基于plc四路搶答器的論文設計(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 )、存儲器(2732)等組成的“可編程序控制器”等產品。這些產品與 PLC 相比，雖然具有一定的價格優勢，但最終還是因可靠性、功能等多方面的原因，未能得到進一步的推廣與發展；而 PLC 則隨著微處理器價格的全面下降，最終以其優良的性能價格比，得到了迅速發展，并最終成為了當代工業自動控制技術的重要支柱枝術之一。．PLC 的定義PLC 技術一經出現，立即引起了全世界的廣泛關注，1969 年首先將其進行商品化并推向市場的是美國 GOULD 公司；1971 年，在引進美國技術后，日木研制出了自己的第一臺 PLC；l973 年，德國 SIEMENS 公司也研制出了歐洲第一臺 PLC；1974 年，法國隨之也研制出了 PLC。到了 20 世紀 70 年代中期，PLC 開始采用微處理器。PLC 的功能也從最初的邏輯運算拓展到具有數據處理功能，并得到了更為廣泛的應用。由于當時的 PLC 功能已經不再局限于邏輯處理的范疇，為此，PLC 也隨之改稱為可編程序控制器(Programmable Controller，簡稱 PC)。 1980 年，美國電氣制造商協會(National Electronic Manufacture Association，簡稱 NEMA)對可編程序控制器進行了如下定義：南充職業技術學院畢業設計 6“可編程序控制器是一種帶有指令存儲器，數字或模擬輸入/輸出接口；以位運算為主；能完成邏輯、順序、定時、計數和算術運算功能；面向機器或生產過程的自動控制裝置”。并將其統一命名為 Programmable Controller (PC)。 PLC 的基本結構PLC 實質是一種專用于工業控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同，如圖 所示：圖 PLC 硬件結構中央處理單元（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據：檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤，當 PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入 I/O 映象區，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入 I/O 映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后，最后將I/O 映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。為了進一步提高 PLC 的可靠性，靈活性，近年來對大型 PLC 還采用雙 CPU 構成冗余系統，或采用三 CPU 的表決式系統。這樣，即使某個 CPU 出現故障，整個系統仍能正常運行。存儲器（Memory）南充職業技術學院畢業設計 7可編程控制器的控制中樞，在系統監控下工作，承擔著將外部輸入的信號的狀態寫入映像寄存器區域，然后將結果送到輸出映像寄存器區域。CPU 常用的微處理器有通用型微處理器，單片機和位片式計算機等。小型 PLC 的 CPU 多采用單片機或專用的 CPU。大型 PLC 的 CPU 多用位片式結構，具有高速數據處理能力。基本 I/O 接口電路（1）輸入接口單元。PLC 內部輸入電路作用是將 PLC 外部電路（如行程開關、按鈕、傳感器等）提供的、符合 PLC 輸入電路要求的電壓信號，通過光耦電路送至PLC 內部電路。輸入電路通常以光電隔離和阻容濾波的方式提高抗干擾能力，輸入響應時間一般在 ~15ms 之間。多數 PLC 的輸入接口單元都相同，通常有兩種類型。一種是直流輸入，一種是交流輸入。（2）輸出接口單元。PLC 輸出電路用來將 CPU 運算的結果變換成一定形式的功率輸出，驅動被控負載（電磁鐵、繼電器、接觸器線圈等） 。PLC 輸出電路結構形式分為繼電器式、晶閘管式和晶體管輸出型等三種。接口電路PLC 接口電路分為 I/O 擴展接口電路和外設通信接口電路兩類（1）I/O 擴接口電路I/O 擴展接口電路用連接 I/O 擴展單元，可以用來擴充開關量 I/O 點數和增加模擬量的 I/O 端子。I/O 擴展接口電路采用并行接口和串行接口兩種電路形式。