的啟動(dòng)與停止，聲控開(kāi)關(guān)來(lái)感應(yīng)噪音的大小，如果超標(biāo)，不管電路處在什么狀態(tài)，都將開(kāi)始報(bào)警。3.PLC與單片機(jī)系統(tǒng)做比較單片計(jì)算機(jī)是將電子計(jì)算機(jī)的基本環(huán)節(jié),如:CPU(又稱(chēng)中央處理器,主要由運(yùn)算器,控制器組成),存儲(chǔ)器,總線,輸入輸出接口等,采用集成電路技術(shù)集成在一片硅基片上.由于單片計(jì)算機(jī)體積很小(僅手指般大小),功能強(qiáng)(具有一個(gè)簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī)的功能),因而廣泛用于電子設(shè)備中作控制器之用.目前,大到導(dǎo)彈火箭國(guó)防尖端武器,小至電視機(jī)微波爐等現(xiàn)代家用電器,內(nèi)中都毫無(wú)例外地運(yùn)用單片計(jì)算機(jī)作為控制器.因此,從控制的觀點(diǎn),我們也常稱(chēng)它為單片控制器. 單片微控制器的工作離不開(kāi)軟件,即固化在存儲(chǔ)器中的已設(shè)計(jì)好的程序.所有帶單片微控制器的電子設(shè)備,它的工作原理當(dāng)然與具體設(shè)備有關(guān).但它的最基本的原理是一樣的,即: 1) 從輸入接口接收來(lái)自外界的信息存入存儲(chǔ)器. 這些信息主要包括二部分:來(lái)自諸如溫度壓力等傳感器的信息; 來(lái)自人工干預(yù)的一些手動(dòng)信息,如開(kāi)關(guān)按鈕等操作. 2) 單片微控制器中的CPU根椐程序?qū)斎氲臄?shù)椐進(jìn)行高速運(yùn)算 處理. 3) 將運(yùn)算處理的結(jié)果通過(guò)輸出接口送去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu),如繼電器,電機(jī),燈泡等. 當(dāng)前這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)著,即系統(tǒng)中的微電腦不斷監(jiān)視著各種信息,并及時(shí)作出不同的處理使系統(tǒng)正常運(yùn)行單片機(jī)就不用太細(xì)說(shuō)了。最簡(jiǎn)單的輸出/輸入構(gòu)成。如輸出用LED，輸入用開(kāi)關(guān)。并且能實(shí)現(xiàn)最基本的運(yùn)行條件，如應(yīng)有供電、時(shí)鐘附屬電路等。而PLC出Programmable Logic Controller可編程邏輯控制器，是工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。采用梯形圖、助記符、功能圖等編程語(yǔ)言，完成邏輯運(yùn)算、順序控制、記數(shù)、定時(shí)、計(jì)算及模擬量處理等功能。具有光電隔離的輸入輸出端子，可代替大量的定時(shí)器、記數(shù)器、繼電器，具有極高的可靠性。通過(guò)各種擴(kuò)展模塊，可增加輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，增加模擬量功能如可直接接熱電偶等，增加通信功能及特殊通信協(xié)議等，具有較高的使用靈活性。最主要的差別：PLC包括操作系統(tǒng)及強(qiáng)電的光電隔離的輸入/輸出，方便應(yīng)用并具有極高的可靠性與抗干擾能力、擴(kuò)展能力及使用方便性，所以PLC在這些方面還是優(yōu)于單片機(jī)，而且成本較低。第二章 電路設(shè)計(jì)1.所用控制單元下面介紹一下本設(shè)計(jì)所用的控制單元1.LD指令LD指令是邏輯條件類(lèi)指令，它的作用是把由操作數(shù)指定的觸點(diǎn)狀態(tài)（ON或OFF）送到存儲(chǔ)器的一個(gè)工作單元中。指令格式：LD XXXX操作數(shù)XXXX為繼電器號(hào)。LD指令在梯形圖中的符號(hào)：2.LD NOT 指令 LD NOT指令也是邏輯條件類(lèi)指令，他的作用是把由操作數(shù)指定的觸點(diǎn)狀態(tài)（ON或OFF）取反后送到結(jié)果寄存器。指令格式：LD NOT XXXX操作數(shù)XXXX為繼電器號(hào)。LD NOT指令可使用的繼電器號(hào)同LD指令。LD NOT在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，LD NOT 指令的功能是將動(dòng)斷觸點(diǎn)接到邏輯母線上。3.AND 指令A(yù)ND 指令也是邏輯條件類(lèi)指令。