基于PLC对天塔之光的设计.doc

国家职业资格全省（或市）统一鉴定维修电工论文（国家职业资格级）论文题目：基于PLC对天塔之光的设计姓 名： 曹雪雪 身份证号：准考证号： 1411231009000000001 所在省市： 江苏省徐州市 所在单位： 江苏工贸技师学院 目 录摘要31.plc的概述41.1plc的简介41.2plc的特点41.3plc的主要应用41.4plc的分类42 控制系统的选择53 元器件的选择64 天塔之光的PLC设计74.1控制要求74.2 I/O分配表74.3 流程图84.4梯形图94.5语句表114.6调试结果13结论13致谢14参考文献14基于PLC对天塔之光的设计张琪琪11技师机电摘要：本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对天塔之光的控制，阐述了控制方案。实现天塔之光功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或数模混合电路。今年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断走向深入，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-64MR型PLC作为核心控制器进行天塔之光系统的设计。同时根据天塔之光的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配，并进行现场调试。关键词：PLC 控制 天塔之光1 PLC的概述1.1 PLC的简介 PLC定义：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设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设汁。”上世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为3040%。可编程序控制器是应用而最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，自研制成功开始使用以来，它己经成为了当代工业自动化的三大支柱之一。1.2 PLC的特点(1)编程简单，使用方便(2)控制灵活，程序可变，具有很好的柔(3)功能强，扩充方便，性能价格比高(4)控制系统设计及施工的工作量少，维修方便 (5)可靠性高，抗干扰能力强 (6)体积小、重量轻、能耗低，是“机电一体化”特有的产品。1.3 PLC的主要应用1. 开关量逻辑控制。这是PLC最基本的控制，可以取代传统的继电器控制系统。2.模拟量控制。除了开关量控制以外，PLC还可以接收、处理和控制连续变化的模拟量，如温度、压力、速度、电压、电流等。3。运动控制。PLC可以控制步进电动机和伺服电动机，从而控制机件的运动方向、速度和位置。4.多级控制。PLC可以实现与其他PLC，上位计算机、单片机互相交换信息，组成自动化控制网络。1.4 PLC的分类1按I/O点数容量分类可将PLC分为三大类。（1）小型机 这类PLC价格低廉，体积小，适合于控制单台设备，开发机电一体化产品。（2）中型机 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。（3）大型机 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。2.按PLC物理结构形式的不同可分为两类。（1）整体式结构 整体式结构的PLC结构接凑、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 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PLC常用组合式结构。2 控制系统的选择1 继电接触器控制 1.继电器控制的优点 （1）所有控制功能及信号处理均由硬件实现，线路直观，易于理解和掌握，适合于一般技术人员和技术工人所掌握。 （2）系统的保养、维修及故障检查无需较高的技术和特殊的工具、仪器。 （3）经济实惠。 2.继电器控制的缺点（1） 系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高，机械寿命短。（2） 普通控制电器及硬件接线方法难以实现较复杂的控制功能，使系统的控制功能不易增加，技术水平难以提高。