根據被控制對象對 PLC 控制系統的技術和要求，確定用戶所需的輸入、輸出設備，據此確定 PLC 的 I/O 點數。（2）外設通信接口電路通信接口電路用于連接手持編程器或其他圖形編程器、文本顯示器，并能組成PLC 的控制網絡。PLC 通過 PC/PPI 電纜或使用 MPI 卡通過 RS485 接口和電纜與計算機連接，可以實現編程、監控、聯網等功能。電源PLC 內部配有一個專用開關式穩壓電源，將交流/直流供電電源轉化為 PLC 內部電源需要的工作電源（5V 直流） 。當輸入端子為非干接點結構時，為外部輸入元件提供 24V 直流電源（僅供輸入點使用） 。 PLC 的特點南充職業技術學院畢業設計 8軟硬件功能強使用維護方便運行穩定可靠組織靈活 PLC 的發展趨勢從當前產品來看，PLC 的發展仍然主要體現在提及的縮小與性能的提高兩大方面。1．向高速度、大容量方向發展 2．向超大型、超小型兩個方向發展 3．PLC 大力開發智能模塊，加強聯網通信能力 4．增強外部故障的檢測與處理能力 5．編程語言多樣化 PLC 工作原理 循環掃描的特點輸入映像寄存器的內容是由設備驅動的，在程序執行過程中的一個周期內輸入映像寄存器的值保持不變，CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來控制程序的執行。掃描周期周而復始地進行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執行是可控的。對同一個輸出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執行結果。各個電路和不同掃描階段會造成輸入和輸出延遲，這是 PLC 的主要缺點。在讀輸入階段，CPU 對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態鎖入映象寄存器中。緊接著轉入用戶程序執行階段，CPU 按照先左后右、先上后下的順序對每條指令進行掃描，根據輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態執行用戶程序，同時將執行結果寫入輸出映象寄存器。 PLC 中的存儲器PLC 中的存儲器按用途分為系統程序存儲器、用戶程序存儲器以及工作數據存儲器。用戶程序存儲器用來存儲根據控制要求而編制的用戶應用程序。南充職業技術學院畢業設計 9用來存儲工作數據的區域稱為工作數據區。系統程序存儲器中存放的是廠家根據其選用的 PLC 的指令的系統編寫的系統程序，它決定了 PLC 的功能，用戶不能更改其內容。 PLC 的編程語言PLC 是通過程序對系統進行控制的，作為一種專用計算機，為了適應其應用領域，一定有其專用的語言。PLC 的編程語言有多種，如梯形圖、語句表、功能圖等。梯形圖編程語言是一種圖形語言，具有繼電器控制電路形象、直觀的優點；語句表編程語言類似計算機的匯編語言，用助記符來表示各種指令的功能，是 PLC 用戶程序的基礎元素。梯形圖程序讓 PLC 仿真來自電源的電流通過一系列的輸入邏輯條件，根據結果決定邏輯輸出的允許條件。梯形圖按邏輯關系分為“梯級”或網絡。如圖 所示是用 PLC 控制的梯形圖程序，可完成與繼電器控制的電動機直接起、停（起、保、停）繼電器控制電路圖相同的功能。圖 控制的梯形圖程序 PLC 的分類及性能指標 按 I/O 點數容量分類小型機（I/O 點數小于 256 點）典型的小型機有 SIEMENS 公司的 S7200 系列。中型機（I/O 點數在 256—1024 之間）典型的中型機有 SIEMENS 公司的 S7300 系列、OMRON 公司的 C200H 系列。大型機（I/O 點數在 1024 點以上）典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7400、OMRON 公司的 CVM1 和 CS1 系列。南充職業技術學院畢業設計 10 按結構形式分根據 PLC 結構形式的不同，PLC 主要可分為整體式和模塊式兩類。整體式結構微型和小型 PLC 一般為整體式結構。如西門子的 S7200。模塊式結構目前大、中型 PLC 都采用這種方式。如西門子的 S7300 和 S7400 系列。 的性能指標I/O 點數I/O 點數，即 PLC 面板上的 I/O 端子的個數。I/O 點數越多，外部可以連接的I/O 器件就越多，控制規模就越大。它是衡量 PLC 性能的重要指標之一。存儲容量這里專指用戶存儲器的存儲容量，它決定了用戶所編程序的長短。大