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摘要PLC是一种用于自动化控制的专用计算机，实质上属于计算机控制方PLC控制一般具有可靠性高、易操作、维修、编程简单、灵活性强等特点。PLC采用了可编程程序的存储器，用来在其内部存储逻辑运算、顺序控制、定时、计数、和算术运算等操作的指令。并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型机械的生产过程；而有关的外围设备，都应按易与工业系统连成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。PLC存在许许多多的的优点，因此，PLC已经在工业市场占有一大片领域。随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展，交流变频调速技术已经进入一个崭新的时代，其应用越来越广目前，PLC在国内外已经广泛应用于钢铁，石油化工，建材，机械制造，交通运输等各个行业。为了将我们的编程能力提升到一个更高的水平，深化面向对象的编程思维和解决问题的能力，值此课程设计周期间，进行基于基于EM235的两路测温系统和基于PLC的交通灯的设计，对PLC的基本指令和基础知识进行回忆和熟悉。关键词：PLC电机启动及能耗制动EM235目录1、基于PLC的多通道温湿度监控装置1.1题目要求………………………………………………………31.2方案说明………………………………………………………31.3EM235模块…………………………………………………31.4温湿度监控的实现……………………………………………71.5程序设计………………………………………………………81.6图片……………………………………………………………112、基于PLC实现智能交通灯控制2.1题目要求……………………………………………………122.2方案说明……………………………………………………122.3电机的启动及能耗制动……………………………………122.4智能交通的实现……………………………………………132.5程序设计……………………………………………………142.6图片…………………………………………………………25三、总结四、参考文献五、成绩评定表第1页PLC的介绍0.1PLC的定义可编程逻辑控制器，简称PLC(ProgrammablelogicController)，,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装，一种数字运算操作的电子系统，专门为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。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、计时、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。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC的种类很多，其实现的功能、内存容量、控制规模、外型等方面均存在较大的差异。因此，PLC的分类没有一个严格的统一标准，而是按照结构形式、控制规模、实现的功能进行大致的分类。0.2PLC的特点及重要性PLC具有一下几个特点：1)可靠性高，抗干扰能力强2)通用性强，控制程序可变3)使用方便功能强，适应面广编程简单4)容易掌握体积小、重量轻、功耗低、维护方便、价格便宜由于PLC的自身特点，PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电气、建材机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各行业，无论其船上还是路上都有其广泛应用0.3西门子S7-200介绍S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。S7-200应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。第2页S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU供使用。CPU226本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O点。可连接7个扩展模块，最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。1.4PLC的发展方向随着计算机科学的发展和工业自动化愈来愈高的需求，可编程控制技术得到了飞速的发展，其技术和产品日趋完善。仅仅将PLC理解为开关量控制的时代己经过去，PLC不仅以其良好的性能满足了工业生产的广泛需要，而且将通信技术和信息处理技术融为一体，其功能也日趋完善。今后，PLC将主要朝着以下两个方向发展:一个是向超小型专用化和低价格方向发展;另一个是向高速多功能和分布式自动化网络方向发展。总的趋势如下阶：1)可编程控制技术的标准化2)CPU处理速度进一步加快可编程控制技术的智能化3)系统的开放性和兼容性通用性和专业化的结合4)可靠性进一步提高5)控制系统分散化控制与管理功能一体化第3页1、基PLC的多通道温湿度监控装置1.1题目要求：用稳压器给定2路输入信号为0-5V标准直流电压信号分别表示为温度、湿度对应的电压信号。分别经过EM235转换之后，用2位LED交替显示相应电压值的个位和第一个小数位（静态显示方式），要实现可自动每隔2秒交替，也可手动按键交替显示。把其中的一路模拟量输入，通过EM235的模拟量输出端直接输出，可用万用表测量。要保证显示精度。要有启动和停止按钮！