/目錄1PLC的基礎(chǔ)學(xué)問……………………11.1PLC概述…………11.2PLC的工作原理…………………21.3PLC的主要特點(diǎn)…………………32會(huì)議室換氣扇設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求…………………52.1課程設(shè)計(jì)（論文）目的…………52.2設(shè)計(jì)內(nèi)容…………52.3設(shè)計(jì)要求…………53硬件電路設(shè)計(jì)………64軟件設(shè)計(jì)………………95課題總結(jié)及展望……………………115.1課題總結(jié)…………115.2展望………………11參考文獻(xiàn)………………12致謝……………………13附錄……………………141PLC的基礎(chǔ)學(xué)問1.1PLC概述

可編程限制器（PLC）是以微處理器為核心，將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)限制技術(shù)、通訊技術(shù)融為一體的一種特地為適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境下而設(shè)計(jì)的工業(yè)限制裝置，涉及到很多自動(dòng)限制、電器方面的學(xué)問。經(jīng)過30多年的發(fā)展，在工業(yè)生產(chǎn)中獲得極其廣泛的應(yīng)用。目前，可編程限制器成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要、應(yīng)用最多的限制裝置，居工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程限制器、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)協(xié)助設(shè)計(jì)和制造）的首位。其應(yīng)用的深度和廣度成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化程度凹凸的標(biāo)記。下面是PLC的基本單元結(jié)構(gòu)圖：圖1.1PLC基本單元物理結(jié)構(gòu)圖PLC的具有牢靠性高、功能性強(qiáng)和編程簡(jiǎn)潔等優(yōu)點(diǎn)，所以深受設(shè)計(jì)人員的寵愛。PLC就猶如一部計(jì)算機(jī)和繼電器限制設(shè)備相結(jié)合的新型高性能限制裝置。PLC的基本單元包括中心限制器(PLC)、存儲(chǔ)器、輸入單元和輸出單元。采納模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)限制須要，除了單元式的小型PLC以外，絕大多數(shù)PLC均采納模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件包括CPU、電源、I/O等均采納模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可依據(jù)用戶的須要自行組合。編程簡(jiǎn)潔易學(xué)PLC的編程大多采納類似于繼電器限制線路的梯形圖形式，對(duì)運(yùn)用者來說，不須要具備計(jì)算機(jī)的特地學(xué)問，因此很簡(jiǎn)潔被一般工程技術(shù)人員所理解和駕馭。1.2PLC的工作原理

PLC的工作原理：電力線是一個(gè)極其不穩(wěn)定的高躁聲、強(qiáng)衰減的傳輸通道，要實(shí)現(xiàn)牢靠的電力線高速數(shù)據(jù)通信，必需解決低壓配電網(wǎng)上各種因素如：噪聲、阻抗波動(dòng)、配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、電磁兼容性以及線路阻抗和容性負(fù)載引起的信號(hào)衰減等主要因素對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠绊憽?/p>

掃描技術(shù)：當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以肯定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。1、輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入全部輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變更，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)變更。因此，假如輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必需大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何狀況下，該輸入均能被讀入。

2、用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的依次依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的限制線路，并按先左后右、先上后下的依次對(duì)由觸點(diǎn)構(gòu)成的限制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后依據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特別功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變更，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變更，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

3、輸出刷新階段

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU依據(jù)I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新全部的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。1.3

PLC的主要特點(diǎn)（1）高牢靠性全部的I/O

接口電路均采納光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路和PLC

內(nèi)部電路之間電氣上隔離。各輸入端均采納R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms。各模塊均采納屏蔽措施，以防止輻射干擾。采納性能優(yōu)良的開關(guān)電源。對(duì)采納的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異樣狀況，CPU馬上采納有效措施，以防止故障擴(kuò)大。大型PLC還可以采納由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使牢靠性更進(jìn)一步提高。

（2）豐富的I/O接口模塊

（3）采納模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)限制須要除了單元式的小型PLC以外絕大多數(shù)PLC均采納模塊化結(jié)構(gòu)PLC的各個(gè)部件包括CPU、電源、I/O口等均采納模塊化設(shè)計(jì)由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可依據(jù)用戶的須要自行組合。（4）編程簡(jiǎn)潔易學(xué)PLC的編程大多采納類似于繼電器限制線路的梯形圖形式對(duì)運(yùn)用者來說

不須要具備計(jì)算機(jī)的特地學(xué)問因此很簡(jiǎn)潔被一般工程技術(shù)人員所理解和駕馭。（5）安裝簡(jiǎn)潔修理便利

PLC不須要特地的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下干脆運(yùn)行運(yùn)用時(shí)只需將現(xiàn)

