首页 人人文库网 > 图纸下载 > 毕业设计 > 知识竞赛抢答器PLC设计【机电毕业设计含4张CAD图+说明书论文2万字45页】
知识竞赛抢答器PLC设计正文.doc

知识竞赛抢答器PLC设计【机电毕业设计含4张CAD图+说明书论文2万字45页】

收藏

压缩包内文档预览：(预览前20页/共45页)
预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图 预览图
编号：562648    类型：共享资源    大小：635.68KB    格式：ZIP    上传时间：2015-12-16 上传人：小*** IP属地：福建
45
积分
举报
举报 版权申诉
版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载
关 键 词：
知识竞赛 抢答 plc 设计 机电 电机 毕业设计 cad 说明书 仿单 论文 45
资源描述：

!【包含文件如下】【机电PLC单片机类】CAD图纸+word设计说明书.doc[20000字，45页]【需要咨询购买全套设计请加QQ97666224】.bat

任务书.doc

外文翻译

设计说明书.doc[20000字，45页]

抢答器接线图.dwg

抢答器梯形图一.dwg

抢答器梯形图二.dwg

抢答器流程图.dwg


目录

第一章 概述 …………………………………………………………………………1

1.1 PLC的简介………………………………………………………………………1

1.2 PLC的用途与特点………………………………………………………………1

1.2.1 PLC的用途………………………………………………………………1

1.2.2  PLC的特点 ……………………………………………………………2

1.3 PLC的分类………………………………………………………………………4

1.3.1按I/O点数容量分类……………………………………………………4

1.3.2按结构形式分类…………………………………………………………4

第二章 整体方案的选择……………………………………………………………6

2.1整体功能介绍  …………………………………………………………………6

2.2控制要求  ………………………………………………………………………6

2.3用单片机和PLC分别做系统的比较  …………………………………………7

第三章 硬件电路设计  ……………………………………………………………9

3.1控制特点分析  …………………………………………………………………9

3.2 PLC机型的选择步骤与原则 …………………………………………………10

3.3抢答器流程图 …………………………………………………………………11

3.4程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍………………………………11

3.4.1三菱FX系列PLC取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）……11

3.4.2三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF） …………12

3.4.3三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）………………13

3.4.4三菱FX系列PLC块操作指令（ORB / ANB） ………………………14

3.4.5三菱FX系列PLC置位与复位指令（SET/RST） ……………………15

3.4.6传送类指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV………………………………15

3.4.7三菱FX系列PLC常数（K、H）………………………………………18

3.4.8三菱FX系列PLC输入继电器（X） …………………………………18

3.4.9三菱FX系列PLC输入继电器（Y） …………………………………19

3.4.10辅助继电器  …………………………………………………………19

3.4.11三菱FX系列PLC定时器（T）………………………………………20

3.4.12微分指令（PLS/PLF） ………………………………………………22

3.4.13位右移和位左移指令  ………………………………………………23

3.5 PLC与七段LED显示器连接设计 ……………………………………………24

3.5.1 LED数码管的结构及主要特性 ………………………………………24

3.5.2 PLC与七段数码管方案选择 …………………………………………25

3.5.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 ………………………………26

3.5.4 外部硬件接线图  ……………………………………………………26

第四章  软件设计…………………………………………………………………27

4.1I/O分配  ………………………………………………………………………27

4.2根据控制要求进行梯形图设计 ………………………………………………28

4.3程序运行过程分析 ……………………………………………………………33

4.4 源程序…………………………………………………………………………34

4.5程序的下载、安装和调试 ……………………………………………………41

第五章 总结与展望 ………………………………………………………………42

致谢…………………………………………………………………………………43

参考文献……………………………………………………………………………45


知识竞赛抢答器PLC设计


摘 要:本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对知识竞赛抢答器的控制,阐述了控制方案。实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC 作为核心控制器进行四路抢答器系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点,确定PLC 的输入输出分配,并进行现场调试。

