plc在多组抢答系统的应用 毕业论文原文

PLC在多组抢答系统的应用摘要随着电子技术的发展，PLC在社会生活中应用越来越广泛。鉴于此，结合社会生活，为了方便学校和各级组织知识竞赛，设计了一个智力抢答器。在借鉴别人成果的基础之上，又设计了一段惩罚程序，应用经验设计法，使程序看上去更加简洁、易懂。惩罚程序的加入使竞赛更加具有竞争意味，体现竞赛的宗旨。数字显示和检测灯双重显现，确保抢答组的显现的准确无误。数字显示是利用两个七段数码管和BCD指令实现的，应用数字显示和分组灯同时显示抢答组数可以防止在数码管损坏或分组灯有一个损坏的情况下准确显示抢答组。抢答器的程序是用GXDEVELOPER软件的指令完成，将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按扭、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行GXDEVELOPER编程软件，打开抢答器程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。此次下载安装了GXSIMULATOR三菱编程模拟仿真软件，对程序进行了虚拟调试。并进行了拼写检查，程序能够实现预定的效果。关键词智力竞赛，数字显示，抢答器THEAPPLICATIONOFPLCINMULTIPLEANSWERSYSTEMABSTRACTWITHTHEDEVELOPMENTOFELECTRONICTECHNOLOGY,THEAPPLICATIONSOFPLCINTHESOCIALLIFEAREMOREANDMOREWIDELYCOMBININGWITHSOCIALLIFE,IDESIGNAMENTALRESPONDERFORTHESCHOOLSANDORGANIZATIONSATALLLEVELSTOFACILITATEKNOWLEDGECOMPETITIONLEARNINGFROMOTHERSINTHEBASISOFTHERESULTS,IDESIGNAPUNISHMENTPROCEDUREBYUSINGTHEMETHODOFEXPERIENCEDESIGNANDMAKETHEPROGRAMLOOKSMORECONCISEYOUCANUNDERSTANDITEASILYPUNISHMENTPROCEDUREWASADDED,MEANSTHATRACESISMORECOMPETITIVE,REFLECTINGTHEPURPOSEOFCOMPETITIONDUALDIGITALDISPLAYANDTESTLIGHTSARETOENSURETHEACCURACYOFTHEANSWERINGROUPSHOWTWOSEVENSEGMENTDIGITALDISPLAYSARETHEUSEOFDIGITALCONTROLANDBCDINSTRUCTIONSIMPLEMENTATION,ANDAPPLICATIONOFDIGITALDISPLAYANDGROUPINGAFEWLIGHTSATTHESAMETIMEDISPLAYANSWERINGGROUPCANPREVENTDAMAGETOINGROUPSINTHEDIGITALTUBELIGHTSHAVEACASEOFDAMAGEACCURATELYDISPLAYANSWERINGGROUPIUSETHEINSTRUCTIONSOFGXDEVELOPERTOCOMPLETETHEPRODUCERWITHEACHINPUT/OUTPUTTERMINALSANDTHEACTUALCONTROLSYSTEMOFTHEBUTTONCONNECTEDYOUCOMPLETETHECORRECTINSTALLATIONDURINGNORMALWORKINGPROCEDURES,IFSTOREDINMEMORY,THEFIRSTREVISIONPROCEDURESSETINTHEPLCOPERATIONCONDITION,STOPGXDEVELOPERPROGRAMMINGSOFTWARE,OPENCONTEST,ONLINETESTINGPROGRAM,USABLEALSOPROGRAMMERDEBUGGINGTHENDOWNLOADANDINSTALLTHESIMULATORGXSIMULATIONSOFTWARELADDERPROGRAM,ANDMAKESASPELLCHECKING,THEPROGRAMCANACHIEVETHEEXPECTEDRESULTSKEYWORDSQUIZ,STATISTICS,RESPONDER所有下载了本文的注意本论文附有CAD图纸和完整版最终设计，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（QQ邮箱），或加我百度用户名QQ，我把图纸发给你。最后，希望此文能够帮到你目录前言1第1章PLC相关知识211PLC的由来212系统程序指令3第2章抢答器的PLC选型及控制要求521选择PLC类型5211PLC系统设备选型522I/O分配623系统控制要求7第3章抢答器的数字显示931译码器9311七段显示译码器9312译码器1032显示器件10321七段共阳极数码管10322译码器与数码管的连接12第4章抢答程序设计1341程序设计13411违例程序设计13412抢答程序设计13413数码显示1342程序流程图1343控制面板1544梯形图程序16第5章程序仿真调试1951调试软件1952调试状态19结论25谢辞26参考文献27附录28外文资料翻译33前言在学校中学和大学中，常举办智力竞赛。