PLC技术及应用(FX2N系列)——循环彩灯控制.docx

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

PLC技术及应用(FX2N系列)——循环彩灯控制

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

PLC技术及应用(FX2N系列)——循环彩灯控制

摘要：本文主要针对PLC技术及其在FX2N系列中的应用进行了深入探讨。以循环彩灯控制为例，详细介绍了PLC的工作原理、编程方法以及在实际应用中的优势。通过分析PLC在循环彩灯控制中的应用，展示了PLC技术的实用性和可靠性。同时，本文还对PLC技术的发展趋势进行了展望，为相关领域的研究提供了有益的参考。

随着工业自动化程度的不断提高，可编程逻辑控制器（PLC）作为一种广泛应用于工业控制领域的自动化设备，其技术已经得到了广泛的关注和应用。FX2N系列PLC作为三菱公司的一款高性能、低成本的PLC产品，以其强大的功能和稳定性在工业自动化控制中发挥着重要作用。本文以循环彩灯控制为背景，对FX2N系列PLC的技术特点、编程方法以及在实际应用中的优势进行了详细分析，旨在为PLC技术的推广和应用提供有益的借鉴。

第一章PLC技术概述

1.1PLC的产生与发展

(1)可编程逻辑控制器（PLC）的诞生可以追溯到20世纪60年代，当时美国通用汽车公司（GM）为了解决生产线上自动化控制问题，首次提出了对可编程控制器的需求。1969年，美国德克萨斯仪器公司（TI）成功研制出了世界上第一台PLC，命名为“Modicon084”。随后，PLC技术迅速发展，并在工业自动化领域得到了广泛应用。据统计，到1980年，全球PLC市场规模已经达到5亿美元，预计到2023年，全球PLC市场规模将达到150亿美元。

(2)PLC技术的发展历程可以分为三个阶段：第一代是基于继电器逻辑的PLC，以硬件为主，编程复杂，灵活性较低；第二代是使用微处理器作为控制核心的PLC，具有较好的灵活性和扩展性；第三代则是基于微处理器和嵌入式系统的PLC，功能更加丰富，能够实现更复杂的控制任务。在我国的PLC发展过程中，1980年，上海自动化仪表厂成功研制出了我国第一台PLC，标志着我国PLC产业的起步。经过多年的发展，我国PLC产业已经形成了较为完整的产业链，市场规模逐年扩大。

(3)随着PLC技术的不断发展，其在工业自动化领域的应用也越来越广泛。例如，在汽车制造行业，PLC广泛应用于发动机控制、车身焊接、涂装等环节；在冶金行业，PLC用于高炉、转炉等关键设备的控制；在化工行业，PLC用于反应釜、泵等设备的自动化控制。此外，PLC技术还在电力、煤炭、食品等行业得到了广泛应用。以我国某大型钢铁企业为例，该企业引进了大量的PLC设备，实现了生产线的自动化控制，提高了生产效率和产品质量，降低了生产成本。

1.2PLC的工作原理

(1)PLC的工作原理基于输入输出（I/O）控制，其核心部分为中央处理单元（CPU）、输入单元（IU）、输出单元（OU）和存储器。当PLC接收到外部信号后，通过输入单元进行采集，CPU对这些信号进行处理，根据预设的程序逻辑输出控制信号，通过输出单元作用于相应的执行机构，如电机、阀门等。这种工作流程使得PLC能够实现对工业生产过程的实时监控和控制。

(2)PLC的工作过程可以分为几个阶段：首先，输入单元将传感器、开关等输入信号转换为CPU能够识别的数字信号；然后，CPU根据存储器中的程序指令对输入信号进行处理，生成控制信号；接着，输出单元将CPU的处理结果转换为模拟信号或数字信号，输出至执行机构；最后，执行机构根据控制信号执行相应的动作，如启动、停止、调节等。

(3)PLC的程序通常采用梯形图、指令表、结构文本等编程语言进行编写。这些编程语言易于理解和掌握，能够直观地表达控制逻辑。梯形图编程语言是PLC中最常用的编程语言之一，它以电路图的形式展现控制逻辑，用户可以通过绘制梯形图来设计控制程序。在程序执行过程中，PLC会按照程序指令的顺序依次执行，确保生产过程的稳定和高效。

1.3PLC的分类及特点

(1)PLC根据输入输出点数和功能特点主要分为以下几类：小型PLC、中型PLC和大型PLC。小型PLC适用于简单控制任务，如开关控制、计数器等；中型PLC适用于中等复杂度的控制任务，如流水线控制、自动化装配等；大型PLC则适用于复杂、大规模的工业自动化系统，如大型生产线、发电厂等。不同类型的PLC在性能、成本和适用性方面存在差异。

(2)PLC的特点主要体现在以下几个方面：首先，PLC具有高度的可编程性，用户可以根据实际需求进行编程，实现各种控制逻辑；其次，PLC具有稳定的抗干扰能力，能在恶劣的工业环境中正常运行；再次，PLC具有模块化设计，易于扩展和升级；此外，PLC还具有较低的维护