关键词:PLC    知识竞赛抢答器    PLC程序设计


内容简介：
外文资料翻译 1 C 02D on of 0 C, of of of C of a in in 990s T in 0 C NC of A NC to is so to of X, of 15 in a as C C X C C C of of of NC of 02D X 11UE a as a to by s 590 + C of of to of of of 文资料翻译 2 a CP we of NC 02D is is on C to / O a of 02D , Z to a / O 8 02D 02 LC LC / O CP to CK MI in or is so of an of of In be in a it is to do 11UE is a of be 02D an 11UE in to of to be to on a PC or of of be of 文资料翻译 3 11UE of of s 590 + C 590 + C as in 80V C C 590 + C is to 2of C or to a :1 on 000 TL 11UE 2 A a 02D 11UE a 10V), be to to a of :360. of in of 11UE a K7 a to C as to 外文资料翻译 4 of As of is TC a Z no a to of X a Z a a to is 02D or be By of 06 of to of LC C to so of a be a of LC so In in NC on TC by NC of LC is LC in it of to LC 文资料翻译 5 to in CP or to as it is X, to or CP to be CP on to as CP LC to by of of to LC LC by of In a of be in to a of as a as of in to to of In of as to Of to in of of on in of of of of of a 文资料翻译 6 to to of of 02D At of of a of of a of NC of of At a of in of of of of At by a in to in of of a of of to be NC of on in a LC so to be in or NC as of a in of 文资料翻译 7 to to of of to of a of of of a of 外文资料翻译 1 C 数控立式车削中心数控化改造 02D on of 0 C, of of of C of a 用新型 02D 数控系统对使用 10 多年的 数控立式车削中心进行数控化改造，机床强大的数控功能极大地拓宽了 机床加工零件的范围，更好地保证了零件加工的一致性和产品质量。本文获第二届 控应用与改造有奖征文活动二等奖。 in in 990s T in 0 C NC of A NC to is so to of 数控立式车削中心是捷克 司于上世纪 90 年代制造，采用 T 数控系统。由于该机床已经使用 10余年，加之数控系统更新换代， T 数控系统早已停产，系统板件老化，备件昂贵。采用新型数控系统对该机床进行改造势在必行，这样可使该机床重新焕发活力，更好地发挥机床的潜力。 改造方案的制定 X, of 15 in a as C C X C C C 文资料翻译 2 of of of 该机床原有功能齐全，包括主轴 (工作台 )和铣磨轴的旋转运动、 X、 Z 轴坐标运动、 15 个刀位的刀库系统，还有诸如冷却系统、液压系统、润滑系统、排屑系统等机床功能。主轴和铣磨轴采用直流电动机及直流调速器。 X、 Z 轴坐标也采用直流伺服电机及直流伺服调速器。刀库采用普通三相异步交流电动机，由5 位二进制凸轮定位。该机床的机械部分各方面机械性能良好稳定、精度尚可、液压系统工作正常，因此上述部分基本保持不变。 NC of 02D X 11UE a as a to by s 590 + C of of to of of of a 数控改造更换数控系统和电气控制部分，采用 02D 数控系统。 X、 Z 轴和刀库坐标伺服驱动系统采用 11频驱动系统和 1服电机，选用脉冲编码器作为位置检测元件，达到数字伺服驱动系统闭环控制。主轴和铣磨轴驱动系统采用英国 司的 590+系列直流电动机调速装置。改造机床其他电气控制线路，更换电气控制元件，保证机床各种控制功能和操作的实现，保证机床电气控制部分长期可靠工作。 CP we of 除增加 床控制面板外，还要重新设计机床操作面板，具有各种机床功能按钮和指示灯。 NC 数控系统和坐标伺服驱动系统 02D is 文资料翻译 3 is on C to / O a of 02D , Z to a / O 8 02D 02 LC LC / O CP to CK MI in or is so of an of of In be in a it is to do 02D 数控系统是将所有 通讯任务集成，是基于 线的数控系统。免维护硬件集成 口用于驱动和 I/O 模块并具有速装结构的操作面板。 02D 数控系统控制 X、 Z 轴和刀库三个数字进给轴和一个主轴。该机床采用二块 I/O 模块 8 和机床操作面板 用 02D 中 02 软件编写 制程序，调用 程序库中的 始化、 停处理、 送机床控制面板对应 I/O 状态、 床控制面板 号、操作面板 号送至 口、 操作面板 机床坐标系或工件坐标系选择手轮、 给轴和主轴使能控制。由于子程序是标准的车床控制程序，这样与该机床实际情况不同，刀库采用数字轴控制，增加了数字轴的数量。在机床控制面板和进给轴和主轴使能控制等子程序中都要做一定的修改。立式车削中心有别于一般 的卧式车床，所以坐标方向也有所不同，还需要子程序做相应的修改。 外文资料翻译 4 11UE is a of be 02D an 11UE in to of to be to on a PC or of of be of 11UE of of 11频驱动系统是一种功能可配置的驱动系统，与02D 数控系统构成理想的组合。 11频驱动系统满足机床在动态响应、速度调整范围和旋转精度特征等方面的要求，采用模块化设计可独立优化至最佳状态。驱动调试可在 上利用 进行或利用驱动模块前端的显示器和键盘进行。利用 可设定驱动器与电动机和功率模块匹配的基本参数；可根据伺服电机实际拖动的机械部件，对 11度控制器的参数进行自动优化；可监控驱动器的运行状态包括电动机实际电流和实际扭矩。 主轴和铣磨轴驱动系统 s 590 + C 590 + C as in 80V C C 主轴和铣磨轴驱动系统采用英国 司的 590+系列直流电动机调速装置。 590+系列直流电动机调速装置是作为与配套控制设备安装在标准箱内的部件而设计的。控制装置使用 80V 的三相标准电压，提供直流输出电压和电流，用于电枢和励磁，适用于直流他激电动机和永磁电动机控制。 外文资料翻译 5 590 + C is to 2of C or to a :1 on 000 TL 11UE 2 A a 02D 11UE a 10V), be to to a ol of 590+系列直流电动机调速装置是采用 32 位微处理器实现，具有许多先进的性能：复杂的控制算法；标准软件模块与可组态的软件控制电路相结合；通过 串行线路，可与其他传动装置或数控系统通讯，能构成先进的过程系统 用原来的模拟量控制。主轴电动机与主轴之间非 1： 1直连，主轴上安装 000 线的 冲增量编码器。将 112 的双轴模块 A 进给通道携带主轴，设定一个叠加轴。通过对02D 数控系统参数设定，使用 驱动调试工具软件调整11数并配置总线模拟量输出，模拟量输出接口用于输出主轴速度给定（ 10V ），数字量输出用于模拟主轴使能控制， 口用于连接主轴编码器作为速度反馈，完成主轴控制配置。 刀库系统 :360. of in of 11UE a K7 a to C as 文资料翻译 6 to of As of is 由于刀库系统原来采用普通电动机，机械 传动比 1： 360。刀库机械结构特殊，圆盘刀库竖直位于 Z 轴滑枕后，其旋转方向与 B 轴方向相同。改造后采用11频驱动系统和 1服电动机，将刀库改为数控坐标轴，增加脉冲编码器作为位置检测元件，达到数字伺服驱动系统闭环控制。拆除原有的 5 位二进制凸轮定位机构。由于刀库装满刀具后的重力作用，刀库圆盘无法达到重力平衡。虽然刀库运动可以精确定位，但是上述原因导致其实际定位出现偏差，所以仍然采用坐标运动定位后定位销插入的准确定位方法。 TC a Z no a to of X a Z a a to is 该机床换刀过程特殊，不同与一般的立式车床。 制程序完成以下换刀过程：装刀时 X、 Z 轴运动安全位置， Z 轴上无刀，机床处于刀具放松状态。 制机械手伸出，推动立车刀架到 Z 轴上完成后刀具夹紧，即装刀过程完毕。卸刀时 X、 Z 轴运动安全位置，Z 轴上有刀， 机床处于刀具夹紧状态。 制机械手伸出，此时刀具放松，机械手缩回带动立车刀架回到刀盘上后，刀具夹紧，即卸刀过程完毕 。 02D or be By of 06 of to 文资料翻译 7 of LC C to so of a be a of LC so In in NC on TC by 02D 数控系统支持利用 M 代码或 T 代码调用用户循环，可用于机床刀具交换。