2 PLC控制 1.PLC的优点1）可靠性高，抗干扰能力强2）配套齐全，功能完善，适用性强3）易学易用，深受技术人员欢迎4）系统设计、建造工作量小，维护方便，容易改造5）体积小，重量轻，能耗低 2.PLC的缺点PLC体系结构是封闭的，各PLC厂家的硬件体系互不兼容， 编程语言及指令系统也各异，当用户选择一种PLC产品后，必须选择与其相应的特定的编程语言。3 单片机控制 1.单片机控制优点：设计简单，程序编写简单，成本低。 2.单片机控制缺点：速度慢，功能不强，精度低。综上所述，选择PLC控制系统3 元器件的选择1. PLC的选型(1)日本三菱FX2nFX2n系列PLC的主机成为基本单元，包括CPU、存储器、输入输出口及电源，是PLC的主要部分。FX2n系列PLC输入继电器及输出继电器的序号为8进制，其余器件的序号为十进制。从元件的最大序号可以了解可编程序控制器可能 具有某类器件的 最大数量。（2） 德国西门子7S S7-200系列属于整体式小型PLC，用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动化控制系统。整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源装在一个箱型机壳内。S7-200系列PLC提供多种具有不同I/O点数的CPU模块和数字量、模拟量I/O扩展模块供用户选用，CPU模块和扩展模块用扁平电缆连接。 由于各类PLC的工作原理、控制方法及编程程序语言的差别不太大，所以选择日本三菱公司生产的FX2N16MR型号2.灯泡选择 (1)白炽灯 白炽灯又叫做电灯泡，它的工作原理是电流通过灯丝时产生热量，螺旋状的灯丝不断将热量聚集，使得灯丝的温度达2000摄氏度以上，灯丝在处于白炽状态时，就象烧红的铁能发光一样而发出光来。灯丝的温度越高，发出的光就越亮。故称为白炽灯。白炽灯发光时，大量的电能转化为热能，只有极少部分转化为光能。 (2)节能灯 节能灯又叫紧凑型荧光灯(简称CFL灯)具有光效高(是普通灯泡的5倍)，节能效果明显，寿命长(是普通灯泡的8倍)，体积小，使用方便等优点。它的工作原理和日光灯基本相同。(3)LED灯 LED灯又叫发光二极管，它是一种固态的半导体器件，可以直接把电转化为光。LED灯具有体积小、耗电低、寿命长、无毒环保等优点，LED灯具从室外装饰，工程照明，逐渐发展到家用照明。综合以上所述选择LED灯4 天塔之光的PLC设计4.1控制要求： 要求设计1组霓虹灯，有十个灯管，要求十个灯管顺次点亮，每个间隔1秒，当十个灯全亮后1秒，又全灭，然后再全亮，再一次熄灭，如此循环。4.2 I/O分配表输入输出元件代号功能输入点元件代号功能输出点SB1启动X0L0 产生天塔之光Y0SB2停止X1L1Y1L2Y2L3Y3L4Y4L5Y5L6Y6L7Y7L8Y10L9Y114.3 流程图开始按启动按钮X0Y0-Y11依次点亮Y0-Y11全部熄灭Y0-Y11全部点亮Y11-Y0依次熄灭判断是否需要循环结束4.4梯形图4.5语句表4.6调试结果根据系统外部接线图，把PLC（三菱）与过滤流程仿真模块连接起来，对系统进行全面仿真调试，结果显现，完全符合设计要求。结论通过这次设计让我学会了如何去培养我们的创新精神，如何不断地战胜自己，超越自己。创新，是让我们学会将理论联系实际，并不断地去开动大脑，从为人类造福的意愿出发，做自己力所能及的，别人却没想到的事。使之不断地战胜别人，超越别人。同时，在这一设计过程中，我学会了坚持不懈，不轻易放弃。设计过程，也好比是我们人类成长的历程，常有一些不如意，也许这就是在对我们提出挑战，勇敢过，也战胜了，胜利的钟声就一定会为我们敲响。致谢学校生活一晃而过，回首走过的岁月，心中倍感充实，当我写完这篇论文的时候，有一种如释重负的感觉，感慨良多。 首先要感谢我的论文指导老师。他们在忙碌的教学工作中挤出宝贵的时间来审查、修改我的论文。还有教过我的所有老师们，他们严谨细致、一丝不苟的作风是我工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我启迪。 感谢三年来陪伴在我身边的同学、朋友，感谢你们为我提出的建议和意见，有了你们的支持、鼓励和帮助，我才能充实的度过这三年的学习生活。参考文献【1】可编程序控制器及其应用 王国海 北京：中国劳动社会保障出版社.2007【2】FX2N系列PLC编程及其应用 廖常初 北京：机械工业出版社.2005【3】三菱F