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1、P L C 课 程 设 计上下课自动打铃系统目 录绪论1 PLC可编程控制器的定义11.1 PLC可编程控制器的特点31.2 PLC可编程控制器趋势与动向42任务及其要求6 2.1设计任务62.2设计要求63 系统硬件部分设计7 3.1控制系统的元器件选择及地址分配73.2控制系统外部接线图84 主程序设计及功能8 4.1主程序流程图设计94.2主程序顺序功能图设计 104.3主程序梯形图设计11 5 程序的调试136 系统操作说明13 7 收获与体会13参考文献14绪论1 PLC可编程控制器的定义PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用
2、来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。1.1 PLC可编程控制器的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强 PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠
3、性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样，整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。 （2）硬件配套齐全，功能完善，适用性强 PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品，并且已经标准化
4、、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。PLC有较强的带负载能力，可直接驱动一般的电磁阀和交流接触器，可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。 （3）易学易用，深受工程技术人员欢迎 PLC作为通用工业控制计算机，是
5、面向工矿企业的工控设备。它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。 （4）系统的设计、安装、调试工作量小，维护方便，容易改造 PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法。这种编程方法很有规律，很容易掌握。对于复杂的控制系统，梯形图的设计时间比设计继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易
6、起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 （5）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，仅相当于几个继电器的大小，因此可将开关柜的体积缩小到原来的1/2-1/10。它的重量小150g，功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。1.2 PLC可编程控制器的趋势与动向（1）、当代PLC技术的发展趋势 发展迅速，产品更新换代；开发各种智能化模块，不断增强过程功能；PLC与个人计算机（PC）结合；通信联网功能不断增强；发展新的编程语言，增强容错功能。 （2）、当代PLC技术的发
7、展动向 美国通用汽车以用户身份提出新一代控制器应具备十大条件，这十大条件是： . 编程方便，可在现场修改程序； . 维修方便，最好是插件式； . 可靠性高于继电器控制柜； . 体积小于继电器控制柜； . 可将数据直接送入管理计算机； . 在成本上可与继电器控制竞争； . 输入可以是交流115V； . 输出为交流115V/2A以上，能直接驱动电磁阀； . 在扩展时，原有系统只要很小变更； . 用户程序存储容量至少能扩展到4K字节。 1969年美国数字设备公司成功研制世界第一台可编程序控制器PDP-14，并在GM公司的汽车自动装配线上首次使用并获得成功。接着美国MODICON公司也研制出084控制
8、，从此，这项新技术迅速在世界各国得到推广应用。1971年日本从美国引进这项技术，很快研制出第一台可编程序控制器DSC-18。1973年西欧国家也研制出他们的第一台可编程控制器。我国从1974年开始研制，1977年开始工业推广应用。 进入20世纪70年代，随着微电子技术的发展，尤其是PLC采用通讯微处理器之后，这种控制器就不在不局限于当初的逻辑运算了，功能得到更进一步增强。 进入20世纪80年代，随着大规模和超大规模集成电路等微电子技术迅猛发展，以16位和少数32位微处理器构成的微机化PLC， 使PLC的功能增强，工作速度快，体积减小，可靠性提高，成本下降，编程和故障检测更为灵活，方便。2 任务
9、及其要求2.1设计任务设计一个用PLC控制的学校一天内作息时间的自动打铃控制系统，上课铃声与下课铃声要能分开（铃声响的时间不一样），上课打铃5秒，下课打铃10秒。上下课时按下表作息时间表打铃。打铃装置（以灯泡表示）显示器PLC控制器手动调整操作面板电源作息时间表上课7:308:309:4010:4014:0015:0016:0017:0019:30下课8:209:2010:3011:3014:5015:5016:5017:5021:502.2设计要求（1）设计出硬件系统的结构图、接线图；（2）系统有启动、停止功能；（3）运用功能指令进行PLC控制程序设计；（4）程序结构与控制功能自行创新设计；
10、3 系统硬件部分设计3.1控制系统的元器件选择及地址分配1. PLC的选择和简介本机采用CPU224.，它集成14输入/10输出共24个数字量I/O点，2输入/1输出共3个模拟量I/O点，可连接7个扩展模块，最大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间，6个独立的高速计数器（100KHz），2个100KHz的高速脉冲输出，2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能，如内置模拟量I/O,位控特性，自整定PID功能，线性斜坡脉冲指令，诊断LED，数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力
11、的新型CPU。1）按钮开关选择 一般普通型号开关即可.2）编程元件地址分配资源分配地址功能I0.0启动按钮I0.1停止按钮T37上课响铃控制定时器T38下课响铃控制定时器Q0.2铃3.2控制系统外部接线图系统外部接线图如图:4 主程序设计及功能4.1主程序流程图设计系统设计是按照每天循环，系统读取PC机时间后，通过比较时间来确定什么时候打铃和打铃时间。工作流程为：启动系统、读取时间、开启时间比较、按作息时间打铃、结束。工作流程框图如下：I0.0启动读入时间比较打铃时间 循环 判断上课、下课 是上课 是下课打铃10S打铃5S结束4.2主程序顺序功能图设计通过流程图，有了比较清晰的思路，系统通过并行来实现上课和下课不同频率的打铃，画顺序功能图。按下I0.0键启动、初始化系统,系统启动后,读入时间,比较时间，控制打铃程序.按I0.1键关闭系统，系统停止工作。VB0TRDM0.0 I0.0启动、初始化系统 读取时间 I0.1根据作息时间判断是上、下课课M0.1 M0.1 上课 下课Q0.2Q0.2M0.3M0.2 下课T38T37 5S 10S T37 T38M0.4 空步（循环用）END 结束