通过设置参数激活 M 代码，利用程序段中的 用固定循环程序执行刀具交换。编写用户循环程序，通过算法确定每个刀位刀库轴（ B 轴）的旋转角度，利用自定义 M 代码启动 刀逻辑 。 数控系统 “ 读入禁止 ”信号置位，使该固定循环停止。将换刀机械动作用自定义 M 代码分解执行，例如：刀、 刀等。换刀完成后， “ 读入禁止 ” 信号复位，使该固定循环继续执行。在固定循环中编写信息显示在数控系统屏幕上提示操作者换刀所进行的步骤 机床调试 NC of LC is LC in it of to LC 数控系统的各个部件安装连接完成后，开始调试 制程序。由于该设备是立式车床，不同于 程序库中的 车床应用程序，所以必须针对该机床的具体情况修改 程序。 to in CP or to as it is X, to or CP to be CP on to as CP LC 文资料翻译 8 to by of of to LC LC by of 将刀库设为 B 轴，而原标准程序只有 X、 Z 轴，需要增加 B 轴和在 添加 B 轴正负方向点动键，需要对 子程序。由于是立式车床， X、 Z 轴正负方向点动键与 准设置不同也需要修改。根据机床需要设计 用户自定义键，如液压启动、液压停止、横梁放松、横梁锁紧及指示灯，设计 机床操作面板的 制程序并且调试功能实现。全面测试所使用的子程序库 的子程序，确保子程序的功能在与 制程序联结在一起时正确无误。编辑设计 户报警，通过设定机床参数规定每个报警的属性。设定机床基本参数包括： 线配置、伺服驱动器模块定位、主轴和坐标轴位置控制使能以及传动系统参数配比。 In a of be in to a 在对机床进行了一系列调整后，数控机床已基本可以正常运行。但要使整个系统进入最佳运行状态，还应进行系统参数优化等工作。 of as a as of in to to of In of as to Of to in of of 文资料翻译 9 on in of of of of of a to 当整个系统运行正常后，还应对相应的坐标轴等参数优化调整，如：速度、增益、加速度及各项监控参数等，以使系统进入最佳工作状态。在机床正常运行后，还应对机床机械部分，如 各轴垂直度、反向间隙、传动系统精度等进行测量调整，使机械系统达到最佳。当然，机械调整后，还应对系统参数进行微调，以使机床运行在最佳状态。当各部分的调整结束后，通过对机床机械精度的测量，还需对数控机床的位控系统进行精度补偿。反向间隙补偿由于位置反馈编码器装在传动丝杠的端头，虽然消除了减速箱等机械传动部分的反向间隙，但丝杠本身的反向间隙仍然存在，可将该值输入系统相应参数，每次反向运行时，系统自动补偿。由于丝杠长期使用中的磨损，丝杠各位置的螺距与标称值会有一定误差，为提高定位精度，通过系统参数进行补偿。 to of of 02D At of of a of of a of NC of of At a of in of of 根据用户生产的需求，结合机床改造过 程，对由 02D 数控系统进行了分析、设计及实施。目前，针对该机床的机械、电气、系统各个方面的改外文资料翻译 10 造、安装、调试工作已经完成，样件加工完全达到预期效果。改造后机床已投入正常使用，陆续完成了多项零件加工任务。从整个机床的使用、运行状态来看，改造后机床与原机床相比，功能的极大增强、自动化程度很高。 强大的数控功能极大地拓宽了机床加工零件的范围。更好地保证了零件加工的一致性和产品质量。同时高度的自动化也大大降低了操作工人的劳动强度，但对操作工人的综合素质又提出了更高的要求。 of of At by a in to in of of a of of to 从机床的可操作性来看，结构紧凑合理，显示器、各种开关和指示灯布局更适合操作人员的使用。同时增加了一个小型 的手持操作单元，以便于操作人员在不同的状态下选择更合适的操作位置。整个悬挂操作系统采用 晶显示器，窗口菜单式操作方式，不但减少了操作按钮，而且操作更为简单容易。 be NC of on in a LC so to be in or 改造后的机床增强了可维修性。数控系统可监控各控制部件的工作状态及故障，并及时在显示器上显示，同时 制的应用，使整个机床控制系统线路大为简化。所有这些都使机床故障检测和维修更为方便、迅速。其次，需经常进行检测、注液、加油的部件均布置于操作或维修人 员容易接近的地方，利于日常的保养维护。 NC as of 文资料翻译 11 a in of to to of of to of a of of of a of 改造后的机床可靠性大为提高。数控系统、伺服系统等控制系统的各个组成部分均是高度集成的微机控制系统，这使得整个机床控制系统本身就具有较高的可靠性。 设计应用，成功地使各个控制部分达到了协调统一，极大地简化了机床控制线路及所需元器件，更有利于提高整个系统的可靠性。 该机床改造的完成，不但为用户扩大了该机床的加工范围，也节约了大笔资金。本次改造的成功也为今后的机床改造工作积累了大量的经验。 外文资料翻译 1 数控立式车削中心数控化改造 用新型 02D 数控系统对使用 10 多年的 数控立式车削中心进行数控化改造，机床强大的数控功能极大地拓宽了机床加工零件的范围，更好地保证了零件加工的一致性和产品质量。本文获第二届 控应用与改造有奖征文活动二等奖。 数控立式车削中心是捷克 司于上世纪 90 年代制造，采用 T 数控系统。由于该机床已经使用 10余年，加之数控系统更新换代， T 数控系统早已停 产，系统板件老化，备件昂贵。采用新型数控系统对该机床进行改造势在必行，这样可使该机床重新焕发活力，更好地发挥机床的潜力。 改造方案的制定 该机床原有功能齐全，包括主轴 (工作台 )和铣磨轴的旋转运动、 X、 Z 轴坐标运动、 15 个刀位的刀库系统，还有诸如冷却系统、液压系统、润滑系统、排屑系统等机床功能。主轴和铣磨轴采用直流电动机及直流调速器。 X、 Z 轴坐标也采用直流伺服电机及直流伺服调速器。刀库采用普通三相异步交流电动机，由5 位二进制凸轮定位。该机床的机械部分各方面机械性能良好稳定、精度尚可、液压系统工作正常，因此 上述部分基本保持不变。 数控改造更换数控系统和电气控制部分，采用 02D 数控系统。 X、 Z 轴和刀库坐标伺服驱动系统采用 11频驱动系统和 1服电机，选用脉冲编码器作为位置检测元件，达到数字伺服驱动系统闭环控制。主轴和铣磨轴驱动系统采用英国 司的 590+系列直流电动机调速装置。改造机床其他电气控制线路，更换电气控制元件，保证机床各种控制功能和操作的实现，保证机床电气控制部分长期可靠工作。 除增加 床控制面板外，还要 重新设计机床操作面板，具有各种机床功能按钮和指示灯。 数控系统和坐标伺服驱动系统 02D 数控系统是将所有 通讯任务集成，是基于 线的数控系统。免维护硬件集成 口用于驱动和 I/O 模块并具有速装结构的操作面板。 02D 数控系统控制 X、 Z 轴和刀库三个数字进给轴和一个主轴。该机床采用二块 I/O 模块 8 和机床操作面板 用 02D 中 02 软件编写 外文资料翻译 2 制程序，调用 程序库中的 始化、 停处理、 送机床控制面板对应 I/O 状态、 床控制面板 号、操作面板 号送至 口、 操作面板 机床坐标系或工件坐标系选择手轮、 给轴和主轴使能控制。由于子程序是标准的车床控制程序，这样与该机床实际情况不同，刀库采用数字轴控制，增加了数字轴的数量。在 机床控制面板和进给轴和主轴使能控制等子程序中都要做一定的修改。立式车削中心有别于一般的卧式车床，所以坐标方向也有所不同，还需要子程序做相应的修改。 11频驱动系统是一种功能可配置的驱动系统，与02D 数控系统构成理想的组合。 11频驱动系统满足机床在动态响应、速度调整范围和旋转精度特征等方面的要求，采用模块化设计可独立优化至最佳状态。驱动调试可在 上利用 进行或利用驱动模块前端的显示器和键盘进行。利用 可设定驱动器与电动机和功率模块匹配的基本参数；可根据伺服电机实际拖动的机械部件，对 11度控制器的参数进行自动优化；可监控驱动器的运行状态包括电动机实际电流和实际扭矩。 主轴和铣磨轴驱动系统 主轴和铣磨轴驱动系统采用英国 司的 590+系列直流电动机调速装置。 590+系列直流电动机调速装置是作为与配套控制设备安装在标准箱内的部件而设计的。控制装置使用 80V 的三相标准电压，提供直流输出电压和电流，用于电枢和励磁，适用于直流他激电动机和永磁电动机控 制。 590+系列直流电动机调速装置是采用 32 位微处理器实现，具有许多先进的性能：复杂的控制算法；标准软件模块与可组态的软件控制电路相结合；通过串行线路，可与其他传动装置或数控系统通讯，能构成先进的过程系统。 主轴和铣磨轴电动机没有更换，采用原来的模拟量控制。主轴电动机与主轴之间非 1： 1 直连，主轴上安装 000 线的 冲增量编码器。将11总线地址为 12 的双轴模块 A 进给通道携带主轴，设定一个叠加轴。通过对 02D 数控系统参数设定，使用 驱动调试工具软件调整 11数并配置总线模拟量输出，模拟量输出接口用于输出主轴速度给定（ 10V ），数字量输出用于模拟主轴使能控制， 口用于连接主轴编码器作为速度反馈，完成主轴控制配置。 外文资料翻译 3 刀库系统 由于刀库系统原来采用普通电动机，机械传动比 1： 360。刀库机械结构特殊，圆盘刀库竖直位于 Z 轴滑枕后， 其旋转方向与 B 轴方向相同。