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1、 11、课题来源2、研究目的和意义本课题根据理论科研需要设立。PLC 是 80 年代发展起来的新一代工业控制装置,由于可靠性高、适应性好、抗干扰能力优、接口功能强、编程简单、直观以及模块化结构、使用方便等优点,在工业控制领域中得到了广泛应用。但是 PLC 无法进行复杂的运算和显示各种实时控制图表,人机交互性差、管理人员不能及时了解现场情况,为弥补 PLC 这方面的不足,工业控制中一般与计算机组成控制系统,PLC 作为下位机使用,用来完成输入输出控制、逻辑运算、数据采集及状态判别等工作。上位机一般用工业控制计算机,用来完成数据分析、计算、信息存储、状态显示、打印输出等功能,以实现对被控制系统的实
2、时监控。这种监控系统将计算机与PLC 结合起来 ,使两者优势互补,且能够充分利用个人计算机强大的人机接口功能、丰富的应用软件、低廉的价格,组成高性能价格比的 PC - PLC 监控管理系统。另外,考虑目前使用专业组态软件成本仍较高,且控制起来不够灵活,便利用 VB 下的 MSComm 通信控件 ,实现 PLC 与上位机之间的通信 ,开发了基于 VB 的变压器二次侧低压补偿 PLC 监控系统。 23、国内外研究现状和发展趋势早期的 PLC 主要由分立元件和中小规模集成电路组成，可以完成简单的逻辑控制及定时、计数功能。20 世纪 70 年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使 PLC
3、 增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。20 世纪 70 年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。20 世纪80 年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。这个时期可编程控制器发展的特点是大规模、高速度、高性能、产品系列化。上世纪 80 年代至 90年代中期，是 PLC 发展最快的时期，在这时期，PLC 在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC 逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的 DCS 系统。20 世纪末期，可编程控制
4、器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。我国可编程控制器的引进、应用、研制、生产是伴随着改革开放开始的。最初是在引进设备中大量使用了可编程控制器。接下来在各种企业的生产设备及产品中不断扩大了 PLC 的应用。目前，我国自己已可以生产中小型可编程控制器。上海东屋电气有限公司生产的 CF 系列、杭州机床电器厂生产的 DKK 及 D 系列、大连组合机床研究所生产的 S 系列、苏州电子计算机厂生产的 YZ 系列等多种产品已具备了一定的规模并在工业产品中获得了应用。此外，无锡华光公司、上海乡岛公司等中外合资企业
5、也是我国比较著名的 PLC 生产厂家。21 世纪，PLC 会有更大的发展。从技术上看，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通信设备会更好地适应各种工业控制场合的需求；从市场上看，各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破，会出现少数几个品牌垄断国际市场的局面，会出现国际通用的编程语言；从网络的发展情况来看，可编程控制器和其它工业控制计算机组网构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方
6、向。目前的计算机集散控制系统 DCS 中已有大量的可编程控制器应用。伴随着计算机网络的发展，可编程控制器作为自动化控制网络和国际通用网络的重要组成部分，将在工业及工业以外的众多领域发挥越来越大的作用。 34、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案利用上位机来监控 PLC 是现代工业控制中的重要技术。设计采用 VB6.0 作为开发工具，以 PC 机作为上位机，设计有关通讯程序，通过 RS-232 串行通讯口与日本三菱 FX 系列 PLC 的编程口进行通讯。系统所实现的主要功能有：1.批量监视 X、Y、M、S 的实时状态；2.置位单个位元件,包括 M、S、Y、T、C；3.复位单个位元件，
7、包括 M、S、Y、T、C；4.实时读取字元件(无符号的 16 位数） ； 5.单个写入字元件 (无符号的 16 位数） 。4.1 课题设计的主要内容1、学习 VB6.0 和 FX 系列 PLC 编程，了解 RS232 串行通讯机制。2、对所设计系统进行功能分析。在此基础上明确设计任务和目标。3、系统架构分析和 VB 界面设计。4、编写通讯程序实现 PC 机与 PLC 之间的数据传输。5、应用程序运行与调试，编写调试报告。6、完成毕业设计所须完成的开题报告，外文翻译，毕业实习。4.2 课题拟采取的技术路线、实验方案1）通过相关网络资源和各方面杂志、各大学报文章期刊，总结前沿成果，收集并深入阅读前
