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目 录
第一章 可编程控制器的概述
1.1 可编程控制器的基本概念·1
1.2 可编程控制器的硬件构成·1
1.3 可编程控制器的用途与特点·2
1.4 可编程控制器的发展历史及发展趋势4
1.5 可编程控制器的应用领域·6
第二章 方案设计
2.1 题目及控制要求7
2.2 本课题主要研究内容·8
2.3 主要解决问题·8
2.4 功能流程图·9
2.5 I/0地址分配·10
2.6 主控电路11
2.7 端子接线图12
2.8 SFC流程图13
2.9 梯形图·14
2.10 程序指令表·15
2.11 时序图16
2.12 调试过程·17
设计心得体会·18
参考文献19
第一章 可编程控制器概述
可编程控制器的基本概率
可编程控制器（Programmable logic Controller）简称PLC，是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、定时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器的硬件构成
可编程控制器的硬件结构大体相同。主要由中央处理器（CPU）、存储器（RAM、ROM）、输入输出器件（I/O接口）、电源及编程设备几大部分构成。如图1所示：
图1 PLC基本结构图框
1）中央处理器（CPU）
中央处理器是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。它决定着PLC的工作速度，IO数量及软件容量等，因此限制着控制规模。 （科教范文网 fw.nseac.com编辑发布）
2）存储器
存储器是可编程控制器存放系统程序、用户程序及运算数据的单元。PLC的存储器分为只读存储器（ROM）和随机读写存储器（RAM）两大类。
3）输入输出接口
输入输出接口是可编程控制器和工业控制现场各类信号连接的部分。输入接口用来接受生产过程的各种参数。并存放于映像寄存器中。可编程控制器运行程序后
4）电源
可编程控制器的电源包括为：1.开关电源：为可编程控制器个工作单元集成电路提供工作电源。2.后备电源：为掉电保护电路提供电，一般为锂电池，其目的是为了外部电源故障是内部重要数据不致丢失。
5）外部设备
包括编程器和其他外部设备，其作用是用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统工作状况，其是通过通讯端口与CPU联系，建立与PLC的人机对话。
编程控制器的用途与特点
(一) 可编程控制器的用途
PLC目前在国内外已经广泛应用于冶金、石油、化工、建材、机械制造、电力、汽车、轻工、环保及文化娱乐等多个行业，随着PLC性能价格比的不断提高，其应用领域仍在不断扩大。从应用类型看，PLC的应用大致可以归为以下六种类型：
1 开关量的逻辑控制
这是PLC最基本、最广泛的应用领域，可用它取代传统的继电器控制电路，实现逻辑控制、顺序控制，即可用于但台设备的控制，又可用于多机群控制及自动化流水线。如机床、注塑机、印刷机械、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。
模拟量控制
在工业生产过程中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器能够处理模拟量信号，PLC厂家生产有配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器可用于模拟量控制。 （科教范文网http://fw.NSEAC.com编辑发布）
运动控制
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早起直接用开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在可使用专用的运动控制模块。1) 工程控制
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID控制是一般闭环控制系统中常用的控制方法。目前不仅大中型PLC都有PID模块，而且许多小型PLC也具有PID功能。
2) 数据处理
现代PLC具有数学运算、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
3) 通信及联网
PLC通信包含PLC之间的通信以及PLC与其他智能设备间的通信。随着计算机控制的发站，工厂自动化网络发展见会加快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。最新生产的PLC都具有通讯接口，实现通讯非常方便。
(二) 可编程控制器的特点
1） 可靠性高，抗干扰能力强
PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和繁杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。
2） 控制系统结构简单、通用性强、灵活运用
PLC产品品种齐全，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PLC构成的控制系统中，只需在PLC的段子上接入相应的输入、输出信号线即可。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，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。
（科教范文网http://fw.ΝsΕΑc.com编辑）
1968年美国通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号的不断更行，生产工艺不断变化的需要，实现小批量、多品种生产，希望能有一种新型工业控制器，它能做到尽可能减少重新设计和更换继电器控制系统及接线，以降低成本，缩短周期。GM公司公开招标，提出了十项设计标准。1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出了第一台可编程控制器PDP-14，并在GM公司汽车生产线上试用成功，并取得了满意的效果，可编程控制器由此诞生。所以可编程控制器是生产力发展的必然产物。 （转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）
可编程控制器自问世以来，发展极其迅速。20世纪70年代中期，美、日、德等国在可编程控制器中引入微机技术，微机处理器及其他大规模集成电路芯片成为其核心部件，使可编程控制器具有了自诊断功能，可靠性有了大幅度提高。国外工业界在1980年正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），缩写为PC。但由于他和个人计算机（Personal Computer）的简称容易混淆，仍把可编程控制器缩写为PLC。
在新的世纪，计算机技术的新成果会更多地应用于可编程控制器的设计和制造上，会有运算速度更快、存储容量更大、智能更强的品种出现；从产品规模上看，会进一步向超小型及超大型方向发展；从产品的配套性上看，产品的品种会更丰富、规格更齐全，完美的人机界面、完备的通讯设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。具体表现在以下几个方面：
向小型化、专用化、低成本方向发展
20世纪80年代初，小型PLC在价格上价格上还高于小系统用的续电器控制装置。随着微电子技术的发展，新型器件大幅度的提高功能和降低价格，使PLC结构更为紧凑，功能不断增加，将原来大、中型PLC才有的功能移植到小型PLC上。
向大容量，高速度方向发展
大型PLC采用多微处理器系统，有的采用了32位微处理器，可同时进行多任务操作，处理速度提高，特别是增强了过程控制和数据处理功能。另外，存储容量大大增加。
与计算机联系密切
从功能上看，PLC不仅能完成逻辑运算，且计算机的复杂运算功能在PLC中也进一步得到利用；从结构上看，计算机的硬件和技术越来越多地应用到PLC。
发展多样化
可编程控制器发展的多样化体现在3个方面：产品类型、编程语言、和应用领域。 （转载自中国科教评价网http://www.nseac.com）
网络与通讯能力增强
多样化与标准化
1.5 可编程控制器的应用领域
随着现代工业的发展，可编程控制器在国内外都取得了长足的发展，已经广泛应用在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域。随着PLC的小型化，它不仅仅应用在工业中，还扩大到远离工业控制的其他行业，如医院手术室，酒店的旋转门和车库门等。甚至引入了人类的日常生活中，如：交通十字路口的红绿灯控制、自带电梯、广告的霓虹灯、各个娱乐场所和城市的夜景灯等等。
总之随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件设置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面的进步，将使可编程控制器的应用领域得到进一步的扩展。