改造后采用11频驱动系统和 1服电动机，将刀库改为数控坐标轴，增加脉冲编码器作为位置检测元件，达到数字伺服驱动系统闭环控制。拆除原有的 5 位二进制凸轮定位机构。由于刀库装满刀具后的重力作用，刀库圆盘无法达到重力平衡。虽然刀库运动可以精确定位，但是上述原因导致其实际定位出现偏差，所以仍然采用坐标运动定位后定位销插入的准确定位方法。 该机床换刀过程特殊，不同与一般的立式车床。 制程序完成以下换刀过程：装刀时 X、 Z 轴运动安全位置， Z 轴上无刀，机床 处于刀具放松状态。 动立车刀架到 Z 轴上完成后刀具夹紧，即装刀过程完毕。卸刀时 X、 Z 轴运动安全位置， Z 轴上有刀，机床处于刀具夹紧状态。 制机械手伸出，此时刀具放松，机械手缩回带动立车刀架回到刀盘上后，刀具夹紧，即卸刀过程完毕。 02D 数控系统支持利用 M 代码或 T 代码调用用户循环，可用于机床刀具交换。通过设置参数激活 M 代码，利用程序段中的 用固定循环程序执行刀具交换。编写用户循环程序，通过算法确定每个刀位刀库轴（ B 轴）的旋转角度，利用自定义 M 代码启动 刀逻辑。 数控系统 “ 读入禁止 ”信号置位，使该固定循环停止。将换刀机械动作用自定义 M 代码分解执行，例如：刀、 刀等。换刀完成后， “ 读入禁止 ” 信号复位，使该固定循环继续执行。在固定循环中编写信息显示在数控系统屏幕上提示操作者换刀所进行的步骤。 机床调试 数控系统的各个部件安装连接完成后，开始调试 制程序。由于该设备是立式车床，不同于 程序库中的车床应用程序，所以必须针对该机床的具体情况修改 程序。 将刀库设为 B 轴，而原标准程序只有 X、 Z 轴，需要增加 B 轴和在 添加 B 轴正负方向点动键，需要对 子程序。由于是立式车床， X、 Z 轴正负方向点动键与 准设置不同也需要修改。根据机床需要设计 用户自定义键，如液压启动、液压停止、横梁放松、横梁锁紧及指示灯，设计 机床操作面板的 制程序并且调试功能实现。全面测试所使用的外文资料翻译 4 子程序库的子程序，确保子程序的功能在与 制程序联结在一起时正确无误。编辑设计 户报警，通过设定机床参数规定每个报警的属性。设定机床基本参数包括： 线配置、伺服驱动器模块定位 、主轴和坐标轴位置控制使能以及传动系统参数配比。 在对机床进行了一系列调整后，数控机床已基本可以正常运行。但要使整个系统进入最佳运行状态，还应进行系统参数优化等工作。 当整个系统运行正常后，还应对相应的坐标轴等参数优化调整，如：速度、增益、加速度及各项监控参数等，以使系统进入最佳工作状态。在机床正常运行后，还应对机床机械部分，如各轴垂直度、反向间隙、传动系统精度等进行测量调整，使机械系统达到最佳。当然，机械调整后，还应对系统参数进行微调，以使机床运行在最佳状态。当各部分的调整结束后，通过对机床机械精度的 测量，还需对数控机床的位控系统进行精度补偿。反向间隙补偿由于位置反馈编码器装在传动丝杠的端头，虽然消除了减速箱等机械传动部分的反向间隙，但丝杠本身的反向间隙仍然存在，可将该值输入系统相应参数，每次反向运行时，系统自动补偿。由于丝杠长期使用中的磨损，丝杠各位置的螺距与标称值会有一定误差，为提高定位精度，通过系统参数进行补偿。 根据用户生产的需求，结合机床改造过程，对由 02D 数控系统进行了分析、设计及实施。目前，针对该机床的机械、电气、系统各个方面的改造、安装、调试工作已经完成，样件加工 完全达到预期效果。改造后机床已投入正常使用，陆续完成了多项零件加工任务。从整个机床的使用、运行状态来看，改造后机床与原机床相比，功能的极大增强、自动化程度很高。 强大的数控功能极大地拓宽了机床加工零件的范围。更好地保证了零件加工的一致性和产品质量。同时高度的自动化也大大降低了操作工人的劳动强度，但对操作工人的综合素质又提出了更高的要求。 从机床的可操作性来看，结构紧凑合理，显示器、各种开关和指示灯布局更适合操作人员的使用。同时增加了一个小型的手持操作单元，以便于操作人员在不同的状态下选择更合适的操作位置。 整个悬挂操作系统采用 晶显示器，窗口菜单式操作方式，不但减少了操作按钮，而且操作更为简单容易。 改造后的机床增强了可维修性。数控系统可监控各控制部件的工作状态及故障，并及时在显示器上显示，同时 制的应用，使整个机床控制系统线路大为简化。所有这些都使机床故障检测和维修更为方便、迅速。其次，需经常进行外文资料翻译 5 检测、注液、加油的部件均布置于操作或维修人员容易接近的地方，利于日常的保养维护。 改造后的机床可靠性大为提高。数控系统、伺服系统等控制系统的各个组成部分均是高度集成的微机控制系统，这使得整个机床控制 系统本身就具有较高的可靠性。 设计应用，成功地使各个控制部分达到了协调统一，极大地简化了机床控制线路及所需元器件，更有利于提高整个系统的可靠性。 该机床改造的完成，不但为用户扩大了该机床的加工范围，也节约了大笔资金。本次改造的成功也为今后的机床改造工作积累了大量的经验。 毕 业 设 计 任 务 书 200 8 年 2 月 19 日 毕业设计题目 知识竞赛抢答器 计 指导教师 曾文萱 职称 讲师 专业名称 机电一体化技术 班级 机电 50532 学生姓名 刘 玲 学号 5020053212 设计要求 3000 字以上） 识竞赛抢答器 计 统 程序设计； 完成毕业课题的计划安排 序号 内容 时间安排 1 外文资料翻译 搜集相关资料并调研 ，完成调研报告 进行 硬件电路的 设计 ，并完成相关程序的编写，编写说明书，绘制相关图纸。 整理 毕业设计说明书 并定稿，准备答辩 答辩 辩提交资料 外文资料翻译，毕业设计调研报告 ， 毕业设计说明书， 相关图纸。 计划答辩时间 锡职业技术学院机电 技术 学院 2008 年 2 月 19 日 毕业调研报告 毕业设计调研报告 在学校里经常会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场上已有很多类型的竞赛抢答器，但其中绝大多数是早期设计的，采用模拟电路、数字电路或者模数混合电路的产品。这些抢答器已相当成熟，但是随着功能增多，电路也越复杂，并且成本偏高，故障率高，显示方式简单或者没有，无法准确判断抢按按钮的行为，也不便于参数调节及功能的升级换代。 近年来随着科技的飞速发展 ， 单片机、 应用正在不断地走向深入 ，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。 可编程控制器是以微机技术为基础发展起来的新一代控 制装置，是实现自动化控制的理想工具之一，它有着传统继电接触控制无法比拟的优点，因而在控制领域中得到了广泛应用，若采用可编程控制器制作抢答器，则比用逻辑电路和继电器制作的抢答器具有更多的优点，其结构简单，抗干扰能力强，运行稳定可靠，定时准确，可方便地设置定时时间，编程容易，功能扩展方便，修改灵活。本设计就是利用 为核心部件进行逻辑控制及信号的产生， 平、公开。 在设计前，我制定了设计计划， 如下 : 首先，根据毕业设计的要求 ,从 2 月 20 日到 2 月 29 日这段期间进行外 文资料的检索，使我的文献检索能力大大提升。 其次，从 3 月 1 日至 3 月 5 日 ,开始着手 搜集相关资料并调研 ，完成调研报告。 再次 ,从 3 月 6 日 至 4 月 8,日进行硬件电路的设计，并完成相关程序的编写，编写说明书，绘制相关图纸。 最后， 整理 毕业设计说明书 并定稿，准备答辩 。 根据预期计划和要求， 设计了一款利用 本 三菱 制作的 4 路抢答器 ,该抢答器集抢答、声音警示、数码显示和答题计时于一体 ,借助较少的外围元件完成抢答器的基本功能 ,该设计编程简单 ,容易掌握 ,且工作稳定可靠、总体电路简单 ,易于制作、扩展性能强 。 本次设计 的主控制器采用日本三菱公司生产的 该型 提供 24个输入点和 16个输出点 , 继电器输出方式 ， 均采用 8进制编号 。 程可采用手持式编程器或编程软件 , 可进行离线编程、在线连接和调试。三菱 可采用梯形图或者指令语言进行软件设计 。 知识 竞赛抢答器通过 主要的输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮，然后将信号传递给信息分析中 心（ 识竞赛抢答器有六个输入信号（即六个按钮），九个输出信号（即五个台灯信号、一个音响信号、三个数码管输出信号）。由上可知 个输出点。 在设计 七段数码管连接方面， 可编程控制器 ) 具有体积小、抗干扰能力强以及运行可靠等诸多优点 。 梯形图语言清晰直观、可读性强 ， 易于掌握 。 在工业控制毕业调研报告 中 ， 为面向控制对象的下位机 ， 已广泛应用于工业控制的各个领域 。 但对于一般的中小型的专用设备 ， 采用工业控制计算机作为上位机会使成本大大提高 ， 同时不便于在操作现场直接读取或输入数据 采用 制 接进行数据显示 ， 可以降低成本 ， 使得数据显示直观 。 而当欲显示的数据较多时 ， 接进行数据显示 ， 会使得所需 出点数大大增加 ， 同时由于 形图的局限性 ， 会使得显示程序的编制变得非常复杂 ， 这不仅增大了程序编制的难度 ， 而且增加了程序的执行时间 ， 从而大大地降低了显示速度 。 由上述可知，结合本次设计，由于输入输出点并不是很多，采用 制 接进行数据显示 方案，可以大大降低设计成本。 在程序调试时， 将各个输入输出端子和实际控制系统中的按钮、所需控制设备正确连接，完成硬件的安装。 知识竞赛抢答器的 程序是由 三菱 程软件 制 完成，正常工作时程序存放在存储卡中，若要修改程序，先将 定在 态下，运行三菱 程软件 程软件，打开 知识竞赛抢答器的 程序，即可在线调试，也可用编程器进行调试。 