陕西科技大学毕业设计(天塔之光)

陕西科技大学毕业设计陕西科技大学毕业设计（论文）开题报告课题（论文）名称：天塔之光专业：机电一体化班级：陕西专学生姓名：薛飞学号：指导老师：禹光争起止日期：2011年4月10日至6月10日指导教师审核签字：开题报告一、课题来源：校级题目。二、设计题目的目的和意义1）设计目的：通过课程设计，进一步对所学习的知识加深理解，了解PLC的功能及原理，为今后就业积累一些经验。2）设计意义：随着时代的发展与科学水平的进步，加强对PLC技术的研究具有重要意义。原来的艺术灯饰控制系统常采用继电器逻辑控制或电子逻辑控制装置，这种控制方式存在着硬件布线复杂.安装和维护不方便，灵活性差，可靠性不高的缺点，尤其是在实现多层次的大中型艺术灯饰的控制上工作量很大。本设计采用PLC来实现艺术照明灯的自动控制，具有工作量少，接线简单，工作可靠，易于修改闪动次数和亮.灭持续时间的优点，减少扫描时间，这是PLC编程必须遵循的原则，这种设计可以满足各种造型要求，受到良好的视觉效果。三、现状和发展趋势PLC是目前工业控制中使用最为普遍的一种。PLC是以计算机技术为核心的通用工业自动化装置，它将传统的继电器控制系统与计算机技术结合在一起，具有高可靠性.灵活通用，易于编程和使用方便等特点，近年来在工业自动控制.机电一体化以及改造传统产业等方面得到广泛的应用，被誉为现代工业生产自动化的三大支柱之首。属于电类专业，电气工程实际上是其母体。电气工程及其自动化的研究对象是电能，而电信息的检测、处理、控制等技术在电能从产生到利用的各个环节中都起着越来越重要的作用。因此，有关电信息的研究也成了电气工程及其自动迄今为止，通信和计算机都主要以电作为信息的载体。因此，这些专业也都化专业的重要组成部分，专业名称中也就有了的“及其自动化”。近年来，PLC的功能不断完善，随着计算机技术.信号处理技术.控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在运动控制.过程控制的领域也发挥着十分重要的作用。PLC由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期内，PLC在我国仍将保持高速增长势头。四、设计内容、途径和技术路线1）设计内容：（1）研究PLC的结构和原理。（2）根据控制要求确定相应的设计方案，绘出流程图，选择相应的硬件设备，编写程序（优化程序）。（3）建立以PLC为基础的外围电路，并进行模拟和调试。2）途径：收集相关资料和文献，系统学习三菱系列PLC程序控制技术，按照自动化控制理论所建立的数学模型制定控制策略，建立完善仿真模型并仿真。3）技术路线：根据三菱控制天塔之光要点和时性要求，以各种外围设备为执行器，对输入元件的时序差进行运算，当为关闭时可控件的输出为0.当开启时，可控件的输出为1.由于受到外部干涉较小，基本由PLC指令表对其进行时序控制，用编写好的程序，经检查在线进行调试，在实验室，用计算机代替继电器控制；用程序代替硬件连接；输入输出电平可与外部装置直接相连，并可实现扩展，用以实现最佳循环时序效果。五、设计工作的主要阶段、进度及指标阶段起始时间结束时间进度技术指标第一阶段2011.03.262011.04.25收集相关资料、PLC的结构和原理及外围电路设计丰富全面第二阶段2011.04.262011.05.31根据流程图写出程序及软件的使用，符合设计要求符合设计要求第三阶段2011.06.012011.06.10程序的传送及调试。外围电路的连接设计合理、结构化模块化第四阶段2011.06.112011.06.20整理修改论文预答辩详细全面六、最终目标及完成时间控制要求：要求设计1组霓虹灯，有十个灯管，要求十个灯管顺次点亮，每个间隔1秒，当十个灯全亮后1秒，又全灭，然后再全亮，再一次熄灭，如此循环。在2011年6月6日完成《三菱PLC控制天塔之光》毕业设计。七、现有条件及必要措施1）现有条件：学校拥有多个电子电器实训室，其中电工电子及其自动化实训室拥有西门子、三菱、单片机控制的多种常用模板，以及编程器等。2）必要措施：通过实验获得实验控制顺序，在现有顺序上发展各种信号间动作控制，设计并编程相应的软件。八、指导老师审核意见指导老师签名：诚信声明本人郑重声明：所呈交的大专毕业论文（设计）是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。毕业论文（设计）作者签名：薛飞2011年06月01日天塔之光PLC设计摘要：本文介绍了利用三菱FX2N系列PLC对天塔之光的控制，阐述了控制方案。实现天塔之光功能的方式有多种，可以采用早期的模拟电路、数字电路或数模混合电路。今年来随着科技的飞速发展，单片机、PLC的应用不断走向深入，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-64MR型PLC作为核心控制器进行天塔之光系统的设计，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。同时根据天塔之光的控制要求和特点，确定PLC的输入输出分配，并进行现场调试。关键词：PLC控制天塔之光SkyTowerDesignLightPLCAbstract:ThispaperdescribestheuseofMitsubishiFX2NSeriesPLConthedayofthecontroltoweroflight,describedthecontrolscheme.Implementdaylighttowerfeaturesindifferentways,canbeusedearlyintheanalogcircuits,digitalcircuitsordigital-analoghybridcircuits.Thisyearwiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,microcontroller,PLCapplicationscontinuetogodeeper,andpromotethetraditionalcontroldetectiontechnologyconstantlyupdated.Inthispaper,producedbyJapan'sMitsubishiPLCFX2N-64MR-typedays,asthecorecontroller,thelighttowersystemdesign,anddesignasystemstructurediagram,programinstructions,ladderandtheinputandoutputterminalsofthedistributionprogram.ThelightofdayunderboththecontroltowerrequirementsandcharacteristicstodeterminethedistributionofPLCinputandoutput,andon-sitecommissioning.Keywords:PLCcontroldaysthelighttower前言可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电气控制技术、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。它以微处理为核心，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。美国电器制造商协会经过4年调查，于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成为PLC。PLC的简介国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下：国际电工委员会（IEC）曾于1982年11月颁发了可编程控制器标准草案第一稿，1985年1月又发表了第二稿，1987年2月颁发了第三稿。该草案中对可编程控制器的定义是：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用设计。它采用了可编程序的存储器，用来在其内部存储和执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作命令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都按易于与工业系统联成一个整体、易于扩充其功能的原则设汁。”定义强调了可编程控制器是“数字运算操作的电一子系统”，是一种一计算机。它是“专为在工业环境下应用而设计”的工业计算机，是一种用程序来改变控制功能的工业控制计算机，除了能完成各种各样的控制功能外，还有与其他计算机通信联网的功能。这种工业计算机采用“面向用户的指令”，因此编程方便。它能完成逻辑运算、顺序控制、定时一计数和算术操作，它还具有“数字量和模拟量输入输出控制”的能力，并且非常容易与“工业控制系统联成一体”，易于“扩充”。定义还强调了可编程控制器应直接应用于工业环境，它须具有很强的抗干扰能力、广泛的适应能力和应用范围。这一也是区别于一般微机控制系统的一个重要特征。应该强调的是，可编程控制器与以往所讲的顺序控制器在“可编程”’为一面有质的区别。PLC引入了微处理机及半导体存储器等新一代电子器件，并用规定的指令进行编程，能灵活地修改，即用软件方式来实现“可编程”的目的。可编程序控制器是应用而最广、功能强大、使用方便的通用工业控制装置，自研制成功开始使用以来，它己经成为了当代工业自动化的主要支柱之一。PLC的特点(1)编程简单，使用方便梯形图是使用得最多的可编程序控制器的编程语言，其符号与继电器电路原理图相似。有继电器电路基础的电气技术人员只要很短的时间就可以熟悉梯形图语言，并川来编制用户程序，梯形图语言形象直观，易学易懂。(2)控制灵活，程序可变，具有很好的柔可编程序控制器产品采用模块化形式，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方一使地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。可编程序控制器用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，不用改变硬件，方便快速地适应工艺条件的变化，其有很好的柔性。(3)功能强，扩充方便，性能价格比高可编程序控制器内成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的逻辑判断、数据处理、PID调节和数据通信功能，可以实现非常复杂的控制功能。如果元件不够，只要加上需要的扩展单元元即可，扩充非常方便。与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。(4)控制系统设计及施工的工作量少，维修方便可编程序控制器的配线与其它控制系统的配线比较少得多，故可以省下大量的配线，减少大量的安装接线时间，开关柜体积缩小，节省大量的费用。可编程序控制器有较强的带负载能力、可以直接驱动一般的电磁阀和交流接触器。一般可用接线端子连接外部接线。可编程序控制器的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能，便于迅速地排除故障。(5)可靠性高，抗干扰能力强可编程序控制器是为现场工作设计的，采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，硬件措施如屏蔽、滤波、电源调整与保护、隔离、后备电池等，例如，西门子公司S7一200系列PLC内部EEPROM中，储存用户原程序和预设值在一个较长时间段(190小时)，所有中间数据可以通过一个超级电容器保持，如果选配电池模块，可以确保停电后中间数据能保存200天。软件措施如故障检测、信息保护和恢复、警戒时钟，加强对程序的检测和校验。从而提高了系统杭干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，可编程序控