智力竞赛常常是以多人为整体通过抢答器，优选第一抢答者回答相关的问题。学校用的抢答器电路有多种多样，有直接应用数字电路的抢答器，这种抢答器结构简单，若要实现其他的功能线路会显得很复杂，比如要实现数字显示就要编码器，译码器，显示器。而且会用到很多的电子器件，比如要想实现很多组的抢答电路设计起来会有些复杂。随着电子技术的发展PLC应用越来越广泛，其所应用的领域也越来越多，它可以实现逻辑控制，定时控制，计数控制，步进顺序控制。应用PLC的逻辑控制可以更简洁的实现一些在数字电路上比较复杂的控制。鉴于此，应用PLC设计这个系统看上去会更简洁，能够更方便的实现数字显示，分组上的检测灯也能及时告知参赛人员自己是否在这一轮抢答中胜出，以下为要解决的问题1在以往的知识竞赛中，只看到有违例的情况，却没有惩罚的具体措施，所以在这次的设计中在软件的程序的设计上，设想加一部分惩罚程序。也就是说当某一个组在本次竞赛中违例三次那么系统自动取消它的抢答资格，至于到什么时候允许它加入全凭规则说了算，等到规定的时间一到，主持人再把被惩罚的分组加进去，实现有效的惩罚，从而有序的完成整个抢答过程。2在若干组的抢答中只能有一组成功实现抢答，也就是说当一组成功实现抢答之后就要封闭其他组的抢答信号，必须只有一组能够实现抢答。3系统工作过程中有可能数码管不显示的情况所以要有两种措施确保能够知道哪一组实现了抢答。第1章PLC相关知识11PLC的由来可编程控制器（PROGRAMMABLECONTROLLER）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（PROGRAMMABLELOGICCONTROLLER），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机（PERSONALCOMPUTER）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。在60年代，汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展，汽车型号更新的周期愈来愈短，这样，继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装，十分费时，费工，费料，甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状，美国通用汽车公司在1969年公开招标，要求用新的控制装置取代继电器控制装置，并提出了十项招标指标，即1编程方便，现场可修改程序；2维修方便，采用模块化结构；3可靠性高于继电器控制装置；4体积小于继电器控制装置；5数据可直接送入管理计算机；6成本可与继电器控制装置竞争；7输入可以是交流115V；8输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀，接触器等；9在扩展时，原系统只要很小变更；10用户程序存储器容量至少能扩展到4K。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可靠性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制。于1977年开始工业应用。12系统程序指令1传送指令MOV指令特点当MOV执行的条件满足时，将原操作数中的数据传送到目标操作数中，若原操作数是一个变数，需采用脉冲型传送指令。32位数据需用DMOV传送。传送指令的名称、助记符、功能号、操作数、程序步长等如表11所示表11传送指令的格式指令名称助记符功能号操作数程序步长SD传送MOVFNC12K、H、KNX、KNY、KNM、KNS、T、C、D、V、ZKNY、KNM、KNS、T、C、D、V、Z16位5步；32位9步；2BCD变换指令BCD变换指令的指令名称、助记符、功能号、操作数、程序步长等如表12所示表12BCD指令的格式指令名称助记符功能号操作数程序步长SDBCD码变换BCDFNC18KNX、KNY、KNM、KNS、T、C、D、V、ZKNY、KNM、KNS、T、C、D、V、Z16位5步；32位9步；当指令的执行条件满足时，将原操作数中的二进制数吧变换BCD码并传送到指定的目标操作数中，BCD指令可用于将PLC中的二进制数变换成BCD码输出，以驱动LED七段显示器。3MC、MCR指令MC为主控指令，用于公共串连接点的链接。MCR为主控复位指令，即MC得复位指令，表示公共串联节点的清除。在编程时，经常遇到多个线圈同时受一个或一组接点控制的情况。如果在每个线圈的控制电路中传入同样的接点，则将多占用存储单元，应用主控指令可以解决这个问题。使用主控指令的接点称为主控接点，它在梯形图中于一般的接点垂直，它们是母线相连的常开接点，是控制一组电路的总开关。MC指令占3程序步，MCR指令只占2程序步，两条指令的操作目标元件是Y、M，但不允许使用特殊辅助继电器M。MC、MCR指令的功能、电路表示、操作元件、所占的程序步如表13所示表13MC、MCR指令在梯形图中的表示符号、名称功能程序步主控公共串连接点连接3主控复位公共串连接点连接清除24MPS、MRD、MPP指令MPS、MRD、MPP分别为进栈、读栈、出栈指令。