在设计过程中，我遇到了许多专业上的问题，这些问题都在老师的直接指导下，得以解决，使我们的设计能够顺利地进行，并最终得以完成。 在 毕业设计 设计 过程 中 ，体会如下 ： 首先，团队精神 ，毕业设计也不例外 。 这就需要我们充分的利用好 各自的优势，充分的协作，针对设计中出现的问题，站在不同的思考点 分析问题， 然后加以讨论， 汇结大家的意见，最终达成一致，发挥了 团结协作的 精神。 其次，对待任何工作， 都要全力以赴，不能畏首畏尾。通过这次毕业设计 ，我 深有体会。然更重要的是，在责任心的驱使下，如何 采用何种方法更省时省力，解决问题的方案很多，永远坚信“ 方向 总比 努力重要”， 首先分析 课题 任务本身，就拿毕业设计来 说，课题有了，关键是往哪个方向着手。怎样去 查找相关资料等等，寻找突破口充分的解决好问题 。 再次，遇到不懂的问题，及时请教老师 。抓紧设计的宝贵时间 ，需要调整和改变的地方及时做出改动，而不能墨守成规，做人也是同样的道理。 第四，时刻保持上进 的头脑，不断接受新事物，挑战新的问题 。“活到老，学到老”， 我们的思想也应不断的修正提高。 对于以上之几点体会，进一步的总结和提高需要有更多的社会实践基础，我 相信在不久的将踏入社会之际，只要我们努力学习，勇于实践，勤学好问，我就会 把 以前 模糊的问题弄明白。 我也相信，凭着我自强不息，勇于拼搏的精神，定能很快 适应类似设计的需要，适应这个多变的社会。 本抢答器系统可以 通过修改程序方便地调整设置时间 ， 在线监视系统的工作状态 。 显示毕业调研报告 部分采用控制器内部编码方式输出控制信号驱动外部数码显示器件 , 也可以外部连接编、译码器件实现 , 并且可以采用适当的输出信号驱动其它类型的显示器件。如果对外部电路稍加修改 , 或者在系统程序中加入分支 , 可以把八路抢答器改为更多路的抢答器 。 如果去除系统中的互锁和限时功能 , 可以把抢答器改为呼叫器 , 能够用在医院病房、宾馆客房、写字楼办公室、工厂生产车间等多种地方。 本智能抢答器控制系统仅设计了 4路 ， 当参赛队多于 4组时 ，可在现有程序基础上适当修改即可满足要 求。总之 ， 本系统设计简单 ， 程序简洁易懂 ， 基本能满足各种知识竞赛的需求。 无锡职业技术学院毕业设计说明书 I 目录 第一章 概述 1 简介 1 用途与特点 1 用途 1 特点 2 分类 4 I/O 点数容量分类 4 结构形式分类 4 第二章 整体方案的选择 6 体功能介绍 6 制要求 6 单片机和 别做系统的比较 7 第三章 硬件电路设计 9 制特点分析 9 型的选择步骤与原则 10 答器流程图 11 序中所使用的 列 编程元件介绍 11 菱 列 指令与输出指令（ 11 菱 列 点串联指令（ 12 菱 列 点并联指令（ 13 菱 列 操作指令（ 14 菱 列 位与复位指令（ 15 送类指令 15 菱 列 数（ K、 H） 18 菱 列 入继电器（ X） 18 菱 列 入继电器（ Y） 19 助继电器 19 菱 列 时器（ T） 20 分指令 （ 22 无锡职业技术学院毕业设计说明书 3 位右移和位左移指令 23 七段 示器 连接设计 24 码管的结构及 主要特性 24 七段数码管方案选择 25 七段数码管直接连接阻值计算 26 部硬件接线图 26 第 四 章 软件设计 27 分配 27 据控制要求进行梯形图设计 28 序运行过程分析 33 程序 34 序的下载、安装和调试 41 第 五 章 总结与展望 42 致谢 43 参考文献 45 无锡职业技术学院毕业设计说明书 识竞赛抢答器 计 摘 要 :本文介绍了利用三菱 阐述了控制方案 。 实现抢答器功能的方式有多种 ， 可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。近年来随着科技的飞速发展 ， 单片机、 同时带动传统的控制检测技术的不断更新。本文采 用日本三菱公司生产的为核心控制器进行 四 路抢答器系统 的设计 ， 并且 设计 出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。 同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点 ,确定 输入输出分配 ,并进行现场调试 。 关键词 : 知识竞赛抢答器 无锡职业技术学院毕业设计说明书 LC of LC on in be or a In of LC In s of LC as of as as of At to of LC 1 第一章 概述 可编程控制器（ 一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛 。 可编程控制器 ( 现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入 /输出来控制机械设备或生产过程。美国电气制造商协会经过 4 年调查，与 1980 年将其正式命名为 可编程控制器（ ，简写为 来由于 个名称常常被用来称呼个人电脑（ 为了区别，现在也把可编程控制器称为 长见的几种 下图 1示： 图 1种常见的 简介 国际电工委员会 （ 于 1987 年对 义如下 : 专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置 ,是带有存储器 ,可以编制程序的控制器 。 它能够存储和执行指令 ,进行逻辑运算 ,顺序控制 ,定时 ,计数和算 术等操作 ,并通过数字式和模拟式的输入输出 ,控制各种类型的机械和生产过程 。 其有关的外围设备 ,都应按易于与工业控制系统形式一体 ,易于拓展其功能的原则设计 。 事实上 ,是以嵌入式 核心 ,配以输入 ,输出等模块 ,可以方便的用于工业控制领域的装置 。 机器人 ,计算机帮助设计与制造一起作为现代工业的三大支柱 。 用途与特点 用途 初期由于其价格高于继电器控制装置 ,使其应用受到限制 。 但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降 ,使 同时又由于 使 应用越来越广泛 ,广泛应用于钢铁 、 水泥 、石油、化工 、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、2 纺织、环保等行业。 应用通常可分为五种类型： （ 1）顺序控制 这是 用最广泛的领域， 用以取代传统的继电器顺序控制。 应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。 （ 2）运动控制 造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版 。在多数情况下， 扫描目标位 置 的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。 相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（ 置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。 （ 3） 闭环过程控制 控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。 模块的提供使 有闭环控制功能 ,即一个具有制能力的 用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时 ,制算法会计算出正确的 输出 ,把变量保持在设定值上。 （ 4）数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的 计算机数值控制（ 备紧密结合的趋向。著名的日本 司推出的 11、 12 系列，已将 制功能作为 一部分。为了实现 备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由 至 备使用。美国 计今后几年 统将变成以 主体的控制和管理系统。 （ 5）通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（ 统、柔性制造系统（ 集散控制系统（ 发展的需要，必须发展 间， 上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅 据通信速率要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。 特点 （ 1）抗干扰能力强，可靠性高 继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。 传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继 电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障， 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，接线可减少互继电器控制系统的 1/1000，因触点接触不良造成的故障大为减少。 而 用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。 