有關plc的畢業(yè)論文---餐館呼叫單元plc控制

1、<p>　　畢 業(yè) 論 文</p><p>　　論文題目：餐館呼叫單元PLC控制</p><p>　　系部 機電工程系</p><p>　　專 業(yè) 電氣自動化</p><p>　　班 級 自動化093</p><p>　　姓 名 </p><p>

2、;<b>　　學 號 </b></p><p><b>　　摘 要 </b></p><p>　　PLC是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機械或生產過

3、程。PLC是微機技術與傳統(tǒng)的繼電接觸控制相結合的產物，特它克服了繼電接觸控制系統(tǒng)中的機械觸點的復雜、可靠性低、耗功高、通用性和靈活性差的缺點，充分利用了微處理器的優(yōu)點，又照顧到現(xiàn)場電器操作維修人員的技能與習慣，采用了一套以繼電器梯形圖為基礎的簡單指令形式，使用戶程序編制形象、直觀、方便易學，調試與查錯也都很方便。</p><p>　　PLC種類繁多，但其組成結構和工作原理基本相同。用可編程控制器實施控制，其實質是

4、按一定算法進行輸入輸出變換，并將這些變換予以物理實現(xiàn)，應用于工業(yè)現(xiàn)場。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場應用而設計，采用了典型的計算機結構，它主要是由CPU、電源、存儲器和專門設計的輸入輸出接口電路等組成。</p><p>　　通過課程設計使學生掌握可編程控制器（PLC）的基本工作原理、指令系統(tǒng)、硬件連接，使學生掌握使用可編程控制器的基本方法，鍛煉學生對PLC的編程能力。使得學生理解并掌握可編程控制器的基本結構、運行方式、外部接

5、線及編程方法，訓練學生的獨立編程能力及用PLC解決現(xiàn)場控制問題的能力。并能根據(jù)現(xiàn)場控制要求，自主編程和調試程序，全面建立起用PLC解決一個實際問題的全過程的概念。</p><p>　　餐館呼叫控制豐富了餐館呼叫方式，改變了以往傳統(tǒng)的人工直接呼叫的方式。在中高檔餐館中使用不僅減少了人力資源，更重要的是實現(xiàn)了對餐館的科學化管理。在現(xiàn)代化社會離不開科學的發(fā)展與進步，這樣才能給顧客創(chuàng)造一個更好的就餐環(huán)境。</p&g

6、t;<p>　　采用的方法是采用可編程控制器作為核心控制件。設計實現(xiàn)新型智能餐館呼叫系統(tǒng)。實驗結果表明，用可編程控制器構成的餐館呼叫系統(tǒng)結構簡單，易于推廣?？删幊炭刂破鞑宛^呼叫系統(tǒng)可以及時準確可靠的實現(xiàn)餐館呼叫管理，具有良好的應用前景。</p><p>　　關鍵詞： 餐館呼叫單元控制系統(tǒng)；PLC；智能控制；可編程控制器；科學管理 </p><p><b>　　目

7、 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p><b>　　目 錄3</b></p><p><b>　　1.緒論5</b></p><p><b>　　1.1 引言5</b></p>&l

8、t;p>　　1.2 可編程控制器的產生5</p><p>　　1.3 可編程控制器的發(fā)展6</p><p>　　1.4 可編程控制器的特點7</p><p>　　1.5 可編程控制器的性能指標8</p><p>　　2.系統(tǒng)整體設計方案9</p><p>　　2.1方案設計要求9</p>

9、<p><b>　　2.2方案說明9</b></p><p>　　2.3可編程控制器的常用指令9</p><p>　　2.4方案設計示意圖10</p><p>　　3.方案設計輸入輸出地址分配11</p><p>　　4.PLC程序控制設計12</p><p>　　4.1PL

10、C外部接線圖設計12</p><p>　　4.2梯形圖設計13</p><p>　　5.總結及設計心得15</p><p><b>　　致謝16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p><b>　　緒論</b>

11、</p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　可編程控制器是以計算機技術、自動控制技術和通信技術等現(xiàn)代科學技術為基礎而發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置，目前已被廣泛應用于各個領域。早期的可編程控制器主要用來代替繼電器實現(xiàn)開關量的邏輯控制，因此稱為可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller, PLC）。后來可編程

