基于PLC的打地鼠游戲設計

一、緒論1.1課程設計的意義電氣控制技術是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門重要的專業(yè)課，該課程不但有較高的理論基礎要求，而且工程實踐性很強，因此除安排上完理論課時外，還安排了三周的課程設計1.2課程設計的目的(1)綜合運用PLC課程和其它選修課程的理論和知識，掌握PLC設計的一般方法，樹立正確的設計思想，培養(yǎng)分析問題和解決實際問題的能力；(2)學會從控制系統(tǒng)功能的要求出發(fā)，合理的選擇外圍設備，制定設計方案，編寫控制程序。(3)學習使用技術手冊，掌握查閱專業(yè)資料的相關方法。1.3PLC可編程邏輯控制器的定義PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。1.4PLC的基本結構PLC種類繁多，但其組成結構和工作原理基本相同。用可編程序控制器實施控制，其實質(zhì)是按一定算法進行輸入輸出變換，并將這個變換予以物理實現(xiàn)，應用于工業(yè)現(xiàn)場。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，采用了典型的計算機結構，它主要是由CPU、電源、存儲器和專門設計的輸入輸出接口電路等組成。PLC的結構框圖如圖1.1所示。圖1.1PLC的基本結構如圖1.1，PLC的基本結構有電源、中央處理單元、存儲器、輸入輸出接口電路，此外還有功能模塊、通信模塊。a、電源PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)。b、中央處理單元(CPU)中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。c、存儲器PLC的存儲器包括系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩部分。

系統(tǒng)存儲器用來存放由PLC生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序固化在ROM內(nèi)，用戶不能直接更改，它使PLC具有基本的功能，能夠完成PLC設計者規(guī)定的各項工作。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞，很大程度上決定了PLC的性能，其內(nèi)容主要包括三部分。第一部分為系統(tǒng)管理程序，它主要控制PLC的運行，使整個PLC按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶指令解釋程序，將PLC的編程語言變?yōu)闄C器語言指令，再由CPU執(zhí)行這些指令。第三部分為標準程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用。PLC的具體工作都是由這部分程序來完成的，四、系統(tǒng)軟件設計4.1系統(tǒng)流程圖PLC進入運行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準備好啟動。按下啟動按扭，選擇難度（初級和中級），燈隨機點亮，結合相對應的開關按鈕，在自動（系統(tǒng)設置時間）燈熄滅前，按下對應的按鈕進行熄滅，在一輪游戲結束時數(shù)碼管顯示當前所得分數(shù)。4.1.1工藝流程分析初始狀態(tài)啟動選擇難度二極管亮按下對應按鈕熄滅燈回合結束計分數(shù)碼管顯示分數(shù)是否繼續(xù)停機4.2輸入輸出地址及接線五、系統(tǒng)調(diào)試5.1硬件調(diào)試硬件線路連的好不好，直接關系到整個系統(tǒng)的成敗。仔細看電源極性有沒有接反，是否接地，看有沒有邏輯性錯誤，主要包括錯線、開路、短路。檢查接線是否牢固。5.2軟件調(diào)試在FX2N環(huán)境里實現(xiàn)系統(tǒng)軟件調(diào)試，首先在端口選擇上選擇FX2N/，然后畫好梯形圖。仔細檢查梯形圖后方可進行軟件調(diào)試。(1)在線工作:該軟件與PLC連接在一起，稱為在線工作，否則稱為離線工作。(2)傳送：將程序、擴展指令等下載到PLC。(3)操作模式：PLC工作模式為編程、調(diào)試、監(jiān)視和運行四種。程序傳送成功后選擇運行，這樣PLC就能按程序工作了，調(diào)節(jié)PLC輸入，觀察對應的輸出是不是想要的結果。5.3調(diào)試結果（部分）初級挑戰(zhàn)中級挑戰(zhàn)六、總結通過這次設計實踐，學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設計以前，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結果和要求的結果不相符合。能解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC的理解得到加強，看到了實踐與理論的差距。了解了PLC梯形圖、指令表、順序功能圖有了更好的了解，也讓我了解了關于PLC設計原理。有很多設計理念來源于實際，從中找出最適合的設計方法。在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學者殆。做事要學思結合。七、參考文獻[1]韓順杰,蔡長青.電氣控制技術[M].北京:北京大學出版社,2010[2]楊亞萍,陳北莉.電氣控制與PLC[M].北京:化學工業(yè)出版社,2009[3]史國生.電氣控制與可編程控制器技術[M]