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设计题目:四路抢答器的PLC控制
设计要求
竞赛者若要回答主持人所提问题时,必须先按下桌上的抢答按钮(SB1—SB4)。
绿色指示灯亮后,须等主持人按下复位按钮SB5后,指示灯才熄灭;
如果竞赛者在主持人打开 SA1开关10s内抢先按下按钮,电磁线圈将使彩球摇动,以示竞赛者得到一次幸运的机会;
如果在主持人打开SA1 开关10s内无人抢答,则必须有声音警示,同时红色指示灯亮,以示竞赛者放弃该题;
在竞赛者抢答成功后应限定一定的时间回答问题,根据题目难易可设定时间(如2 min);
当主持人打开SA2开关后计时开始,如果竞赛者在回答问题时超出设定时限,则红色指示灯亮并伴有声音提示,竞赛者停止回答问题。
设计任务
画出该抢答系统示意图(A2) .
画出PLC的I/O接线图(A2)
画出梯形图(A2)
说明工作原理。
编写30000字左右的设计说明书。
参考资料
黄净主编,《电器及PLC控制技术》,机械工业出版社,2002.
廖常初主编,《FX系列PLC编程及应用》,机械工业出版社,2006.
扬长能、林小峰主编,《可编程序控制器例题习题及实验指导》,重庆大学出版社,2001.
前言
在电气控制系统中,控制装置主要有两类:一类是传统的由继电器构成的控制系统;另一类是以微处理器为基础的可编程控制器。但由于可编程控制器具有可靠性高、通用性强、程序设计简单及便于安装调试等优点。它在工业中的各个领域中得到了广泛的应用。
可编程控制器的机型较多,但其基本结构和工作原理相同,基本指令、控制功能和编程方法类似。本设计书以PLC控制的四路抢答器为例,主要介绍了可编程控制器的基础知识、基本结构、指令系统、程序设计、控制系统等知识。本设计书结合了大量的图形,使设计一目了然。最后给出了主要的流程图、梯形图、详细注释及助记符语言等。
(转载自http://www.NSEAC.com中国科教评价网)
目录
任务书......................................(1)
一、前言.............................................(2)
二、可编程控制器的特点及基本.....................(3)
1、 PLC的特点......................................(2)
2、PLC的基本结构.................................. (5
3、PLC的基本功能..................................()
PLC的特点
可编程控制器(PLC)是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,,具有通用性强、控制功能强,可靠性高,使用灵活方便、使用方便、适应面广、抗干扰能力强、编程简单等特点。易于扩展等优点而应用越来越广泛。
为适应工业环境使用,与一般控制装置相比较,PLC机有以下特点: (转载自http://www.NSEAC.com中国科教评价网)
1. 可靠性高,抗干扰能力强
工业生产对控制设备的可靠性要求:
①平均故障间隔时间长
②故障修复时间(平均修复时间)短
任何电子设备产生的故障,通常为两种:
①偶发性故障。由于外界恶劣环境如电磁干扰、超高温、超低温、过电压、欠电压、振动等引起的故障。这类故障,只要不引起系统部件的损坏,一旦环境条件恢复正常,系统也随之恢复正常。但对PLC而言,受外界影响后,内部存储的信息可能被破坏。
②永久性故障。由于元器件不可恢复的破坏而引起的故障。
为了满足PLC“专为在工业环境下应用设计”的要求,PLC采用了如下硬件和软件措施:
·硬件措施:
主要模块均采用大规模或超大规模集成电路,大量开关动作由无触点的电子存储器完成,I/O系统设计有完善的通道保护和信号调理电路。
① 屏蔽——对电源变压器、CPU、编程器等主要部件,采用导电、导磁良好的材料进行屏蔽,以防外界干扰。
② 滤波——对供电系统及输入线路采用多种形式的滤波,如LC或π型滤波网络,以消除或抑制高频干扰,也削弱了各种模块之间的相互影响。
③ 电源调整与保护——对微处理器这个核心部件所需的+5V电源,采用多级滤波,并用集成电压调整器进行调整,以适应交流电网的波动和过电压、欠电压的影响。
④ 隔离——在微处理器与I/O电路之间,采用光电隔离措施,有效地隔离I/O接口与CPU之间电的联系,减少故障和误动作;各I/O口之间亦彼此隔离。
⑤ 采用模块式结构——这种结构有助于在故障情况下短时修复。一旦查出某一模块出现故障,能迅速更换,使系统恢复正常工作;同时也有助于加快查找故障原因。
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接受 驱动
现场信号 受控元件
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。 (转载自中国科教评价网http://www.nseac.com)
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。
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