3 微机虽然具有很强的功能，但抗干扰能力差，工业现场的电磁波干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能使一般 通用微机不能正常工作。而 电子线路、 机械结构以及软件结构上都吸收了生产控制经验，主要模块均采用了大规模集成电路， I/O 系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、抗震等都有精确的考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰能力，目前个生产厂家生产的 均无故障时间都大大超过了 定的 10 万小时，有的甚至达到了几十万小时。 （ 2）控制系统 结构简单、通用性强、应用灵活 品均成系列化生产，品种齐全，外围模块品种也多，可有各种组件灵活组合成各种大小和不同要求的控制系统。在 成的控制系统中，只需在 端子上接入相应的输入、输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量而有繁杂的硬件接线线路。当控制要求改变，需要变更控制系统功能时，可以用编程器在线或离线修改程序， 修改接线量很小。同一个 置有、用于不同的控制对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。 （ 3）编程方便，易于使用 面向用户的设备， 设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯， 序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。梯形图与继电器原理图相类似，直观易懂，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言， 深受现场电气技术人员的欢迎，近年来又发展了面向对象的顺序控制流程图语言，也称功能图，使编程更加简单方便。 （ 4）功能完善，扩展能力强 含有数量巨大的用于开关量处理的继电器类软件，可轻松地实现大规模的开关量逻辑控制，这是一般的继电器控制所不能实现的。 部具有许多控制功能，能方便地实现 D/A、 A/D 转换及 算，实现过程控制、数字控制等功能。有通信联网功能，他不仅可以控制一台单机，一条生产线，还可以控制一个机群，许多生产线。他不但可以进行现场控制，还可以用于远程控制。 （ 5） 制系统设计、安装、调试方便 相当于继电器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元件”数量巨大，硬件齐全，且为模块化积木式结构，并已商品化，故可按性能、容量（输入、输出点、内存大小）等选用组装。又由于用软件编程取代了硬接线实现控制功能，使安装接线量大大减小，设计人员只要一台 可进行控制系统的设计可在实验室进行模拟调试。而继电接触器系统需要在现场调试，工作量很大且繁难。 （ 6）维修方便，维修工作量小 有完善的自诊断，履历情况存储及监视功能。对于内部工作状态、通信状态、异常状态和 I/O 点的状态均有显示。工作人员通过他可查出故障原因，便于迅速处理，及时排除。 （ 7）结构紧凑 体积小、重量轻，易于实现机电一体化。 由于以上特点，使得 得极为广泛的应用。 4 分类 I/O 点数容量分类 一般来说， 理的 I/O 点数比较多，反映控制关系比较复杂，用户要求的程序存储器容量比较大，要求 指令及其他功能比较多，指令执行的过程比较快等。 按 输入输出点数可将 为三类。 （ 1）小型机 小型 功能一般以开关量控制为主，其输入、输出总数在 256 点一下，用户 程序存储器容量在 4K 字一下。现在的高性能小型机还具有一定的通信能力和少量的模拟量处理能力。这类 格低廉，体积小，适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。 典型的小型机有 司的 列、 司的 列，司的 列和 司的 列等整式 产品。 （ 2）中型机 中型机 输入、输出总点数在 256之间，用户程序存储器容量达到 2。中型机 仅具有 开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，他的通信 功能和模拟量处理能力更强大。中型机的指令比小型机更丰富，适用于更复杂的逻辑控制系统以及连续生产过程控制场合。 典型的中型机有 司的 列、 司的 列、 产品。 （ 3）大型机 大型机 输入、输出总点数在 2048 点以上，用户程序存储器容量达到 8。大型 性能已经与工业控制计算机相当，他具有计算、控制和调节的功能，还具有很强的网络结构和通信联网能力。他的监视采用 示，能够 表示过程动态流程，纪录各种曲线， 节参数选择图；他配备多种智能板，构成一个多功能系统。这种系统还可以和其他型号的 联，和上位机相连，组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。 典型的大型 司的 列、 司的 列、 司的 5 系列等产品。 上述划分没有严格的界限，随着 术的飞速发展，某些小型 具备 中型机和大型机的功能，这也是 发展趋势。 结构形式分类 按 理结构形式的 不同，可分为整体式（也称单元式）和组合式（也称模块式）两类。 （ 1）整体式结构 整体式结构的 将中央处理单元（ 存储器、输入单元、电源、通信端口、 I/O 扩展端口等组装在一个箱体内构成主机。内外还有独立的 I/O 扩展单元等通过 扩展电缆与主机上的扩展端口相连，以构成 同配置与主机配合使用。整体式结5 构的 构紧凑、体积小、成本低、安装方便。小型机常用这种结构。 （ 2）组合式结构 这种结构的 将 入单元、输出单元、电源单元、智能 I/信单元等分别做成相应的电路板和扩展 模块。组合式的特点是配置灵活，输入接点、输出接点的数量可以自由选择，各种功能模块可以依需要灵活配置。大、中型 用组合式结构。 6 第二章 整体方案的选择 体功能介绍 知识竞赛抢答器，顾名思义就是用于比赛时，跟对手比反应时间，思维运转快慢的新型电器。随着社会科技技术的不断发展，他的应用场合也随之增加 ； 技术含量大大 提升；更加方便可靠。 目前 , 形式多样、功能完备的抢答器已广泛应用于电视台、商业机构、学校及企事业单位 , 它为各种竞赛增添了刺激性、娱乐性 , 在一定程度上丰富了人们的业余生活 。用控制方便，灵活，只要改变输入 可改变竞赛抢答器的抢答 方案。抢答器 应用场合效果 如下图 2 图 2答器应用场合效果 赛抢答器的控制要求 （ 1）知识竞赛抢答器能使 4 个队同时参加抢答。 （ 2）设裁判队为裁判 台，参赛对为参赛台。裁判台设有音响和裁判灯，并且设有裁判台开始按钮 裁判台复位按钮 赛台设有参赛台抢答按钮以及参赛台灯。 1参赛台 灯 （ 3）知识竞赛抢答器能适合以下比赛规则： 出题后，各队抢答必须在裁判说出“开始”并按下裁判台的开始按钮 15S 内抢答，并由数码管显示时间。如提前抢答，抢答器发出“违规”信号。 15S 时间到，如无队抢答，则抢答器给出时间已到信号，该题作废。在有队抢答的情况下，则抢答器发出“抢答”信号，数码管开始计时，并由数码管 显示出抢到题的参考队号，抢到题的队必须在 30S 内答完题，如 30S 内未答完，则作超时处理。 （ 4）灯光与音响信号的意义如下： 1 音响叫（响 1S） +某台灯亮，由某参赛队正常抢答。 2 音响叫（响 1S） +某台灯亮 +总台灯亮，某参赛队违规。 7 3 音响叫（响 1S） +裁判台灯亮，无人抢答或答题超时。 （ 5）在某个题结束后，裁判员按下台上的复位按钮 答器恢复原来的状态，为下一轮抢答作好准备。 （ 6）各输出端口统一采用直流 24V 电源。 单片机和 所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机 其它外围芯片，根据不同系统设计电路板，最终设计成一台简易的计算机系统，并在此基础上设计程序以达到所要求的控制功能。这种形式在 80 年代国内很流行，但由于受到本 身可靠性及其它方面 的限制，目前除了仪表上仍然采用外，在工业现场的应用已逐步被 代替。 单片机的可靠性：由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐，很大一部分还是国外筛选出来的次等品，加上其它外围元件（如电阻、电容等）的参数离散性也很大，批量小的产品不可能经过筛选配对等技术处理，因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠性，因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳定。另外，单片机的所有器件均不是工业级的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力很弱，而国内的电源一般都很差，加上压片机的变频调速对电源的干 扰很大，因此，更可能引起单片机系统的不稳定。 单片机的可扩展性：由于单片机的线路是根据一定的功能要求特别设计的，所以要增加一个功能就要重新设计线路，而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本和周期都 会增加。 单片机的可维护性：一旦单片机系统出现故障，很难诊断出故障元件，最简单的方法是更换整个系统，这样维修成本增加了。 