12、控制器采用微處理器作為其控制核心，它的功能已遠遠超過邏輯控制的范疇，于是人們又將其稱為可編程控制器（Programmable Controller, PC）。但因為容易與個人計算機混淆，所以可編程控制器仍被稱為PLC。</p><p>　　PLC從誕生至今，僅有不到40年的歷史，得到了異常迅猛的發(fā)展，并與CAD/CAM、機器人技術一起被譽為現(xiàn)代工業(yè)自動化的三大支柱。</p><p>　　1

13、.2 可編程控制器的產生</p><p>　　傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)（硬件布線）</p><p>　　優(yōu)點：結構簡單，因而長期廣泛應用。</p><p>　　缺點：采用固定的接線方式。一旦生產要求及生產過程發(fā)生變化，必須重新設計線路，重新接線安裝。不利于產品的更新?lián)Q代。還有靈活性、通用性差、體積大、速度慢等特點。</p><p>　　60年

14、代末期，美國汽車制造工業(yè)相當發(fā)達，要求不斷更換汽車的型號。傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)被淘汰。</p><p>　　1968年，美國最大的汽車制造商GM公司公開招標。研制新的控制系統(tǒng)。提出以下要求：設計周期短，更改容易，接線簡單，成本低。把繼電器控制和計算機技術結合起來。但編程要比計算機簡單易學，操作方便。系統(tǒng)通用性強。</p><p>　　1969年，美國數(shù)字設備公司研制出世界上第一臺PLC

15、，并在GM公司的汽車生產線上首次應用成功。其后，日本、德國相繼引入。中國1974年研制，1977年成功。</p><p>　　功能發(fā)展史：（名字的由來）早期：順序控制。包括邏輯運算功能。稱PLC（Programmable Logic Controller）70年代：微處理器用于PLC。功能增強、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理、閉環(huán)調節(jié)等，稱PC?，F(xiàn)在：模擬量控制、位置控制等。</p><p>　　第一

16、臺PLC的設計規(guī)范是美國通用公司提出的。當時的目的是要求設計一種新的控制裝置以取代繼電器盤，在保留了繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點的基礎上，同時具有現(xiàn)代化生產線所要求的響應時間快、控制精度高、可靠性好、控制程序可隨工藝改變、易于與計算機接口、維修方便等諸多高品質與功能。這一設想提出后，美國數(shù)字設備公司（DEC）于1969年研制成功世界上第一臺PLC，型號為PDP-14，投入汽車公司的生產線控制中，取得了令人滿意的效果

17、，從此開創(chuàng)了PLC的新紀元。由于當時開發(fā)PLC的主要目的是用來取代繼電器邏輯控制系統(tǒng)，所以最初的PLC其功能也僅限于執(zhí)行繼電器邏輯、計時、計數(shù)等功能。 隨著微電子技術的發(fā)展，20世紀70年代中期出現(xiàn)了微處理器和微型計算機，人們將微機技術應用到PLC中，使它能更多地發(fā)揮計算機的功能，不僅用邏輯編程取代了硬接線邏輯，還增加了運算、數(shù)據(jù)傳送和處理功能，使其真正成為一種電子計算機工業(yè)控制設備。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術人員

18、使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運算及處理的計算機存儲元件都以繼電器命名。</p><p>　　1.3可編程控制器的發(fā)展</p><p>　　發(fā)展：20世紀70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置。此時的PLC為微機技術和繼電器常規(guī)控制概念相結合的產物。

19、個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。</p><p>　　20世紀70年代中末期，可編程控制器進入實用化發(fā)展階段，計算機技術已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設計、模擬量運算、PID功能及極高的性價比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。</p&g

20、t;<p>　　20世紀80年代初，可編程控制器在先進工業(yè)國家中已獲得廣泛應用。世界上生產可編程控制器的國家日益增多，產量日益上升。這標志著可編程控制器已步入成熟階段。 </p><p>　　20世紀80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時期，年增長率一直保持為30~40%。在這時期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運算能力、人機接口能力和網(wǎng)絡能力得到大幅度提高，PLC逐漸進入過程控制領域，在某些應

21、用上取代了在過程控制領域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。 </p><p>　　20世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應于現(xiàn)代工業(yè)的需要。這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產了各種人機界面單元、通信單元，使應用可編程控制器的工業(yè)控制設備的配套更加容易。PLC技術發(fā)展呈現(xiàn)新的動向：</p><p>　　1：產品規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展 大：I/O點數(shù)達14336