它的作用是把由操作數(shù)指定的觸點(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果寄存器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯與，其結(jié)果再送結(jié)果寄存器。指令格式：AND XXXX ，操作數(shù)XXXX為繼電器號(hào)。AND指令在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，AND指令的功能是串聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)。4.AND NOT 指令A(yù)ND NOT指令也是邏輯條件類(lèi)指令。它的作用是把由操作數(shù)指定的觸點(diǎn)狀態(tài)取反后與結(jié)果寄存器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯與，其結(jié)果再送結(jié)果寄存器。指令格式：AND NOT XXXX操作數(shù)XXXX為繼電器號(hào)，可使用的繼電器同AND指令。AND NOT指令在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，AND NOT 指令的功能是串聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)。5.OR指令OR指令也是邏輯條件類(lèi)指令。它的作用是把由操作數(shù)指定的觸點(diǎn)狀態(tài)與結(jié)果寄存器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯或，其結(jié)果再送結(jié)果寄存器。指令格式：OR XXXX操作數(shù)XXXX為繼電器號(hào)，可使用的繼電器同AND指令。OR指令在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，OR指令的功能是并聯(lián)一個(gè)動(dòng)合觸點(diǎn)。6.OR NOT 指令OR NOT 指令也是邏輯條件類(lèi)指令。它的作用是把由操作數(shù)指定的觸點(diǎn)狀態(tài)取反后與結(jié)果寄存器的狀態(tài)進(jìn)行邏輯或，其結(jié)果再送結(jié)果寄存器。指令格式：OR NOT XXXXOR NOT在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，OR NOT指令的功能是并聯(lián)一個(gè)動(dòng)斷觸點(diǎn)。7.OUT 指令OUT 指令是輸出指令，它的作用是把結(jié)果寄存器的內(nèi)容寫(xiě)到由操作數(shù)制定的繼電器中。指令格式：OUT XXXX操作數(shù)XXXX為繼電器號(hào)。OUT指令在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，OUT指令的功能就是接一個(gè)繼電器的線圈。一般OUT指令出現(xiàn)在每個(gè)階梯的最右端，該指令將結(jié)果寄存器中的內(nèi)容寫(xiě)道指定的繼電器。如輸出給輸出繼電器，則可驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外部負(fù)載。注意：OUT指令后的繼電器號(hào)，一般不能重復(fù)使用，否者可能引起邏輯上的混亂。8.TIM 定時(shí)器指令指令格式：TIM XX #XXXX定時(shí)器指令要求兩個(gè)操作數(shù):第一個(gè)操作XX為定時(shí)器號(hào)，范圍從00 47.第二個(gè)操作是#后XXXX,為定時(shí)器的設(shè)定值，其范圍為0000 9999（十進(jìn)制，單位0.1s），計(jì)時(shí)范圍為0 999.9s。#表示立即數(shù)，如無(wú)#，則用XX表示通道號(hào)，其意義使用該通道的內(nèi)容作為定時(shí)器的設(shè)定值。TIM指令在梯形圖中的符號(hào)：由此可見(jiàn)，定時(shí)器指令就是接一個(gè)時(shí)間繼電器的線圈。C系列P型機(jī)中，定時(shí)器與計(jì)數(shù)器總共有48個(gè)（00 47），一旦你用TIM指令制定某一個(gè)作為定時(shí)器，就不能再將其作為計(jì)數(shù)器使用。TIM定時(shí)器為減1定時(shí)，即當(dāng)滿(mǎn)足定時(shí)工作條件時(shí)，啟動(dòng)定時(shí)器工作，定時(shí)器的當(dāng)前值每隔0.1秒減1，直到當(dāng)前值減到0000時(shí)，定時(shí)器動(dòng)作，產(chǎn)生條件時(shí)，則定時(shí)器復(fù)位，從當(dāng)前值返回到設(shè)定值。