操作：现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘，设定数据用拨码开关，显示用个面板显得繁锁，而且为了减少操作键，设计时往往一键多用，操作人员很难脱开说明书操作。特别是故 障显示只能显示故障代码，一旦发生故障，操作人员必须翻阅说明书方能发现故障所在，最终按说明书指示排除故障，这样排除故障的时间相对较长。总之，这样的人机对话不够友善。 特点：不可靠，价格便宜。 可编程控制器（ 所谓 统就是采用目前市场上各大工业控制厂家生产的可编程控制器，根据要求选用不同的模块，在此基础上设计程序以达 到所设计的功能。这种形式目前在工业现场应用最为广泛。 可靠性：进口 用的 是生产厂家专门设计的工业级专用处理器，其余各元件也是直接向生产厂家购买的，经过严格挑选的 工业级元件，另外它的电源模块也是集8 各大公司工业控制的经验而特别设计的，抗干扰性特别是抗电源干扰能力有很大提高，即使在电源很差和变频调速的干扰下仍能正常工作。 可扩展性：要增加一个功能只要增加相应的模块和修正对应的程序，而 编程相对比较简单，这样对于开发周期会缩短。 可维护性： 身有很强的自诊断功能，一旦系统出现故障，根据自诊断很容易诊断出故障元件，即使非专业人员也能维修，如果故障由于程序设计不合理引起，由于它提供完善的调试工具，要找出故障也较为简单。 操作： 操作采用触摸式 操作终端，人机界面，全屏显示，上面设计了很详尽的操作指南，即使第一次使用，也能根据提示顺利操作，这就降低了对操作人员的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系统发生故障，画面自动切换到故障提示画面，提示故障原因和排除方法。甚至可以显示故障在机器上的位置，维修人员可以根据提示很快排除故障。 特点：价格与前二种控制器相比略贵，可靠性好，操作简单。 综合以上的分析和比较，最终决定采用 9 第 三 章 硬件电路设计 制特点分析 知识 竞赛抢答器通过 行按控制要求编程，其 主要的输入就是通过裁判员和参赛选手的按钮 ，然后将信号传递给信息分析中心（ 根据信号作出相应的响应。知识竞赛抢答器有六个输入信号（即六个按钮），九个输出信号（即五个台灯信号、一个音响信号、三个数码管输出信号）。由上可知 有六个输入点，九个输出点。系统控制 结构框 图如下图 3示： 主持人按钮 抢答按钮 时电路 违规电路 音响电路 组显电路 时间显示 图 3统控制结构框图 0 型的选择步骤与原则 随着 术的发展， 品的种类也越来越多。不同型号的 结构形式、性能、容量、指令系统、编程方式、 价格等也各有不同，适用的场合也各有侧重。因此，合理选用 于提高 制系统的技术经济指标有着重要意义。 选择主要应从 机型、容量、 I/O 模块、电源模块、特殊功能模块、通信联网能力等方面加以综合考虑。 型的选择 型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。选择时主要考虑以下几点： (一 ) 合理的结构型式 要有整体式和模块式两种结构型式。 整体式 每一个 I O 点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小 ,一般用于系统 工艺过程较为固定的小型控制系统中；而模块式 功能扩展灵活方便 ,在 I O 点数、输入点数与输出点数的比例、 I O 模块的种类等方面选择余地大，且维修方便，一般于较复杂的控制系统。 (二 ) 安装方式的选择 统的安装方式分为集中式、远程 I O 式以及多台 网的分布式。 集中式不需要设置驱动远程 I O 硬件，系统反应快、成本低；远程 I O 式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程 I O 可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程 I O 电源；多台 网的分布式适用于多台设备分别独 立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型 必须要附加通讯模块。 (三 )相应的功能要求 一般小型 (低档 )有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。 对于以开关量控制为主，带少量模拟量控制的系统，可选用能带 A D 和 D A 转换单元，具有加减算术运算、数据传送功能的增强型低档 对于控制较复杂，要求实现 算、闭环控制、通信联网等功能，可视控制规模大小及复杂程度，选用中档或高档 是中、高档 格较贵，一般用于大规模过程控制和集散控制系统等场合。 (四 )响应速度要求 为工业自动化设计的通用控制器，不同档次 响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。如果要跨范围使用 者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应11 该慎重考虑 响应速度，可选用具有高速 I O 处理功能的 选用具有快速响应模块和中断输入模块的 。 (五 )系统可靠性的要求 对于一般系统 可靠性均能满足。对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。 (六 )机型尽量统一 一个企业，应尽量做到 机型统一。主要考虑到以下三方面问题： )机 型统一，其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理。 )机型统一，其功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高。 )机型统一，其外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。 综上所述，基于以上思想，选用日本三菱公司 列的 为控制主机。 程图（见附图） 当 裁判按下开始按钮时，四个参赛对处于抢答状态，假如是一号参赛队先抢到题目， 成功，则进行下一部看是否在规定的抢答时间内答题，若在规定时间内，则答题 结束；若超时，则提示主持人；如果抢答没有成功，则判断是否抢答犯规 ，若法规，某法规台灯亮，总台灯亮； 主持人按下复位，整个答题结束。 序中所使用的 列 编程元件 的介绍 菱 列 指令与输出指令（ 取指令与输出指令 （ （ 1） 指令）一个常开触点与左母线连接的指令，每一 个以常开触点开始的逻辑行都用此指令。 （ 2） 反指令）一个常闭触点与左母线连接指令，每一个以常闭触点开始的逻辑行都用此指令。 （ 3） 上升沿指令）与左母线连接的常开触点的上升沿检测指令，仅在指定位元件的上升沿（由 接通一个扫描周期。 （ 4） 下降沿指令）与左母线连接的常闭触点的下降沿检测指令。 （ 5） 出指令）对线圈进行驱动的指令，也称为输出指令。 取指令与输出指令的使用如图 3 12 图 3指令与输出指令的使用 取指令与输出指令的使用说明： 1） 令既可用于输入左母线相连的触点，也可与 令配合实现块逻辑运算； 2） 令仅在对应元件有效时维持一个扫描周期的接通。图 3 一个下降沿时，则 有一个扫描周期为 3） 令的目标元件为 X 、 Y 、 M 、 T、 C、 S； 4） 令可以连续使用若干次（相当于线圈并联），对于定时器和计数器，在 令之后应设置常数 5） 令目标元件为 Y、 M、 T、 C 和 S，但不能用于 X。 菱 列 点串 联指令（ 触点串联指令 （ （ 1） 指令） 一个常开触点串联连接指令，完成逻辑“与”运算。 （ 2） 反指令） 一个常闭触点串联连接指令 ， 完成逻辑“与非”运算。 （ 3） 升沿检测串联连接指令。 （ 4） 降沿检测串联连接指令。 触点串联指令的使用如图 3 13 图 3点串联指令的使用 触点串联指令的使用的使用说明： 1） 指是单个触点串联连接 的指令，串联次数没有限制，可反复使用。 2） 目标元元件为 X、 Y、 M、 T、 C 和 S。 3）图 3-4(b)中 101 指令之后通过 4 称为连续输出。 菱 列 点并联指令（ 触点并联指令 （ （ 1） 指令）用于单个常开触点的并联，实现逻辑“或”运算。 （ 2） 非指令）用于单个常闭触点的并联，实现逻辑“或非”运算。 （ 3） 升沿检测并联连接指令。 （ 4） 降沿检测并联连接指令。 触点并联指令的使用如图 3 图 3点并联指令的使用 触点并联指令的使用说明： 1） 令都是指单个触点的并联，并联触点的左端接到 ，右端与前一条指令对应触点的右端相连。触点并联指令连续使用的次数不限； 2） 令的目标元件为 X、 Y、 M、 T、 C、 S。 菱 列 操作指令（ 块操作指令 （ （ 1） 或指令）用于两个或两个以上的触 点串联连接的电路之间的并联。 令的使用如图 3示。 图 3令的使用 令的使用说明： 1）几个串联电路块并联连接时，每个串联电路块开始时应该用 令； 2）有多个电路块并联回路，如对每个电路块使用 令，则并联的电路块数量没有限制； 3） 令也可以连续使用，但这种程序写法不推荐使用， 令的使用次数不得超过 8次，也就是 能连续使用 8 次以下。 （ 2） 与指令）用于两个或两个以上触点并联连接的电路之间的串联。 令的使用说明如图 3 图 3令的使用 令的使用说明： 1）并联电路块串联连接时，并联电路块的开始均用 令； 2）多个并联回路块连接按顺序和前面的回路串联时， 令的使用次数没有限制。也15 可连续使用 与 样，使用次数在 8次以下。 