基于PLC的知识竞赛抢答器毕业论文.doc
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本论文仅供学习及参考
目录
一、摘要（含关键词）……………………………………………..
二、前言……………………………………………………………..
三、主要容
第一章概述…………………………………………………………………………
1.1PLC的简介………………………………………………………………………
1.2PLC的用途与特点………………………………………………………………
1.2.1PLC的用途………………………………………………………………
1.2.2PLC的特点……………………………………………………………
1.3PLC的分类………………………………………………………………………
1.3.1按I/O点数容量分类……………………………………………………
1.3.2按结构形式分类…………………………………………………………
第二章整体方案的选择……………………………………………………………
2.1整体功能介绍…………………………………………………………………
2.2控制要求………………………………………………………………………
2.3用单片机和PLC分别做系统的比较…………………………………………
第三章硬件电路设计……………………………………………………………
3.1控制特点分析…………………………………………………………………
3.2PLC机型的选择步骤与原则…………………………………………………
3.3抢答器流程图…………………………………………………………………
3.4程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍………………………………
3.4.1三菱FX系列PLC取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）……
3.4.2三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）…………
3.4.3三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）………………
3.4.4三菱FX系列PLC块操作指令（ORB/ANB）………………………
3.4.5三菱FX系列PLC置位与复位指令（SET/RST）……………………
3.4.6传送类指令MOVSMOVCMOVBMOVFMOV………………………………
3.4.7三菱FX系列PLC常数（K、H）………………………………………
3.4.8三菱FX系列PLC输入继电器（X）…………………………………
3.4.9三菱FX系列PLC输入继电器（Y）………………………………
3.4.10辅助继电器…………………………………………………………
3.4.11三菱FX系列PLC定时器（T）………………………………………
3.4.12微分指令（PLS/PLF）………………………………………………
3.4.13位右移和位左移指令………………………………………………
3.5PLC与七段LED显示器连接设计……………………………………………
3.5.1LED数码管的结构及主要特性………………………………………
3.5.2PLC与七段数码管方案选择…………………………………………
3.5.3PLC与七段数码管直接连接阻值计算………………………………
3.5.4外部硬件接线图……………………………………………………
第四章软件设计…………………………………………………………………
4.1I/O分配………………………………………………………………………
4.2根据控制要求进行梯形图设计………………………………………………
4.3程序运行过程分析……………………………………………………………
4.4源程序…………………………………………………………………………
第五章总结与展望………………………………………………………………
四、结论……………………………………………………………..
五、附录（附表、附图）……………………………………..
六、致…………………………………………………………….
七、参考文献………………………………………………………
知识竞赛抢答器PLC设计
摘要:
本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对知识竞赛抢答器的控制,阐述了控制方案。
实现抢答器功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或模数混合电路。
近年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断地走向深入，同时带动传统的控制检测技术的不断更新。
本文采用日本三菱公司生产的FX2N-48MR型PLC作为核心控制器进行四路抢答器系统的设计，并且设计出了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案。
同时根据知识竞赛抢答器的控制要求和特点,确定PLC的输入输出分配,并进行现场调试。
关键词:
PLC知识竞赛抢答器PLC程序设计
前言
可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。
可编程控制器（ProgrammableLogicController）即PLC。
现已广泛应用于工业控制的各个领域。
他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
美国电气制造商协会经过4年调查，与1980年将其正式命名为可编程控制器（ProgrammableController），简写为PC。
后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（PersonalComputer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。
1.1PLC的简介
国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下:
PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。
它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。
PLC及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形式一体,易于拓展其功能的原则设计。
事实上,PLC就是以嵌入式CPU为核心,配以输入,输出等模块,可以方便的用于工业控制领域的装置。
PLC与机器人,计算机帮助设计与制造一起作为现代工业的三大支柱。
1.2PLC的用途与特点
1.2.1PLC的用途
PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。
但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。
PLC的应用通常可分为五种类型：
（1）顺序控制这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。
PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。
如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。
（2）运动控制PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。
在多数情况下，PLC把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。
每个轴移动时，
（3）闭环过程控制PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。
PID（ProportionalIntergralDerivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。
当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。
（4）数据处理在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。
著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为PLC的一部分。
为了实现PLC和CNC设备之间部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。
通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用。
美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。
预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。
（5）通信和联网为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展PLC之间，PLC和上级计算机之间的通信功能。
作为实时控制系统，不仅PLC数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。
1.2.2PLC的特点
（1）抗干扰能力强，可靠性高继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。
传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。
由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。
而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，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。
微机虽然具有很强的功能，但抗干扰能力差，工业现场的电磁波干扰，电源波动，机械振动，温度和湿度的变化，都可能使一般通用微机不能正常工作。
而PLC在电子线路、机械结构以及软件结构上都吸收了生产控制经验，主要模块均采用了大规模集成电路，I/O系统设计有完善的通道保护与信号调理电路；在结构上对耐热、防潮、抗震等都有精确的考虑；在硬件上采用隔离、屏蔽、滤波、接地等抗干扰能力，目前个生产厂家生产的PLC，平均无故障时间都大大超过了IEC规定的10万小时，有的甚至达到了几十万小时。
（2）控制系统结构简单、通用性强、应用灵活PLC产品均成系列化生产，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的端子上接入相应的输入、输出信号线即可，不需要诸如继电器之类的物理电子器件和大量而有繁杂的硬件接线线路。
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，修改接线量很小。
同一个PLC装置有、用于不同的控制对象，只是输入、输出组件和应用软件不同而已。
（3）编程方便，易于使用PLC是面向用户的设备，PLC的设计者充分考虑到现场工程技术人员的技能和习惯，PLC程序的编制，采用梯形图或面向工业控制的简单指令形式。
梯形图与继电器原理图相类似，直观易懂，容易掌握，不需要专门的计算机知识和语言，深受现场电气技术人员的欢迎，近年来又发（4）功能完善，扩展能力强PLC中含有数量巨大的用于开关量处理的继电器类软件，可轻松地实现大规模的开关量逻辑控制，这是一般的继电器控制所不能实现的。
PLC部具有许多控制功能，能方便地实现D/A、A/D转换及PID运算，实现过程控制、数字控制等功能。
PLC具有通信联网功能，他不仅可以控制一台单机，一条生产线，还可以控制一个机群，许多生产线。
他不但可以进行现场控制，还可以用于远程控制。
（5）PLC控制系统设计、安装、调试方便PLC中相当于继电器系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等“软元件”数量巨大，硬
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