注意：定時(shí)器不能直接對(duì)外輸出，需要時(shí)可借助輸出繼電器。9.CNT 計(jì)數(shù)器指令指令格式： CNT XX #XXXXCNT 指令在梯形圖中的符號(hào)：CNT指令也要求兩個(gè)操作：第一個(gè)操作數(shù)XX為計(jì)數(shù)器號(hào)，范圍從00 47（不能與已使用的定時(shí)器或計(jì)數(shù)器號(hào)相同）；第二個(gè)操作是#后XXXX，為計(jì)數(shù)設(shè)定值，設(shè)定為0 9999，計(jì)數(shù)范圍為0 9999次。#表示立即數(shù)，如無(wú)#，則用XX表示通道號(hào)，其意義是用該通道的內(nèi)容作為計(jì)數(shù)器的設(shè)定值。由此可見(jiàn)，CNT指令就是接入一個(gè)計(jì)數(shù)器的線圈。在計(jì)數(shù)器中，CP端為計(jì)數(shù)輸入端。CP端每次由OFF到ON時(shí)，該計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減一，當(dāng)計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值減到0000時(shí)，計(jì)數(shù)器動(dòng)作。R端為復(fù)位輸入端，當(dāng)R端由OFF到ON時(shí)，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值由當(dāng)前值復(fù)位為設(shè)定值。若CP與R信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)，復(fù)位優(yōu)先。計(jì)數(shù)器還有一個(gè)特點(diǎn)，當(dāng)電源停電時(shí)，其計(jì)數(shù)值保存在存儲(chǔ)器中不丟失，電源恢復(fù)送電時(shí)，若滿(mǎn)足計(jì)數(shù)條件，則在停電前的計(jì)數(shù)值基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)數(shù)。這一點(diǎn)和定時(shí)器不同，定時(shí)器在電源停電時(shí)被復(fù)位，在恢復(fù)送電后，若滿(mǎn)足定時(shí)器工作條件，則定時(shí)器重新開(kāi)始定時(shí)工作。2.I/O分配0000為電路總開(kāi)關(guān)，當(dāng)按下0000后，整個(gè)電路開(kāi)始工作。0001為關(guān)斷開(kāi)關(guān)，按下0001后，除了在異常報(bào)警狀態(tài)下外，電路都將停止工作。0002為異常報(bào)警開(kāi)關(guān)，因?yàn)榇穗娐窞樵胍魣?bào)警電路，所以當(dāng)外界噪音超標(biāo)以后，0002就會(huì)閉合，整個(gè)電路當(dāng)時(shí)無(wú)論處于什么狀態(tài)，都將轉(zhuǎn)為報(bào)警狀態(tài)。TIM00,TIM01,TIM02 為定時(shí)器，為電路提供定時(shí)開(kāi)關(guān)。CNT03 為計(jì)數(shù)器，在本設(shè)計(jì)中其設(shè)定值為3.0010，0020 為輔助繼電器，提供輔助觸點(diǎn)。0500 為輸出繼電器，用來(lái)控制報(bào)警燈和鈴，本設(shè)計(jì)中報(bào)警燈和鈴是并聯(lián)的3.梯形圖設(shè)計(jì)。4.運(yùn)行過(guò)程分析1.當(dāng)按下開(kāi)關(guān)0000時(shí)，輔助繼電器0010開(kāi)始工作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，此時(shí)0010自鎖，而且TIM00得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，其余電路暫時(shí)不工作。2.TIM00在工作5分鐘后TIM00觸點(diǎn)動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，繼而使TIM02與0500開(kāi)始工作。TIM02開(kāi)始計(jì)時(shí)，同時(shí)0500工作，是報(bào)警燈亮并且響鈴。3.兩秒鐘后TIM02觸點(diǎn)動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，繼而會(huì)使0500和TIM00與電源斷開(kāi)，使其停止工作。4.TIM00被斷開(kāi)后失電，其觸點(diǎn)再次動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，繼而使TIM02斷電，TIM02所有觸點(diǎn)再次動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，計(jì)數(shù)器CNT03計(jì)數(shù)一次。5.TIM02斷電后，其常閉觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，使TIM00重新得電工作，TIM00重新計(jì)時(shí)，電路完成一個(gè)局部循環(huán)。6.上述循環(huán)每進(jìn)行一次都會(huì)使TIM02觸點(diǎn)斷開(kāi)閉合一次，每一次都會(huì)使CNT03計(jì)數(shù)，因?yàn)镃NT03的設(shè)定值為3，所以當(dāng)上述循環(huán)進(jìn)行3次后CNT03的觸點(diǎn)將會(huì)動(dòng)作。7.計(jì)數(shù)器CNT03觸點(diǎn)動(dòng)作后，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，輔助繼電器0010被斷開(kāi)，其常閉觸點(diǎn)閉合，常開(kāi)觸點(diǎn)斷開(kāi)，而輔助繼電器0020此時(shí)得電工作并自鎖，同時(shí)CNT03被復(fù)位。8.輔助繼電器0020工作后，其觸點(diǎn)動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使TIM01開(kāi)始工作，此時(shí)其余電路暫時(shí)不工作。9.TIM01在工作5分鐘后其觸點(diǎn)動(dòng)作，其常閉觸點(diǎn)斷開(kāi)，常開(kāi)觸點(diǎn)閉合，使輔助繼電器0020停止工作，輔助繼電器0010重新得電工作，整個(gè)電路又回到初始狀態(tài)，完成整個(gè)循環(huán)。10.當(dāng)外界噪音超標(biāo)后，開(kāi)關(guān)0002動(dòng)作，此時(shí)無(wú)論電路處于什么狀態(tài)，0500都會(huì)得電使報(bào)警燈亮，并且響鈴。經(jīng)過(guò)以上分析可知：電路正常工作時(shí)，每五分鐘響鈴一次，時(shí)常為2秒，循環(huán)3次后電路停止工作5分鐘，然后電路重新開(kāi)始工作，當(dāng)電路再次響鈴時(shí)和上輪剛好相差10分鐘，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。5.源程序LD0000OR0010ORTIM01AND NOTCNT00OUT0010LDCNT03OR0020AND NOT0001AND NOTTIM01OUT0020LD0010AND NOTtim02TIM0000#3000LD0020TIM020020LDTIM02LDCNT03CNT03#0003LDTIM00AND NOTTIM02OR0002OUT05006.電路安裝調(diào)試 本電路為簡(jiǎn)易響鈴報(bào)警電路，相對(duì)簡(jiǎn)單一些，電路主要調(diào)試的參數(shù)有聲開(kāi)關(guān)感應(yīng)值，響鈴電路，安裝好后如發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)從梯形圖上逐步分析。再與電路對(duì)照。整體電路簡(jiǎn)圖（附錄）。第三章 總結(jié)與展望總結(jié)通過(guò)本簡(jiǎn)易自動(dòng)響鈴系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我大有收獲，在制作過(guò)程中，一定要注意的每個(gè)工作步驟的檢查，確保制作成功。比如在合理布線，檢查裝配無(wú)誤的情況下，如果還出現(xiàn)電路無(wú)輸出的情況，那么可以肯定是原理圖錯(cuò)誤，這時(shí)就要回到原理圖進(jìn)行檢查?？傮w的檢查順序應(yīng)該是原理圖、梯形圖、裝配情況。從整體來(lái)說(shuō)這是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，要細(xì)心謹(jǐn)慎，沉著冷靜，反復(fù)檢查，直到找到原因?yàn)橹埂?這次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)至少3個(gè)月，從一開(kāi)始的確