用于多重输出电路中。在FX系列可编程控制器中有11个用来存储中间运算结果的存储区域被称为栈存储器，堆栈采用先进后出的数据存取方式。使用一次MPS指令，便将此刻的运算结果送入堆栈的第一层，以便以后处理有线圈的支路时可以调用该运算结果，此时原本存在第一层的数据将被推到堆栈的下一层。使用MPP指令，弹出存储在堆栈最上层的电路分支点对应的运算结果，将下一触点连接在该点，并从堆栈中去掉该点的运算结果。使用MPP指令时，堆栈中各层的数据依次向上移动一层，最上层的数据被读出，同时该数据从堆栈内消失。MRD指令用来读出最上层的最新数据，此时堆栈内的数据不移动。MPS、MRD、MPP指令都是不带软元件的指令。MPS、MPP必须成对使用，而且连续使用次数应小于11次第2章抢答器的PLC选型及控制要求21选择PLC类型211PLC系统设备选型PLC最主要的目的是控制外部系统。这个系统可能是单个机器，机群或一个生产过程。不同型号的PLC有不同的适用范围。根据生产工艺要求，分析被控对象的复杂程度，进行I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等）统计，列出清单。适当进行内存容量的估计，确定适当的留有余量而不浪费资源的机型（小、中、大形机器）。目前市场上的PLC产品众多，国外知名品牌有德国的SIEMENS；日本的OMRON、MITSUBISHI、FUJI、PANASONIC；美国的GE；韩国的LG等。国产品牌有研华、研祥、合力时等。近几年，PLC产品的价格有较大的下降，其性价比越来越高。PLC的选型应从以下几个方面入手1PLC输出方式的选择根据PLC输出端所带的负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点的动作的频率等，从而确定输出端是采用继电器输出，还是晶体管输出，或晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式，对系统的稳定运行是很重要的。电磁阀的开闭、大电感负载、动作频率低的设备，PLC输出采用继电器输出或者固态继电器输出；各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动/停止应采用晶体管输出。2PLC结构的选择在相同功能和相同I/O点数的情况下，整体式比模块式价格要低，模块式具有功能扩展灵活、维修方便、容易判断故障等优点。3PLC控制系统的输入电路选择PLC供电电源一般为AC85240V，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件（如电源滤波器、11隔离变压器等）。隔离变压器也可以采用双隔离技术，即变压器的初、次级线圈屏蔽层与初级电气中性点接大地，次级线圈屏蔽层接PLC输入电路的地线，以减小高低频脉冲干扰。PLC输入电路电源一般应采用DC24V，同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和PLC安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响PLC的运行，一般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，PLC输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。4PLC控制系统的输出电路选择依据生产工艺要求，各种指示灯、变频器/数字直流调速器的启动停止应采用晶体管输出，它适应于高频动作，并且响应时间短。如果PLC系统输出频率为每分钟6次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。如果PLC输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护PLC。当PLC扫描频率为10次/MIN以下时，既可以采用继电器输出方式，也可以采用PLC输出驱动中间继电器或者固态继电器（SSR），再驱动负载。对于两个重要输出量，不仅在PLC内部互锁，建议在PLC外部也进行硬件上的互锁，以加强PLC系统运行的安全性、可靠性。对于常见的AC220V交流开关类负载，例如交流接触器、电磁阀等，应该通过DC24V微小型中间继电器驱动，避免PLC的DO接点直接驱动，尽管PLC手册标称具有AC220V交流开关类负载驱动能力。综上所述选择日本三菱公司的小型PLC型号FX2N48MR，采用继电器输出型。因为继电器输出型的PLC工作电压范围广，触点的导通压降小，承受顺时过电压和瞬时过电流能力较强，况且系统的输出信号变化不是很频繁。供电电源AC220V，整体式PLC，在相同功能和相同I/O点数的情况下，整体式比模块式价格要低。22I/O分配输入设备输入端子号开始按钮SB1X1违例复位按钮SB2X2重加违例组按钮SB3X3计时按钮SB4X4第一组抢答按钮SB5X5第二组抢答按钮SB6X6第三组抢答按钮SB7X7第四组抢答按钮SB10X10第五组抢答按钮SB11X11输出设备输出端子号主持台上显示第一组灯Y0主持台上显示第二组灯Y1主持台上显示第三组灯Y2主持台上显示第四组灯Y3主持台上显示第五组灯Y4主持台检测开始灯Y5蜂鸣器Y6第一组灯Y10第二组灯Y11第三组灯Y12第四组灯Y13第五组灯Y14数码显示Y20Y21Y22Y23Y24Y25Y26Y2723系统控制要求1总体设置设有主持人总台和各个参赛分组，总台设有重加违例分组按钮、开始按钮、计时开始按钮、数码显示、违例复位按钮、蜂鸣器。