基于lc交通灯课程.doc
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1、前言可编程控制器(Programmable logic controller),建成PLC,它是20世纪70年代以来,在继承呢个电路,计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点,国外已广泛应用于自动化控制的各个领域,并已成为现实工业生产子偶的呢规划的支柱产品。近年来,国内在PLC技术与产品开发应用方面发展很快,除有许多从国外引进的设备,自动化生产线外,国内的机床设备已悦来越多采用PLC控制系统采用控制系统取代传统的继电接触器控制系统小;价格上能与继电接触器控制系统竞争;易于在现场变更程序;便于使用、维护、维修;能直接推动
2、电磁阀,接触器与之相当的执行机构;能向中央执行机构;能向中央数据处理系统直接传播数据等。本课题在对一种执行机构由电动机和液压缸组成的工业机械手的结构进行分析的基础上,将PLC应用于其控制系统,完成了系统的硬件设计和软件设计。根据该机械手的工作特点,采用步进顺序控制方式,使程序简化,便于调试。将PC与PLC组成分布式控制系统,进行联网通信,工作人员在上位机上编程、监督设备运行情况,实时地对现场参数进行修改、调整,使系统工作于最佳状态。摘要本次课程设计利用三菱plcFX-1N40MR系列的试验箱,并采用顺序控制梯形图的起保停方法进行编程。本次试验的目的是交通灯的模拟实验,利用plc的自动控制功能对
3、交通灯的运行进行有步骤地控制,从而实现实验要求的目的。Plc可以减轻劳动强度,保障生产的可靠性、安全性,降低生产成本,减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。本设计就PLC在机械手控制上的应用作了详细阐述.目录第一章 plc控制系统概论1第二章PLC的结构及基本配置2 2.1 CPU的构成2 2.2 I/O模块3 2.3 电源
4、模块3 2.4 底板或机架3 2.5 PLC 的外部设备4 2.6 PLC的通信联网4第三章 交通信号灯的广泛应用4第四章 十字路口交通灯的设计内容54.1 课程设计任务5 4.2 I/O地址分配表6 4.3 十字路口交通灯PLC梯形图7 4.4 十字路口交通灯PLC设计指令表13第五章 程序调试、运行17第六章 总结18参考文献19第一章 可编程控制器概况 可编程控制器(PROGRAMMABLE CONTROLLER,简称PC)。与个人计算机的PC相区别,用PLC表示。PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用
5、来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。可以预料:在工业控制领域中,PLC控制技术的应用必将形成世界潮流PLC程序既有生产
6、厂家的系统程序,又有用户自己开发的应用程序,系统程序提供运行平台,同时,还为PLC程序可靠运行及信息与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。1第二章 PLC的结构及基本配置 一般讲,PLC分为箱体式和模块式两种。但它们的组成是相同的,对箱体式PLC,有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等,当然按CPU性能分成若干型号,并按I/O点数又有若干规格。对模块式PLC,有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。无任哪种结构类型的PLC,都属于总线式开放型结构,其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。PLC的基本结构框图如下:接口部件输出输入接口部件 中央处理
7、单元 CPU板 接受 驱动 现场信号 受控元件 电 源 部 件 一、 CPU的构成PLC中的CPU是PLC的核心,起神经中枢的作用,每台PLC至少有一个CPU,它按PLC的系统程序赋予的功能接收并存贮用户程序和数据,用扫描的方式采集由现场输入装置送来的状态或数据,并存入规定的寄存器中,同时,诊断电源和PLC内部电路的工作状态和编程过程中的语法错误等。进入运行后,从用户程序存贮器中逐条读取指令,经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号,去指挥有关的控制电路, 与通用计算机一样,主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成,还有外围芯片、总线接口及有关电路。它确定了
8、进行控制的规模、工作速度、内存容量等。内存主要用于存储程序及数据,是PLC不可缺少的组成单元。CPU的控制器控制CPU工作,由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。 CPU的运算器用于进行数字或逻辑运算,在控制器指挥下工作。 CPU的寄存器参与运算,并存储运算的中间结果,它也是在控制器指挥下工作。CPU虽然划分为以上几个部分,但PLC中的CPU芯片实际上就是微处理器,由于电路的高度集成,对CPU内部的详细分析已无必要,我们只要弄清它在PLC中的功能与性能,能正确地使用它就够了。CPU模块的外部表现就是它的工作状态的种种显示、种种接口及设定或控制开关。一般讲,CPU模块总要有
9、相应的状态指示灯,如电源显示、运行显示、故障显示等。箱体式PLC的主箱体也有这些显示。它的总线接口,用于接I/O模板或底板,有内存接口,用于安装内存,有外设口,用于接外部设备,有的还有通讯口,用于进行通讯。CPU模块上还有许多设定开关,用以对PLC作设定,如设定起始工作方式、内存区等。二、 I/O模块:PLC的对外功能,主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的,按I/O点数确定模块规格及数量,I/O模块可多可少,但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力,即受最大的底板或机架槽数限制。I/O模块集成了PLC的I/O电路,其输入暂存器反映输入信号状态,输出点反映输出锁存器状态。三、电源模块:有些
10、PLC中的电源,是与CPU模块合二为一的,有些是分开的,其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。同时,有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源以其输入类型有:交流电源,加的为交流220VAC或110VAC,直流电源,加的为直流电压,常用的为24V。四、底板或机架:大多数模块式PLC使用底板或机架,其作用是:电气上,实现各模块间的联系,使CPU能访问底板上的所有模块,机械上,实现各模块间的连接,使各模块构成一个整体。五、PLC 的外部设备 外部设备是PLC系统不可分割的一部分,它有四大类1. 编程设备:有简易编程器和智能图形编程器,用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制
11、的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件,但它不直接参与现场控制运行。2. 监控设备:有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。3. 存储设备:有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器,用于永久性地存储用户数据,使用户程序不丢失,如EPROM、EEPROM写入器等。4. 输入输出设备:用于接收信号或输出信号,一般有条码读人器,输入模拟量的电位器,打印机等。六、PLC的通信联网 PLC具有通信联网的功能,它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息,形成一个统一的整体,实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有
12、通信联网功能,它和计算机一样具有RS-232接口,通过双绞线、同轴电缆或光缆,可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。 当然,PLC之间的通讯网络是各厂家专用的,PLC与计算机之间的通讯,一些生产厂家采用工业标准总线,并向标准通讯协议靠拢,这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。了解了PLC的基本结构,我们在购买程控器时就有了一个基本配置的概念,做到既经济又合理,尽可能发挥PLC所提供的最佳功能。第三章 交通信号灯的广泛应用随着社会经济的发展,城市交通问题越来越引起人们的关注。人、车、路三者关系的协调,已成为交通管理部门需要解决的重要问题之一。城市交通控制系统
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