場(chǎng)的各種設(shè)備和PLC

相應(yīng)的I/O

端相連接即可投入運(yùn)行各種模塊上均有運(yùn)行和

故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行狀況和查找故障，由于采納模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)快速?gòu)?fù)原運(yùn)行。2會(huì)議室換氣扇設(shè)計(jì)目標(biāo)及要求2.1課程設(shè)計(jì)（論文）目的PLC原理及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)領(lǐng)域重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)之一，主要以小型好用性PLC限制系統(tǒng)的軟、硬件設(shè)計(jì)為主。課程設(shè)計(jì)的目的和任務(wù)：全面嫻熟駕馭PLC的硬件組成以及各種指令的應(yīng)用，使學(xué)生駕馭小型PLC應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟，熟識(shí)和駕馭PLC開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件調(diào)試過程，通過設(shè)計(jì)過程中對(duì)故障的分析、推斷、檢修進(jìn)一步熬煉和培育學(xué)生的動(dòng)手實(shí)力。2.2設(shè)計(jì)內(nèi)容利用PLC限制會(huì)議室換氣扇，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)運(yùn)行。該系統(tǒng)由進(jìn)氣扇K1、排氣扇K2、停止開關(guān)S0、啟動(dòng)開關(guān)S1、氣流傳感器S2、氣流傳感器S3、風(fēng)扇指示燈H1、風(fēng)扇指示燈H2等組成，自動(dòng)限制室內(nèi)的空氣換氣，要求室內(nèi)壓力不能大于1個(gè)大氣壓。按下啟動(dòng)開關(guān)S1，系統(tǒng)起先工作。由于要求室內(nèi)壓力不能大于1個(gè)大氣壓，所以，排氣扇必需先行工作5s，且安裝在排氣扇上的氣流傳感器S3發(fā)出閉合信號(hào)后，進(jìn)氣扇才能工作，假如進(jìn)氣扇或排氣上工作10s后，安裝在各自風(fēng)扇上的氣流傳感器沒有信號(hào)，則顯示風(fēng)扇工作的指示燈閃動(dòng)報(bào)警。2.3設(shè)計(jì)要求1、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的PLC外部接線圖2、系統(tǒng)的操作面板3、設(shè)計(jì)好依次功能圖4、系統(tǒng)的梯形圖5、系統(tǒng)調(diào)試6、撰寫課程設(shè)計(jì)論文3硬件電路設(shè)計(jì)圖3-1PLC硬件組成框圖會(huì)議室換氣扇PLC限制系統(tǒng)設(shè)計(jì)采納PLC限制系統(tǒng)將大大提高工作效率，和適應(yīng)工作環(huán)境的實(shí)力。車輛進(jìn)出停車場(chǎng)是由PLC為中心限制系統(tǒng)工作的。PLC是圖3-2PLC的外部接線整體模塊，圖集中了驅(qū)動(dòng)電路、檢測(cè)電路和愛護(hù)電路以及通訊聯(lián)網(wǎng)功能。因此在運(yùn)用中，硬件也相對(duì)簡(jiǎn)潔，提高了限制系統(tǒng)的牢靠性。另外它的編程語言也相對(duì)簡(jiǎn)潔。圖中接線用指示燈代替了進(jìn)氣扇、排氣扇、風(fēng)扇指示燈，用開關(guān)代替了氣流傳感器。圖3-3依次功能圖說明：X1是啟動(dòng)開關(guān)，X2是氣流傳感器s2，X3是氣流傳感器S3，X0是停止開關(guān)，Y1是排氣扇K1，Y2是排氣扇K2，Y11是風(fēng)扇報(bào)警燈H1，Y12是風(fēng)扇報(bào)警燈H2。表3I/O安排表輸入X000停止開關(guān)X001啟動(dòng)開關(guān)輸出Y001排氣扇K1Y002排氣扇K2Y011風(fēng)扇指示燈H1Y012風(fēng)扇指示燈H2按下啟動(dòng)開關(guān)S1，系統(tǒng)起先工作。由于要求室內(nèi)壓力不能大于1個(gè)大氣壓，所以，排氣扇必需先行工作5s，且安裝在排氣扇上的氣流傳感器S3發(fā)出閉合信號(hào)后，進(jìn)氣扇才能工作，假如進(jìn)氣扇或排氣上工作10s后，安裝在各自風(fēng)扇上的氣流傳感器沒有信號(hào)，則顯示風(fēng)扇工作的指示燈閃動(dòng)報(bào)警。風(fēng)扇指示燈報(bào)警燈H1 報(bào)警燈H2 排氣扇K1 排氣扇K2操作面板 啟動(dòng)X1 停止X2圖4-3系統(tǒng)限制面板設(shè)計(jì)說明：此操作面板有兩個(gè)開關(guān)按鈕組成，X1為啟動(dòng)開關(guān)S1，X2為停止開關(guān)S2，操作簡(jiǎn)潔易懂，限制較為便利。K1是排氣扇，K2是排氣扇，H1、H2是風(fēng)扇報(bào)警燈。按下啟動(dòng)開關(guān)S1，系統(tǒng)起先工作，按下停止開關(guān)X2，系統(tǒng)停止工作。安裝在各自風(fēng)扇上的氣流傳感器沒有信號(hào)，則顯示風(fēng)扇工作的指示燈閃動(dòng)報(bào)警。4軟件設(shè)計(jì)圖4-1會(huì)議室排風(fēng)扇指令圖圖4-2會(huì)議室排風(fēng)扇梯形圖5課題總結(jié)及展望