8、人研究资料，进行文献综述，翻译相关外文资料。2）紧紧围绕 PLC 于 PC 机串联通讯这一核心研究主题，深入阅读研究资料，尤其是权威论文。总结好前人在这方面所做的主要工作，以及出现过的主要问题，总结理论成果，做到及时把握该领域内的前沿动态。3）依托网络和书本学习软件的基本操作，掌握 VB6.0 的使用,了解 PLC 的运用。4）通过以上工作，完成编写通讯程序实现 PC 机与 PLC 之间的数据传输。并完成相应的论文。 45、研究基础目前，PLC 在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类：1 开关量的
9、逻辑控制：这是 PLC 最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。2 模拟量控制：在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的 A/D 转换及 D/A 转换。PLC 厂家都生产配套的 A/D 和 D/A 转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。3 运动控制：PLC 可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构
10、配置来说，早期直接用于开关量 I/O 模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要 PLC 厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。4 过程控制：过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC 能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID 调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型 PLC 都有 PID 模块，目前许多小型 PLC 也具有此功能模块。PID 处理一般是运行专用的 PID 子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等
11、场合有非常广泛的应用。5 数据处理：现代 PLC 具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算） 、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 56、预期达到的目标及进度安排7、阅读的主要文献、资料6.1 预期达到的目标具体目标为：1、在规定的时间内完成该研究的基本内容，并且达到相应的目的；2、通过应用程序运行与调试，编写
12、调试报告；3、严格按照毕业设计的要求，将设计说明书等进行整理并按时上交。6.2 进度安排毕业设计（论文）各阶段名称 起 止 日 期1 指导教师与学生见面，并下发毕业设计任务书。 2010.12.5 之前2 明确设计任务和目标。有关资料收集。 2010.12.5-2011.1.73 离校前初步探讨总体设计思路，布置外文翻译任务。 2011.1.8-2011.1.214 寒假期间完成外文翻译，相关知识学习。 2011.1.22-2009.2.185对所设计系统进行功能分析，设计总体方案，编写技术开发路线，检查外文翻译。布置开题报告任务。 2011.2.19-2011.2.256 完成开题报告。 2
13、011.2.26-2011.3.117 检查毕业实习完成情况。 2011.3.12-2011.3.258 编写通讯程序并调试程序，编写调试报告。 2011.3.26-2011.4.109 中期进展情况检查。 2011.4.11-2011.4.1510 系统应用实例运行与调试，指导撰写毕业设计论文。 2011.4.16-2011.4.2911 撰写设计论文。相关表格填写，申请答辩。预留答辩准备时间一周。 2011.4.30-2011.5.1312 完善设计论文，准备答辩。 2011.5.21-2011.5.22 67、阅读的主要文献、资料1 三菱公司 FX2n 系列 PLC 软、硬件手册.200
14、32 徐益清.可编程序控制器应用技术.西安: 西安电子科技大学出版社.20093 梁耀光、余文休.电工新技术教程.北京:中国社会劳动保障出版社.20074 廖常初主编.PLC 基础及应用.第 2 版.北京: 机械工业出版社.20085 陈英. Visual Basic 程序设计.第 2 版.大连: 大连理工大学出版社.20086 匡松. Visual Basic 程序设计实用教程. 北京：人民邮电出版社.20087 周晓宏主编. Visual Basic 程序设计实用教程.北京: 高等教育出版社.20078 鄢华林. VB6.0 环境下三菱 FX 系列 PLC 与上位机的串行通信.计算机与现代化.2010（5）9 范逸之编著. Visual Basic 与 RS232 串行通信控制.北京:清华大学出版