菱 列 位与复位指令（ 置位与复位指令 （ （ 1） 位指令）它的作用是使被操作的目标元件置位并保持。 （ 2） 位指令）使被操作的目标元件复位并保持清零状态。 令 的使用如图 3 为 态并一直保持该状态，即使 开 N 状态仍维持不变；只有当 态并保持，即使 开断开， 仍为 态。 图 3位与复位指令的使用 令的使用说明： 1） 令的目标元件为 Y、 M、 S， 令的目标元件为 Y、 M、 S、 T、 C、 D、 V 、 Z。令常被用来对 D、 Z、 V 的内容清零，还用来复位积算定时器和计数器。 2）对于同一目标元件， 多次使用，顺序也可随意，但最后 执行者有效。 送类指令 1）传送指令 D)指令的编号为 指令的功能是将源数据传送到指定的目标。如图 3 ，则将 S.中的数据 送到目标操作元件 D.即 。在指令执行时，常数 自动转换成二进制数。当 ，则指令不执行，数据保持不变。 16 图 3送指令的使用 使用应用 令时应注意： 1）源操作数可取所有数据类型，标操作数可以是 T、 C、 D、 V、 Z。 2） 16 位运算时占 5个程序步， 32 位运算时则占 9个程序步。 （ 2）移位传送指令 )指令的编号为 指令的功能是将源数据（二进制）自动转换成 4位 ，再进行移位传送，传送后的目标操作数元件的 自动转换成二进制数。如图 3 ，将 右起第 4 位（ ）开始的 2 位 () 移到目标操作数 右起第 3 位 (n=3)和第 2 位。然后 的 会自动转换为二进制数，而 的第 1位和第 4 位 不变。 图 3 位传送指令的使用 使用移位传送指令时应该注意： 1）源操作数可取所有数据类型，目标操作数可为 T、 C、 D、 V、 Z。 2） 令只有 16 位运算，占 11 个程序步。 （ 3）取反传送指令 )指令的编号为 是将源操作数元件的数据逐位取反并传送到指定目标。如图 3示，当 ，执行 低 4 位取反向后传送到 17 图 3反传送指令的使用 使用取反传送指令 应注意： 1）源操作数可取所有数据类型，目标操作数可为 T、 C、 D、 V、 Z.，若源数据为常数 K，则该数据会自动转换为二进制数。 2） 16 位运算占 5 个程序步， 32 位运算占 9 个程序步。 （ 4）块传送指令 )指令的 号为 将源操作数指定元件开始的 n 个数据组成数据块传送到指定的目标。如图 3示，传送顺序既可从高元件号开始，也可从低元件号开始，传送顺序自动决定。若用到需要指定位数的位元件，则源操作数和目标操作数的指定位数应相同。 图 3传送指令的使用 使用块传送指令时应注意： 1）源操作数可 取 T、 C、 标操作数可取 . T、 ； 2）只有 16 位操作，占 7 个程序步； 3）如果元件号超出允许范围，数据则仅传送到允许范围的元件。 （ 5）多点传送指令 (D)指令的编号为 的功能是将源操作数中的数据传送到指定目标开始的 送后 n 个元件中的数据完全相同。如图 3示，当 ，把 送到 。 18 图 3点传送指令应用 使用多点传送指令 应注 意： 1）源操作数可取所有的数据类型，目标操作数可取 T、 C、和 D， n 小等于 512； 2） 16 位操作占 7 的程序步， 32 位操作则占 13 个程序步； 3）如果元件号超出允许范围，数据仅送到允许范围的元件中。 菱 列 数（ K、 H） K 是表示十进制整数的符号，主要用来指定定时器或计数器的设定值及应用功能指令操作数中的数值； H 是表示十六进制数，主要用来表示应用功能指令的操作数值。 例如 20 用十进制表示为 十六进制则表示为 菱 列 入继电器 （ X） 输入继电器与输入端相连，它是专门用来接受 部开关信号的元件。 过输入接口将外部输入信号状态（接通时为“ 1”，断开时为“ 0”）读入并存储在输入映象寄存器中。如图 3示为输入继电器 等效电路。 图 3入继电器的等效电路 输入继电器必须由外部信号驱动，不能用程序驱动，所以在程序中不可能出现其线圈。由于输入继电器（ X）为输入映象寄存器中的状态，所以其触点的使用次数不限。 列 输入继电器以八进制进行编号， 入继电器的编号范围为 26719 （ 184 点） 。注意，基本单元输入继电器的编号是固定的，扩展单元和扩展模块是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。例如：基本单元 输入继电器编号为 037（ 32点），如果接有扩展单元或扩展模块，则扩展的输入继电器从 始编号。 菱 列 入继电器（ Y） 输出继电器是用来将 部信号输出传送给外部负载（用户输出设备）。输出继电器线圈是由 部程序的指令驱动，其线圈状态传送给输出单元，再由输出单元对应的硬触点来驱动外部负载。如图 3示为输出继电器 等效电路 。 图 3出继电器的等效电路 每个输出继电器在输出单元中都对应有维一一个常开硬触点，但在程序中供编程的输出继电器，不管是常开还是常闭触点，都可以无数次使用。 000184点）。与输入继电器一样，基本单元的输出继电器编号是固定的，扩展单元和扩展模块的编号也是按与基本单元最靠近开始，顺序进行编号。 在实际使用中，输入、输出继电器的数量，要看具体系统的配置情况。 助继电器 辅助继电器是 数量最多的一种继电器，一般的辅助继电器与继电器控制系统中的中间继电器相似。 辅助继电器不能直接驱动外部负载，负载只能由输出继电器的外部触点驱动。辅助继电器的常开与常闭触点在 部编程时可无限次使用。 辅助继电器采用 有输入输出继电器才用八进制数）。 1通用辅助继电器（ 列共有 500 点通用辅助继电器。通用辅助继电器在 行时，如果电源突然断电，则全部线圈均 电源再次接通时，除了因外部输入信号而变为 以外，其余的20 仍将保持 态，它 们没有断电保护功能。通用辅助继电器常在逻辑运算中作为辅助运算、状态暂存、移位等。 根据需要可通过程序设定，将 为断电保持辅助继电器。 2断电保持辅助继电器（ 列有 2572 个断电保持辅助继电器。它与普通辅助继电器不同的是具有断电保护功能，即能记忆电源中断瞬时的状态，并在重新通电后再现其状态。它之所以能在电源断电时保持其原有的状态，是因为电源中断时用 的锂电池保持它们映像寄存器中的内容。其中 由软件将其设定为通用辅助继电器。 3特殊辅助继电器 有大量的特殊辅助继电器，它们都有各自的特殊功能。 列中有 256 个特殊辅助继电器，可分成触点型和线圈型两大类 （ 1）触点型 其线圈由 动驱动，用 户只可使用其触点。例如： 行监视器（在 行中接通）， 反逻辑。 始脉冲（仅在运行开始时瞬间接通）， 反逻辑。 别是产生 10100 1s 和 1钟脉冲的特殊辅助继电器。 波形图如图 3示。 图 38000、 波形图 （ 2）线圈型 由用户程序驱动线圈后 行特定的动作。例 如： 使其线圈得电，则 止时保持输出映象存储器和数据寄存器内容。 使其线圈得电，则将 输出全部禁止。 使其线圈得电，则 指定的扫描时间工作。 菱 列 时器 （ T） 21 的定时器（ T）相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值寄存器（一个字长），一个当前值寄存器（一个字长）和一个用来存储其输出触点的映象寄存器（一个二进制位），这三个量使用同一地址编号。但使用场 合不一样，意义也不同。 列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为 110100种，当所计数达到设定值时触点动作。设定值可用常数 K 或数据寄存器 D 的内容来设置。 1通用定时器 通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有 100 10用定时器两种。 （ 1） 100用定时器（ 共 200 点
温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
提示  人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
关于本文
本文标题：知识竞赛抢答器PLC设计【机电毕业设计含4张CAD图+说明书论文2万字45页】
链接地址：https://www.renrendoc.com/p-562648.html

官方联系方式

网站客服网站客服      侵权投诉侵权投诉
1:下载资料失败解决办法   
2:不支持迅雷下载,请使用浏览器下载   
3:不支持QQ浏览器下载,请用其他浏览器   
4:下载后的文档和图纸-无水印   
5:文档经过压缩，下载后原文更清晰   
点击下载此资源
关于我们 - 网站声明 - 网站地图 - 资源地图 - 友情链接 - 网站客服 - 联系我们

网站客服QQ：2881952447     

copyright@ 2020-2025  renrendoc.com 人人文库版权所有   联系电话：400-852-1180

备案号:蜀ICP备2022000484号-2       经营许可证: 川B2-20220663       公网安备川公网安备: 51019002004831号

本站为文档C2C交易模式，即用户上传的文档直接被用户下载，本站只是中间服务平台，本站所有文档下载所得的收益归上传人(含作者)所有。人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对上载内容本身不做任何修改或编辑。若文档所含内容侵犯了您的版权或隐私，请立即通知人人文库网，我们立即给予删除！