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1、课程设计说明书设计题目 :抢答器 PLC控制系统设计院系名称：机电工程学院专业班级：机制 F09学生姓名：学号： 20094805指导教师：2012年12月10日内容摘要随着微处理器、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。而实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有的各种各样
2、的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器已相当成熟。而现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响提示，有的以音乐的方式来体现） 、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单( 有的甚至没有显示电路 ) ，无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用 PLC作为核心部件进行逻辑控制及信号的产生，用 PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公开。关键词：可编程控制器、抢答器、 PLC1目录第 1 章引言 .
3、11.1PLC 的由来及发展史 .11.2 PLC 的主要特点、主要功能及应用范围 .21.2.1 PLC 的主要特点 .21.2.2 PLC 的主要功能 .21.2.3 PLC 的应用范围 .3第 2 章系统要求的分析与设计 .42.1控制要求分析，设计主电路 .42.2系统设计思想及控制流程设计 .42.3硬件选择 .4第 3 章PLC 控制系统设计 .63.1I/O 分配设计及硬件选择 .53.2确定 I/O 信号数量，选择 PLC类型 .63.3I/O 接线图 .73.4程序流程图 .83.5控制程序编制与调试 .8设计总结 .21谢词 .22参考文献 .231第1章引言11 PLC
4、的由来及发展史PLC 早期主要应用于工业控制， 但随着技术的发展， 其应用领域正在不断扩大 . 可编程控制器 (Programmable Logical Controller) 简称 PC或 PLC，是 60 年代末发明的工业控制器件，是美国数字公司 (DEC ) 为美国通用公司 (GM)研制开发并成功应用于汽车生产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展，PLC软硬件水平与规模也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造技术的相应发展。现代 PLC已经成为真正的工业控制设备。虽然 PLC 问世时间不长， 但是随着微处理器的出现， 大规模、超大规模集
5、成电路技术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步， PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分三个阶段：1早期的 PLC（60 年代末 70 年代中期）早期的 PLC一般称为可编程逻辑控制器。 这时的 PLC 多少有点继电器控制装置的替代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上以准计算机的形式出现， 在 I/O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。 装置中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟悉的继电器控制线路的方式梯形图。 因此，早期的 PLC 的
6、性能要优于继电器控制装置，其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中PLC 特有的编程语言梯形图一直沿用至今。2中期的 PLC（70 年代中期 80 年代中后期）在 70 年代微处理器的出现使 PLC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂家先后开始采用微处理器作为 PLC 的中央处理单元（ CPU）。这样，使 PLC 得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程I/O 模块、各种特殊功能模块。并扩大了存储
7、器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量的数据寄存器，使 PLC 得应用范围得以扩大。3近期的 PLC（80 年代中后期至今）进入 80 年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场价格大幅度下跌，使得各种类型的PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高。而且，1为了进一步提高 PLC 的处理速度，各制造厂商还纷纷研制开发了专用逻辑处理芯片。 这样使得 PLC 软、硬件功能发生了巨大变化。1.2 PLC 的主要特点、主要功能及应用范围的主要特点1高可靠性所有的 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
8、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