22、點、32位為微處理器、多CPU并行工作、大容量存儲器、掃描速度高速化。 ?。河烧w結構向小型模塊化結構發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 </p><p>　　2：PLC在閉環(huán)過程控制中應用日益廣泛。 </p><p>　　3：不斷加強通訊功能。 </p><p>　　4：.新器件和模塊不斷推出 高檔的PLC除了主要采用CPU以提高處理速度外，還有帶處理器的EP

23、ROM或RAM的智能I/O模塊、高速計數(shù)模塊、遠程I/O模塊等專用化模塊。 </p><p>　　5：編程工具豐富多樣，功能不斷提高，編程語言趨向標準化 有各種簡單或復雜的編程器及編程軟件，采用梯形圖、功能圖、語句表等編程語言，亦有高檔的PLC指令系統(tǒng) </p><p>　　6：發(fā)展容錯技術 采用熱備用或并行工作、多數(shù)表決的工作方式。 </p><p>　　7：追求

24、軟硬件的標準化。</p><p>　　1.4可編程控制器的特點</p><p>　　1.可靠性高，抗干擾能力強</p><p>　　高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平

25、均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　2.

26、配套齊全，功能完善，適用性強</p><p>　　PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p

27、><p>　　3.易學易用，深受工程技術人員歡迎</p><p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門[。</p>

28、;<p>　　4.系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造</p><p>　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經(jīng)過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。</p><p>　　5.體積小，重量輕，能耗低。</p><p&

29、gt;　　以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。</p><p>　　1.5可編程控制器的性能指標</p><p>　　1.輸入/輸出點數(shù)（I/O點數(shù)）</p><p>　　2.掃描速度：工作速度是指PLC的CPU執(zhí)行指令的速度及對急需處理的輸入信號的響應

30、速度。工作速度是PLC工作的基礎。速度高了，才可能通過運行程序實現(xiàn)控制，才可能不斷擴大控制規(guī)模，才可能發(fā)揮PLC的多種多樣的作用。</p><p>　　3.內存容量：PLC內存有用戶及系統(tǒng)兩大部分。用戶內存主要用以存儲用戶程序，個別的還將其中的一部分劃為系統(tǒng)所用。系統(tǒng)內存是與CPU配置在一起的。CPU既要具備訪問這些內存的能力，還應提供相應的存儲介質。 用戶內存大小與可存儲的用戶程序量有關。內存大，可存儲的程序量

31、大，也就可進行更為復雜的控制。從發(fā)展趨勢看，內存容量總是在不斷增大著。大型PLC的內存容量可達幾十k，以至于一百多k。系統(tǒng)內存對于用戶，主要體現(xiàn)在PLC能提供多少內部器件。不同的內部器件占據(jù)系統(tǒng)內存的不同區(qū)域。在物理上并無這些器件，僅僅為RAM。但通過運行程序進行使用時，給使用者提供的卻實實在在有這些器件。內存器件種類越多，數(shù)量越多，越便于PLC進行種種邏輯量及模擬控制。它也是代表PLC性能的重要指標。</p><p

32、>　　4.指令執(zhí)行時間：PLC的指令是很多的。不同的PLC。指令的條數(shù)也不同。少的幾十條，多的幾百條。指令不同，執(zhí)行的時間也不同。但各種PLC總有一些基本指令，而且各種的PLC都有這些基本指令，故常以執(zhí)行一條基本指令的時間來衡量這個速度。</p><p>　　5.指令系統(tǒng)：基本邏輯指令，用于處理邏輯關系，以實現(xiàn)邏輯控制。這類指令不管什么樣的PLC都總是有的。 數(shù)據(jù)處理指令，用于處理數(shù)據(jù)，如譯碼，編碼，傳送

33、、移位等等。數(shù)據(jù)運算指令，用于進數(shù)據(jù)的運算，如十、一、X、/等，可進行整形數(shù)計算，有的還可浮點數(shù)運算；也可進行邏輯量運算，等等。流程控制指令，用以控制程序運行流程。PLC的用戶程序一般是從零地址的指令開始執(zhí)行，按順序推進。但遇到流程控制指令也可作相應改變。流程控制指令也較多，運用得好，可使程序簡練，并便于調試與閱讀。狀態(tài)監(jiān)控指令，用以監(jiān)視及記錄PLC及其控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對提高PLC控制系統(tǒng)的工作可靠性大有幫助。</p>

