抢答器PLC控制系统设计-河南工业大学.doc

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F09xx
学生姓名: xxx 学号: xxxx
指导教师: xxx
2012 年 12 月 10 日
目录
第1章引言 1
PLC的由来及发展史 1
PLC的主要特点、主要功能及应用范围 3
PLC的主要特点 3
PLC的主要功能 3
PLC的应用范围 4
第2章系统要求的分析与设计 5
控制要求分析,设计主电路 5
PLC抢答器的控制要求 5
系统设计思想设计 5
系统设计思想 5
第3章 PLC控制系统设计 6
I/O分配设计及硬件选择 6
I/O分配设计 6
硬件选择 7
确定I/O信号数量,选择PLC类型 7
系统I/O数量分析 7
S7-200系列PLC的CPU的技术指标 7
S7-200系列PLC的CPU型号的选择 7
I/O接线图 8
程序流程图 9
控制程序编制与调试 10
控制程序编制 10
程序调试 21
设计总结 25
谢辞 26
参考文献 27
第1章引言
PLC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:
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。
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。
(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,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。
PLC的主要特点、主要功能及应用范围
PLC的主要特点

⑴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。
⑵各模块均采用屏蔽措施以防止辐射干扰。
⑶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。
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。