各个分组有分组灯和抢答按钮，各组必须在主持人按下抢答按钮并且分组显示灯亮时，方可抢答。若有个别组在主持人未按下开始按钮时，按下了抢答按钮，系统发出违例报警违例分组和主持台上相应的灯以1S为周期闪烁，同时蜂鸣器1S蜂鸣声。2惩罚措施主持人按下复位按钮后方可复位，正常进入下一轮的抢答，若一组在此次竞赛中先后违例三次，那么系统会自动取消其下一题的抢答资格，等惩罚时间一过主持人按下违例复位按钮后，该组方可正常答题。3正常操作主持人按下开始按钮后数码显示时间若在10S内无人抢答则系统自动断电，所有灯灭，主持人按下开始按钮方可进行下一题的抢答。若在10S内有人抢答，则数码管自动切换到该组，并显示出该组，与此同时抢答成功组和主持台上该组灯显示亮，未抢答成功则该组和主持台上的对应该组的灯不亮。4计时开始等有组成功抢答之后，主持人按下计时按钮，同时蜂鸣器响1S提示该组开始回答问题，同时数码显示30S时间，等30S时间到系统自动断电，所有灯灭，蜂鸣器响时1S答题结束。第3章抢答器的数字显示31译码器311七段显示译码器在数字仪表、计算机和其他数字系统中常常要把测量数据和运算结果用十进制数显示出来。在本系统中同样要用到译码器，它能够把“8421”二十进制代码译成能用显示器件显示出的十进制数。七段显示译码器是把BCD代码译成驱动七段数码管的信号，显示出相应的十进制数码，如集成芯片CT74LS247（输出为低电平有效）、74LS248、74LS249（输出高电平有效）。如图31所示是它的外引线排列图。它有四个输入端A0、A1、A2、A3和七个输出端AG，通过限流电阻接七段共阳极数码管。还有三个低电平有效输入控制端，其功能如下1灭灯输入端BI当BI0，其他输入信号任意，输出均AG为1，七段全灭，无显示，也称消隐功能。2试灯输入端LT用来检验数码管的七段是否正常。当BI1，LT0时，A0、A1、A2、A3状态任意，输出AG均为0，数码管七段全亮，显示“8”字。3灭0输入端RBI当LT1，BI1，RBI0，当A3A2A1A00000时，输出AG却为1，不显示“0”字；这时，如果RBI1，则译码器正常输出，显示“0”。当A3A2A1A0为其他组合时，不论RBI为0或1，译码器均可正常输出。在此端输入控制信号可以消除无效“0”。例如，消除00001小数点前的两个无效的“0”，显示出001，故称为灭0输入端。如图34所示为CT74LS247型译码器和共阳极BS204型半导体数码管的连接图。此译码器功能是把PLC内部经过BCD代码转换之后的代码译码然后送至BS204显示器进行显示。用以显示抢答的时间和抢答成功的组数。312译码器如图31所示123456786512109ALTBIRA3GNDEDCBAFGVCC7S图31译码器的外引线排列图32显示器件321七段共阳极数码管如图32所示ABCDEFGBCEFG图32数码管字形结构常用的显示器件有半导体数码管、液晶数码管和荧光数码管等。本系统只用到半导体数码管，下面介绍半导体数码管。半导体数码管可称为LED数码管，它的基本单元是发光二极管LED，它将十进制数码分成7个字段，每段为一个发光二极管，其字形结构如上图所示。选择不同字段发光，可显示出不同的字形。例如，当A,B,C,D,E,F,G7个字段全亮时，显示出8；B,C段显亮时，显示出1。半导体数码管中7个发光二极管有共阴极和共阳极两种接法，共阴极时，某一字段接高电平时发光；共阳极时，字段接低电平时发光。使用时每个管都要串联限流电阻。如图33所示本次设计串联的是的限流电阻。5107ABCDEFG图33共阳极数码管接法322译码器与数码管的连接如图34所示ABCDEFGBS204CT74LS2A01A235V5107LTBIR图34译码器与数码管的连接第4章抢答程序设计41程序设计411违例程序设计在本次设计中，违例程序最能体现本次抢答的公平和竞争意识。如果一组累计实现三次违例抢答那么系统自动切除该组，使该组失去抢答的机会，应用经验设计法设计该程序。应用主控指令使程序看上去更加简洁，程序的可读性强，程序中添加有必要的注释，让程序阅读人员易于理解。412抢答程序设计如果在10S之内一切正常，那么系统会执行第一个主控指令内的程序，在第一个主控指令之内有系统的所有正常显示，也就是说如果没有意外系统的先后顺序是主持台和分组的灯亮，然后数码正常显示时间。若在规定的时间之内有组抢答，那么分组灯灭和主持台灯亮，数码管显示成功抢答组。当主持人按下计时按钮后，数码管显示时间。时间到，系统自动断电，开始下一题的抢答。413数码显示从系统得电到结束一直都有数码显示，先是10S的抢答时间，然后是显示成功抢答组数，显示完成之后系统会切换到显示规定的答题时间。到规定的时间系统会自动断电，从而开始下一题的抢答，进而完成整个的竞赛过程。