1.2方案说明EM235模块的要点：温度湿度对应的电压信号可以自动实现2S交替，也可以用手动控制，二个手动按钮分别控制温度与湿度对应的电压信号，输出的电压信号经过EM235的转换把模拟量转换成数字量，在通过数码管分别显示个位与小数点第一位。1.3EM235模块的要点：EM235是最常用的模拟量扩展模块，它实现了4路模拟量输入和1路模拟量输出功能。下面以EM235为例讲解模拟量扩展模块接线图，如下图1所示。第4页图1图1演示了模拟量扩展模块的接线方法，对于电压信号，按正、负极直接接入X＋和X－；对于电流信号，将RX和X＋短接后接入电流输入信号的“＋”端；未连接传感器的通道要将X＋和X－短接。对于某一模块，只能将输入端同时设置为一种量程和格式，即相同的输入量程和分辨率。（后面将详细介绍）第5页EM235的常用技术参数：模拟量输入特性模拟量输入点数4输入范围电压（单极性）0～10V0～5V0～1V0～500mV0～100mV0～50mV电压（双极性）±10V±5V±2.5V±1V±500mV±250mV±100mV±50mV±25mV电流0～20mA数据字格式双极性全量程范围-32000～+32000单极性全量程范围0～32000分辨率12位A/D转换器模拟量输出特性模拟量输出点数1信号范围电压输出±10V电流输出0～20mA数据字格式电压-32000～+32000电流0～32000分辨率电流电压12位电流11位下表说明如何用DIP开关设置EM235扩展模块，开关1到6可选择输入模拟量的单/双极性、增益和衰减。EM235开关单/双极性选择增益选择衰减选择SW1SW2SW3SW4SW5SW6ON单极性OFF双极性OFFOFFX1OFFONX10ONOFFX100ONON无效ONOFFOFF0.8OFFONOFF0.4OFFOFFON0.2由上表可知，DIP开关SW6决定模拟量输入的单双极性，当SW6为ON时，模拟量输入为单极性输入，SW6为OFF时，模拟量输入为双极性输入。SW4和SW5第6页决定输入模拟量的增益选择，而SW1，SW2，SW3共同决定了模拟量的衰减选择。根据上表6个DIP开关的功能进行排列组合，所有的输入设置如下表：6个DIP开关决定了所有的输入设置。也就是说开关的设置应用于整个模块，开关设置也只有在重新上电后才能生效。输入校准模拟量输入模块使用前应进行输入校准。其实出厂前已经进行了输入校准，如果OFFSET和GAIN电位器已被重新调整，需要重新进行输入校准。其步骤如下：A、切断模块电源，选择需要的输入范围。B、接通CPU和模块电源，使模块稳定15分钟。C、用一个变送器，一个电压源或一个电流源，将零值信号加到一个输入端。D、读取适当的输入通道在CPU中的测量值。E、调节OFFSET（偏置）电位计，直到读数为零，或所需要的数字数据值。F、将一个满刻度值信号接到输入端子中的一个，读出送到CPU的值。G、调节GAIN（增益）电位计，直到读数为32000或所需要的数字数据值。H、必要时，重复偏置和增益校准过程。EM235输入数据字格式下图给出了12位数据值在CPU的模拟量输入字中的位置：单极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFON0到50mV12.5μVOFFONOFFONOFFON0到100mV25μVONOFFOFFOFFONON0到500mV125uAOFFONOFFOFFONON0到1V250μVONOFFOFFOFFOFFON0到5V1.25mVONOFFOFFOFFOFFON0到20mA5μAOFFONOFFOFFOFFON0到10V2.5mV双极性满量程输入分辨率SW1SW2SW3SW4SW5SW6ONOFFOFFONOFFOFF±25mV12.5μVOFFONOFFONOFFOFF±50mV25μVOFFOFFONONOFFOFF±100mV50μVONOFFOFFOFFONOFF±250mV125μVOFFONOFFOFFONOFF±500250μVOFFOFFONOFFONOFF±1V500μVONOFFOFFOFFOFFOFF±2.5V1.25mVOFFONOFFOFFOFFOFF±5V2.5mVOFFOFFONOFFOFFOFF±10V5mV第7页图2可见，模拟量到数字量转换器（ADC）的12位读数是左对齐的。最高有效位是符号位，0表示正值。在单极性格式中，3个连续的0使得模拟量到数字量转换器（ADC）每变化1个单位，数据字则以8个单位变化。在双极性格式中，4个连续的0使得模拟量到数字量转换器每变化1个单位，数据字则以16为单位变化。EM235输出数据字格式，图3给出了12位数据值在CPU的模拟量输出字中的位置：图3数字量到模拟量转换器（DAC）的12位读数在其输出格式中是左端对齐的，最高有效位是符号位，0表示正值；模拟量扩展模块的寻址：每个模拟量扩展模块，按扩展模块的先后顺序进行排序，其中，模拟量根据输入、输出不同分别排序。模拟量的数据格式为一个字长，所以地址必须从偶数字节开始。例如：AIW0，AIW2，AIW4……、AQW0，AQW2……。每个模拟量扩展模块至少占两个通道，即使第一个模块只有一个输出AQW0,第二个模块模拟量输出地址也应从AQW4开始寻址，以此类推。1.4温湿度监控的实现接口：功能接口功能接口自动交替I0.0小数点后一位QB2第8页1.5程序设计：停止I0.1个位显示QB0手动交替I0.2显示小数点Q1.0I0.3第9页第10页第11页1.6图片：第12页2、基于PLC实现智能交通灯控制2.1题目要求：着至关重要作用。我们负责设计的交通灯控制系统，原是采用继电器线路控制系统，该系统故障率高，不易维修，另外继电器寿命短，更换元件不方便，综上原因就严重影响生产效益，因此对本设备进行自动化控制就首当其冲。南北方向为主干道，东西方向为次干道。要有启动和停止按钮交通灯是交通中一种比较普遍的设备，它在工艺生产上起东西方向红灯亮20s，南北方向绿灯亮13s，闪4次（每次0.5s亮，0.5s灭），黄灯亮3s；然后，东西方向绿灯亮8s，