课程设计 抢答器plc控制系统设计.docx

课 程 设 计 说 明 书设计题目: 抢答器 PLC 控制系统设计院系名称：机电工程学院专业班级： 机制 F09学生姓名： 学号： 导教师： 2012 年12 月10日内 容 摘 要随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已扩展到所有的控 制领域。现代社会要求制造业对市场需求迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、 低成本和高质量的产品。为了满足这一需求，生产设备的控制系统必须具有极高的灵活 性和可靠性，可编程控制器就顺应而生。而实用抢答器的这一产品是各种竞赛活动中不可缺少的设备，无论是学校、工厂、 军队还是益智性电视节目，都会举办各种各样的智力竞赛，都会用到抢答器。目前市场 上已有的各种各样的智力竞赛抢答器绝大多数是早期设计的，只具有抢答锁定功能的一 个电路，以模拟电路、数字电路或者模拟电路与数字电路相结合的产品，这部分抢答器 已相当成熟。而现在的抢答器具有倒计时、定时、自动（或手动）复位、报警（即声响 提示，有的以音乐的方式来体现）、屏幕显示、按键发光等多种功能。但功能越多的电 路相对来说就越复杂，且成本偏高，故障高，显示方式简单( 有的甚至没有显示电路) ， 无法判断提前抢按按钮的行为，不便于电路升级换代。本设计要求就是利用PLC作为核 心部件进行逻辑控制及信号的产生，用PLC本身的优势使竞赛真正达到公正、公平、公 开。关键词：可编程控制器 、抢答器、PLC1目录第 1 章引言11. 1PLC 的由来及发展史11. 2 PLC 的主要特点、主要功能及应用范围21. 2. 1 PLC 的主要特点21. 2. 2 PLC 的主要功能21. 2. 3 PLC 的应用范围3第 2 章系统要求的分析与设计42. 1控制要求分析，设计主电路42. 2系统设计思想及控制流程设计42. 3硬件选择4第 3 章PLC 控制系统设计63. 1I /O分配设计及硬件选择53. 2确定 I /O信号数量，选择 PLC 类型63. 3I /O接线图73. 4程序流程图83. 5控制程序编制与调试8设计总结21谢词22参考文献231第 1 章引 言1．1PLC 的由来及发展史PLC 早期主要应用于工业控制，但随着技术的发展，其应用领域正在不断扩大 . 可 编程控制器( Pr ogr a mma bl e Logi ca l Cont r ol l e r ) 简称 PC 或 PLC，是 60 年代末发明的工 业控制器件，是美国数字公司( DEC ) 为美国通用公司( GM) 研制开发并成功应用于汽车生 产线上，可编程控制器自此诞生。随着计算机技术的飞速发展，PLC 软硬件水平与规模 也发生了质与量的变化，其控制技术也朝着智能化方向不断发展，同时推动了先进制造 技术的相应发展。现代 PLC 已经成为真正的工业控制设备。虽然 PLC 问世时间不长，但是随着微处理器的出现，大规模、超大规模集成电路技 术的迅速发展和数据通讯技术的不断进步，PLC 也迅速发展，其发展过程大致可分三个 阶段：1．早期的 PLC（60 年代末—70 年代中期）早期的 PLC 一般称为可编程逻辑控制器。这时的 PLC 多少有点继电器控制装置的替 代物的含义，其主要功能只是执行原先由继电器完成的顺序控制、定时等。它在硬件上 以准计算机的形式出现，在 I /O 接口电路上作了改进以适应工业控制现场的要求。装置 中的器件主要采用分立元件和中小规模集成电路，存储器采用磁芯存储器。另外还采取 了一些措施，以提高其抗干扰的能力。在软件编程上，采用广大电气工程技术人员所熟 悉的继电器控制线路的方式—梯形图。因此，早期的 PLC 的性能要优于继电器控制装置， 其优点包括简单易懂，便于安装，体积小，能耗低，有故障指使，能重复使用等。其中 PLC 特有的编程语言—梯形图一直沿用至今。2．中期的 PLC（70 年代中期—80 年代中后期）在 70 年代微处理器的出现使 PLC 发生了巨大的变化。美国，日本，德国等一些厂 家先后开始采用微处理器作为 PLC 的中央处理单元（CPU）。这样，使 PLC 得功能大大增强。在软件方面，除了保持其原有的逻辑运算、计时、 计数等功能以外，还增加了算术运算、数据处理和传送、通讯、自诊断等功能。在硬件 方面，除了保持其原有的开关模块以外，还增加了模拟量模块、远程 I /O模块、各种特 殊功能模块。并扩大了存储器的容量，使各种逻辑线圈的数量增加，还提供了一定数量 的数据寄存器，使 PLC 得应用范围得以扩大。3．近期的 PLC（80 年代中后期至今）进入 80 年代中、后期，由于超大规模集成电路技术的迅速发展，微处理器的市场 价格大幅度下跌，使得各种类型的 PLC 所采用的微处理器的当次普遍提高。而