42程序流程图程序流程图如图41所示开始按钮数码显示10S分组灯亮有组抢答数码显示该组主台灯亮分台灯灭计时按钮数码显示30S答题时间停止按钮结束是是是否否否蜂鸣器响1S抢答按钮计数器计数是否达到三次1S闪烁电路1S蜂鸣违例复位是否恢复初始状态系统自动切除该组重加违例组是否图41程序流程图43控制面板如图42所示主持台Y12Y34Y50第1组第2组第3组第4组第5组检测数码显示蜂鸣器开始按钮停止按钮违例复位重加违例组计时开始SB0SB1SB2SB3SB4SB5Y10SB6Y1SB7Y12SB10Y3SB1Y4图42控制面板示意图44梯形图程序如图43所示RSTC1RSTRST2C34C5MCN0M1N0M1BCDT2K1Y0Y12Y134M0M10C12C34C5X1M0X2M10X3C12C34C5M0X4M2T1T3K10Y6KT1K30Y101Y213Y4梯形图抢答程序开始按钮违例复位按钮计时开始按钮计数器复位1S蜂鸣各组灯亮开始抢答0713236424861467073X0Y01Y23Y4T0T1M2Y5X5X6X7X10X16X710X5X710X5X610X5X67X15X67X10Y0Y1Y2Y3Y4MOVK1DMOVK2DMOVK3DMOVK4DMOVK5D数码显示30S时间数码显示成功抢答组BCT12Y0DK4M2MCRN0MCN13M10违例程序N13主持台和分组台灯亮显示成功抢答组76810131251374195Y0YYYYM45M67M8C1K32C3K4C5K3X67X10M45M67M845M678T4Y6TK10T456M45M67M8T4Y1Y23Y4011MCRNEDC12C34C5156317018492132346构成1S闪烁电路违例后1S闪烁电路违例达三次系统自动切除该组图43梯形图第5章程序仿真调试51调试软件抢答器的程序是用GXDEVELOPER软件的指令完成，将各个输入/输出端子和实际控制系统中的按扭、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将PLC设定在STOP状态下，运行GXDEVELOPER编程软件，打开抢答器程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。由于资源有限又受条件限制所以此次下载安装了GXSIMULATOR三菱编程模拟仿真软件，对程序进行了虚拟调试。52调试状态1系统开始开始按钮按下，数码显示10S时间，如图51所示图51系统开始2检测灯亮主持台检测灯亮，Y5为主持台检测灯，开始按钮按下时它便亮，且显示在主持台上，显示抢答和答题开始，如图52所示图52检测灯亮3有组成功抢答第二组成功抢答X6为抢答按钮一旦它按下其余组抢答无效，如图53所示图53成功抢答4数码显示数码显示，数码显示第二组，如图54所示图54数码显示5计时开始计时开始，计时按钮按下，数码显示30S时间，如图55所示图55计时开始6违例产生1违例分组产生，1S闪烁电路，同时蜂鸣器响1S，如图56所示图56闪烁电路产生2主持台和分组灯同时闪烁，如图57所示图57主台和分台同时闪烁7违例复位1违例后复位，如图58所示图58违例复位2第二组违例达三次，系统自动切除该组，如图59所示图59三次违例3违例后计数器C2的状态，如图510所示图510C2违例4计数器C2复位，如图511所示图511复位计数器结论谢辞参考文献1李章全自动卷纸筒机的PLC控制设计电子技术,2010,35236382秦增煌电工学简明教程北京高等教育出版社,20071031213王建PLC操作实训北京机械工业出版社,200755604周建清PLC应用技术北京机械工业出版社,2008311095伍宏常用机械设备及电气控制广州广东科技出版社,200118636郭艳萍电气控制与PLC技术北京北京师范大学出版社,20081142407赵迎春基于PLC的流水线搬运机械手机电一体化,2010,10292938吴明亮，蔡夕忠可编程控制器实训教程北京化学工业出版社,200529789吴作明工业组态软件与PLC应用技术北京北京航空航天大学出版社,2007348510路林吉，王坚，江龙康可编程控制器原理及应用北京清华大学出版社,2003157311廖常初PLC编程及应用北京机械工业出版社,200210518012廖常初FX系列PLC编程及应用北京机械工业出版社,2006589713台方可编程控制器应用教程北京中国水利水电出版社,20019914214陈立定等电气控制与可编程控制器广州华南理工大学出版社,200115GFREYANDLLIT,“FORMALMETHODSINPLCPROGRAMMING,”PROCOFTHEIEEECONFERENCEONSYSTEMSMAN,NASHVILLE,OCT811,2000附录附录题目外文资料翻译FOURTHINTERNATIONAIDAAAMCONFERENCENOWADAYS,CONTROLPROBLEMSARESOLVEDUSINGOPERATINGCOMPONENTSFROMAWIDEVARIETYOFTECHNOLOGIESELECTRONICS,HYDRAULICS,PNEUMATICSANDMECHANICSFUNCTIONALITY,RELIABILITYANDPRICEOFTHECONTROLLEDSYSTEMAREDETERMINEDBYTHEQUALITYOFTHESOLUTIONMADETHEPAPERCONCENTRATESONPRACTICALUSEOFPROGRAMMABLELOGICCONTROLLERSPLCTHATISBASEDONTHEFIVEYEARSPROJECTDEVELOPMENTEXPERIENCEINTHISAREASUCCESSFULSOLUTIONSANDDEVELOPMENTEXPERIENCEINTHISAREASUCCESSFULSOLUTIONSANDPROBLEMSAREUNDERFOCUSSPECIFICHARDWARE,CONTROLLERPROGRAMMINGPROBLEMS,DATA/SIGNALSEXCHANGEANDHUMANMACHINEINTERFACESARECONSIDEREDASARESULTTHEMETHODFORSELECTINGPROGRAMMABLECONTROLLERSACCORDINGTOSPECIFICNEEDSISDEVELOPEDPRACTICALSUGGESTIONS,POSSIBLEHAZARDSANDWARNINGSAREPROPOSEDTHATCOULDHELPTOAVOIDMISTAKES1INTRODUCTIONMODERNMACHINERYCONSISTSOFBOTHMECHANICALANDELECTRONICPARTSOVERALLFUNCTIONALITYISDETERMINEDBY“BALANCE”BETWEENTHESECOMPONENTSINITIALPLANNINGANDSOLUTIONSELECTIONPLAYSCRITICALROLEINFINALRESULTINCONTROLMETHODSTHESELECTIONHASTOBEMADEBETWEENRELAYBASEDCIRCUITS,SPECIALDEVICES,PROGRAMMABLELOGICCONTROLLERSPLCANDNEWDEVELOPMENTELECTRONICSTHISARTICLEISCONCENTRATEDONPLCSANDEXPERIENCETHATHASCOLLECTEDOVER5YEARPRACTICALWORKWITHPLCSSTRONGANDWEAKSIDES,POSITIVEANDNEGATIVEPRACTICESAREDISCUSSEDSUGGESTIONSWEATHERTOUSEPROGRAMMABLECONTROLLERSORNOTHAVEBEENFORMEDTOHELPDECISIONMAKINGTHEMOSTIMPORTANTDECISIONINPLANNINGPLCBASEDSYSTEMISSELECTINGPROCESSORTYPEMISTAKESMEANEXTRACOSTSFORMODIFICATIONSOREVENNEEDFORCOMPLETELYNEWDEVICESTHEMOSTCOMMONERRORISOVERESTIMATINGPROGRAMMINGPOSSIBILITIESOFSMALLSIZEDPROCESSORSTHEREARESEVERALMETHODSFORSELECTINGPLCUNFORTUNATELYMOSTOFTHEMFOCUSONELECTRICALSIDEOFPLCSANDMAXIMUMCOUNTOFSIGNALSALLOWEDTHEYDONTINVOLVEANALYSISTODETERMINEPOSSIBLESPECIALNEEDSFORUSERPROGRAMORCOMMUNICATIONSBASEDONSEVERALEXISTINGMETHODS,PRACTICALEXPERIENCEANDFUTURETRENDSANEWMETHODFORSELECTINGPLCWASDEVELOPEDJIMHASGAINEDHISEXPERIENCEBYTAKINGPARTINMORETHAN15BIGSCALEAUTOMATIONPROJECTSTHESEPROJECTSINCLUDEDEVELOPMENTOFPOWERCONSUMPTIONMONITORINGSYSTEMINASKNORDICCEMENTFACTORY,RENEWINGTESTINGRIGFOR,BUILDINGTURBINESAFETYSYSTEMS,WATERTREATMENTPLANTSINTOWNSAND,WASTEWATERTREATMENTPLANTINTOWNANDDEVELOPMENTOFMONITORINGSYSTEMFORCENTRALHEATINGNETWORKINTARTU2PROSANDCONSINUSINGPROGRAMMABLELOGICCONTROLLERS21POSITIVEARGUMENTSTHEMAINADVANTAGETHATPROGRAMMABLECONTROLLERSPROVIDEISFLEXIBILITYJACK,2003SOMETHINGOFTHESYSTEMCANBEEASILYCHANGEDVIAPROGRAMWITHOUTANYOTHERALTERATIONSSPECIALDEVICESFOREXAMPLEMAKEANYCHANGESINCONTROLALGORITHMVERYHARDTOIMPLEMENTFLEXIBILITYMAKESPLCSWELLSUITABLEFORFREQUENTLYCHANGEDAPPLICATIONS,FOREXAMPLEINROBOTICSINPLCSTHERELATIONSBETWEENINPUTSANDOUTPUTSAREDETERMINEDBYUSERPROGRAMBYUSINGADVANCEDPROGRAMMINGTECHNOLOGIESITISMUCHEASIERTOIMPLEMENTCOMPLEXCONTROLALGORITHMSTHANINANYHARDWIREDSOLUTIONSITMAKESPLCSVERYCOMPETITIVEFORCOMPLEXTASKS,FOREXAMPLEINCONTROLLINGCHEMICALPROCESSESSPECIALMODULESALLOWVASTAMOUNTOFDIFFERENTSIGNALSTOBECONNECTEDTOTHEPLCSYSTEMUSEOFPLCSSHOULDBECONSIDEREDINAPPLICATIONSTHATREQUIRESOME“SPECIAL”INPUTOROUTPUTSIGNALSTYPICALEXAMPLEWOULDBEPOSITIONINGUSINGREFERENCEDATAFROMHIGHSPEEDINPUTTYPICALLYPCVISUALIZATIONSOFTWAREPACKAGESAREMADEFORPLCSSOMESPECIALDEVICESHAVEALSOPCSOFTWAREPACKAGESWIDERANGEOFCOMMUNICATIONOPTIONSBETWEENPLCSMAKESITPOSSIBLETOGATHERALLINFORMATIONFROMFIELDDEVICESINTOONECENTRALCONTROLPOINTCOMMUNICATIONLINESBETWEENPLCSALLOWUSINGINFORMATIONCOLLECTEDFROMOTHERPARTSOFTHESYSTEMINLOCALPROCESSCONTROLMODERNCOMMUNICATIONTECHNOLOGIESENABLEREMOTEDIAGNOSTICSANDCONFIGURATIONJACK,2003THESETWOSIGNIFICANTLYREDUCEOVERALLMAINTENANCECOSTSOFTHESYSTEM22NEGATIVEARGUMENTSPROGRAMMABLECONTROLLERSARENOTEQUIPPEDWITHENOUGHMEMORYTOSTOREBIGAMOUNTSOFDATAALTHOUGHFUTURETRENDSSHOWGROWTHINPLCMEMORYSIZES,SPECIALDEVICESRECORDERSARESTILLBETTERSUITEDFORSTANDALONEDATALOGGINGAPPLICATIONSFORNETWORKEDSOLUTIONSTHEREISPOSSIBILITYTOUSEVISUALIZATIONSOFTWAREPACKAGESTOGETHERWITHPLCSTOARCHIVECOLLECTEDDATAINANYDATABASEFORMATNECESSARYIFLOGGEDDATAAMOUNTSARESMALLORTHEREISALSOCONTROLFUNCTIONSINCLUDED,ITSREASONABLETOSTILLUSEPLCSABOUTVISUALIZATIONSOFTWAREPACKAGESITSGOODTOKNOWTHATINSTANDARDVERSIONSMOSTOFTHEMDONOTSUPPORTOFFLINERECORDINGSOTHATAFTERCOMMUNICATIONBREAKDOWNITISNOTPOSSIBLETOACQUIREDATABACKWARDSFROMPLCMODERNCOMMUNICATIONOPTIONSFORPLCSINCLUDESTANDARDPROTOCOLSFOREXAMPLEETHERNETITISTEMPTINGTOUSEEXISTINGOFFICENETWORKSALSOASDATACARRIERFORAUTOMATIONSYSTEMCOMMUNICATIONSTIMEHASSHOWNTHATITISBETTERPRACTICETOKEEPTHESETWOSEPARATEDIFTHEREISANEEDFORCONSTANTONLINECOMMUNICATIONHARDLYTRACEABLETEMPORALNETWORKOVERLOADSCANCAUSEPROBLEMSALSOINOFTHEMDONOTSUPPORTOFFLINERECORDINGSOTHATAFTERCOMMUNICATIONBREAKDOWNITISNOTPOSSIBLETOACQUIREDATABACKWARDSFROMPLCMODERNCOMMUNICATIONOPTIONSFORPLCSINCLUDESTANDARDPROTOCOLSFOREXAMPLEETHERNETITISTEMPTINGTOUSEEXISTINGOFFICENETWORKSALSOASDATACARRIERFORAUTOMATIONSYSTEMCOMMUNICATIONSTIMEHASSHOWNTHATITISBETTERPRACTICETOKEEPTHESETWOSEPARATEDIFTHEREISANEEDFORCONSTANTONLINECOMMUNICATIONHARDLYTRACEABLETEMPORALNETWORKOVERLOADSCANCAUSEPROBLEMSALSOINAUTOMATIONSYSTEMCOMMUNICATIONSALLPLCSNEEDBEPROGRAMMEDALLPROGRAMMINGWORKSINCLUDERISKFORACCIDENTALERRORSINCONTROLALGORITHMSPECIALDEVICESAREWELLTESTEDANDGENERALLYFREEOFTHISKINDOFPROBLEMSIFAVAILABLE,ITSECONOMICALLYTHOUGHTFULTOUSESPECIALDEVICESSAFETYAPPLICATIONSTHATREQUIREHIGHESTDEGREEOFRELIABILITYSHOULDCONTAINSIMPLESTDEVICESANDCIRCUITSPOSSIBLETHEREISARULETHATEVERYNEWLINKINCHAINDECREASESOVERALLRELIABILITYINSMALLAPPLICATIONSITSOFTENCOSTSAVINGTOUSERELAYBASEDCIRCUITSINSTEADOFPLCS3FUTURETRENDSPROGRESSINPROCESSAUTOMATIONSYSTEMSISAIMINGATSOCALLEDCOMPLETEAUTOMATIONWHENALLTHEHUMANHASTODOISTOENTERTHEPARAMETERSOFTHEPRODUCTWANTEDANDEVERYTHINGELSEISCARRIEDOUTBYMACHINESROSIN,2000ALTHOUGHTHEDESTINATIONLIESFARAHEAD,TRENDSINDICATEMOVEMENTINTHATDIRECTIONFIRSTLY,SYSTEMSBECOMEMOREANDMORESTANDARDIZEDBIGMANUFACTURERSORGANIZETHEIRPRODUCTSINTOFAMILIESTHEAIMISTOREDUCEAMOUNTOFKNOWLEDGENEEDEDFORCONFIGURATIONANDMAINTENANCEWORKSOFDIFFERENTDEVICESFROMSAMECOMPANYITSALSOIMPORTANTTHATTHISWAYBUILTAPPLICATIONSAREEASILYEXPANDABLESECONDLY,THEIMPORTANCEOFCOMMUNICATIONINCREASEDHUGHES,2000THEREAREMANYREASONS,SOMEOFMOREESSENTIALSARE1BETTERCOLLABORATIONOFDIFFERENTPARTSOFTHESYSTEM2CUTTINGCOSTSONCABLINGLESSCABLINGRESULTSFALLINFAULTPROBABILITY,BUTALSOINCREASESSEVERITYOFONESTHATOCCUR3SENSORSANDACTUATORSCANBEATLONGERDISTANCESFROMTHEPROCESSORMODULETHANIFUSINGCONVENTIONALMETHODS4INCREASEDSCALABILITYOFTHESYSTEMSNEWDEVICESCANBEADDEDATMINIMALCOSTS5ATSOMECASESITISBETTERTOMAKEARCHITECTUREOFMANYSMALLINDEPENDENTMODULESANDNETWORKTHEMTHISSOLUTIONENABLESSYSTEMTOKEEPWORKINGALTHOUGHSOMEPARTSHAVEFAILED6COMMUNICATIONNETWORKSEASEFAULTDIAGNOSTICSANDPROVIDEREMOTEMANAGEMENTPOSSIBILITIESCENTRALOPERATINGSTATIONSCANBEFORMEDRELATIVELYEASY7POSSIBILITYTOCONNECTDEVICESFORMDIFFERENTMANUFACTURERSOPCFOUNDATION,2003THIRDIMPORTANTTENDENCYISSPREADINGUSEOFSOCALLEDSOFTWARECONTROLLERSORSOFTPLCSSIEMENSAG,2003THESEAREPCSOFTWAREBASEDSOLUTIONSTHATRELATEWITHFIELDDEVICESVIACOMMUNICATIONNETWORKSTHEREISNONEEDFORPROCESSORMODULE,RESOURCESOFPCAREUSEDSOMESOFTPLCSISSTILLFORMEDASPROCESSORCARDSFORPCFIGURE1RELIABLECOMMUNICATIONNETWORKSAREESSENTIALSOFTPLCSISWELLSUITEDFORDATAACQUISITIONAPPLICATIONSBECAUSEOFDATASTORAGEPOSSIBILITIESOFPCSFOURTHLY,COMBODEVICESFIGURE2THATCONTAINBOTHOPERATORPANELANDMEDIUMSIZEPROCESSORMODULEGAINPOPULARITYSIEMENSAG,2002INTHISSOLUTIONPOSSIBILITYOFDISTURBANCESISLOWANDREUSEOFSOMECOMPONENTSMAK