5.1

課題總結(jié)

本文探討的主要內(nèi)容是基于PLC的會(huì)議室排風(fēng)扇限制系統(tǒng)，在前人的基礎(chǔ)上做了進(jìn)一步的探討，吸取了前人探討的精華，補(bǔ)充了前人探討的不足。本系統(tǒng)是基于PLC的自動(dòng)限制系統(tǒng)，由于PLC本身的特點(diǎn)使自動(dòng)限制系統(tǒng)更加穩(wěn)定，提高了系統(tǒng)的牢靠性。在老師的正確指導(dǎo)下，以及整組同學(xué)的主動(dòng)協(xié)作和不斷努力下，經(jīng)過了十多天的學(xué)習(xí)和探討，最終完成了這一份艱難的課程設(shè)計(jì)。原來以為自己對(duì)可編程序限制器原理的學(xué)問駕馭的還比較好，但是到做課程設(shè)計(jì)的時(shí)候才發(fā)覺自己存在著諸多不足，其中就有很多基礎(chǔ)學(xué)問都不是很完善，很多學(xué)問都駕馭的不是很扎實(shí)。值得激勵(lì)的是我們?nèi)w組員不懈努力，我們始終地突破，始終地完善，始終地主動(dòng)地找尋各種解決問題的方法。我很興奮，因?yàn)檎麄€(gè)過程都是我們自己去設(shè)計(jì)的。盡管有過爭(zhēng)吵，有過激勵(lì)的爭(zhēng)論，但是我可以很傲慢地說，這個(gè)設(shè)計(jì)是我們自己的東西，是我們自己努力而完成的。5.2

展望

由于本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)要求比較高，而且課題探討的時(shí)間倉(cāng)促，以及本人實(shí)力有限，因此還有很多地方存在著不足之處：

（1）本系統(tǒng)中的硬件部分不能實(shí)現(xiàn)集中限制，這樣就增加了程序的編寫難度，也相應(yīng)的增加了系統(tǒng)的成本。（2）系統(tǒng)穩(wěn)定性須要加強(qiáng)，復(fù)位電路有時(shí)會(huì)出現(xiàn)不能自動(dòng)復(fù)位的狀況，由于本人實(shí)力有限未能找出其中的緣由，盡管這種狀況不常發(fā)生，但是一旦發(fā)生就影響系統(tǒng)的運(yùn)行。（3）在功能上須要更加完善，本系統(tǒng)沒有設(shè)置報(bào)警裝置，假如系統(tǒng)發(fā)生故障，系統(tǒng)不能做出報(bào)警動(dòng)作，這樣也會(huì)影響系統(tǒng)的跟蹤質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)[1]廖常初.可編程序限制器應(yīng)用技術(shù)（第五版）.重慶高校出版社，2007.[2]張萬忠.可編程限制器應(yīng)用技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002[3]廖常初.PLC編程及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002

[4]廖常初主編.FX系列PLC編程及應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.[5]張鳳珊.電器限制及可編程限制器.北京：中國(guó)輕工業(yè)出版社.2001[6]宋德玉主編.可編程序限制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)技術(shù).北京：冶金工業(yè)出版社，2001[7]陳在平.可編程序限制器技術(shù)和應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003[8]王紅．可編程限制器運(yùn)用教程．北京：電子工業(yè)出版社，2003[9]王兆義.可編程限制器運(yùn)用技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004[10]史國(guó)生.電氣限制和可編程限制器技術(shù).北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003

[11]阮友德.電氣限制和PLC實(shí)訓(xùn)教程.北京：人民郵電出版社，2006致謝首先，我要感謝我的導(dǎo)師給了我一個(gè)展示自我的平臺(tái)，讓我把高校期間所學(xué)的專業(yè)學(xué)問系統(tǒng)地展