34、<p><b>　　6.內部寄存器</b></p><p>　　7.其他：，使用PLC，還要考慮經(jīng)濟指標。經(jīng)濟是基礎，經(jīng)濟上不合算，不能帶來經(jīng)濟效益，使用PLC也就沒有基礎。所以，這個指標也是重要的。經(jīng)濟指標最簡單的就是看價格。一般講，同樣技術性能的PLC，價格低其經(jīng)濟指標就好。</p><p><b>　　2系統(tǒng)整體設計方案</b>

35、</p><p><b>　　2.1方案設計要求</b></p><p>　　餐館呼叫控制系統(tǒng)如圖所示：</p><p>　　1. 每個餐桌上安裝一個呼叫按鈕。</p><p>　　2. 在客人用餐時，任何一桌客人有要求都可以通過呼叫按鈕來呼叫服務員。通過按下桌子上的呼叫按鈕，相對應的呼叫指示燈有顯示。</p>

36、;<p>　　3..飯店老板處有復位按鈕。</p><p>　　4.計算輸入輸出點，編寫I/O對應表及內部元件使用表。</p><p>　　5.編寫PLC控制程序。</p><p>　　6.完成實驗所需要的硬件連接。</p><p><b>　　2.2方案說明</b></p><p>

37、;　　餐廳有十張餐桌比如咖啡館，每張桌子上都安有一個啟動按鈕每個啟動按鈕對應一個指示燈，指示燈和復位按鈕都在總服務臺或老板那里。當客人用餐時按下自己桌子上的啟動按鈕，總服務臺或老板那兒的指示燈就會亮即提示服務員此餐桌客人需用餐，老板此時按下復位按鈕，讓服務員給指定的客人上餐。即兩個輸入信號對應一個輸出信號。</p><p>　　2.3可編程控制器的常用指令</p><p>　　2.4方案設

38、計示意圖</p><p>　　3方案設計輸入輸出地址分配</p><p>　　4 PLC程序控制設計</p><p>　　4.1外部接線圖設計</p><p><b>　　4.2 梯形圖設計</b></p><p><b>　　5總結及設計心得</b></p>

39、<p>　　通過本次課程設計，是我加深了對PLC梯形圖、指令表、外部接線圖的理解，還有經(jīng)過查閱資料以及到圖書館學習，也使我更好的了解和認識了關于PLC設計原理和實際中的應用過程。而且我學到了很多書本上面學不到的知識，加深了我對書本知識掌握的程度，增強了我們獨立思考、主動查閱資料的能力，明白光有課本知識是遠遠不夠的，只有通過實踐，才能更完善的了解并掌握所學知識，同時提高了綜合運用知識的能力，鞏固和擴展知識領域、培養(yǎng)自己的嚴謹?shù)目?/p>

40、學態(tài)度和獨立工作的能力。</p><p>　　這次餐館呼叫系統(tǒng)的PLC控制設計也可以采用其他系列的PLC來分析和設計，甚至可以用單片機，不過他們的設計思路大致相同，梯形圖程序中軟件組件及符號有所不同。通過本次餐館呼叫系統(tǒng)的PLC控制設計，能讓我明白理論知識必須與工程實踐結合起來，并且要不斷學習新的知識，多思考并能夠自己從參考資料上汲取知識，加強PLC控制系統(tǒng)的設計動手能力。</p><p>

41、;　　我相信隨著PLC的功能不斷增加，價格不斷下降，基于PLC的餐館呼叫系統(tǒng)將會走入社會普通餐館。</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　在本論文完成之際，我的心情無法平靜，從開始進入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學、朋友給了我無言的幫助，我要向所有幫助過我的老師、同學表示衷心的感謝！同時也感謝學院為我提供良好的做畢業(yè)設計的環(huán)境

42、。我要特別感謝我的指導老師的熱情關懷和悉心指導。在這里請接受我誠摯謝意！在我撰寫論文的過程中，老師傾注了大量的心血和汗水。從寫作提綱，到一遍又一遍地指出每稿中的具體問題，嚴格把關，循循善誘，從開題報告的修改、論文的架構擬定到最終定稿，他給予了殷切的指導，提出了許多寶貴的意見。在此我表示衷心感謝。無論是在論文的選題、構思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是他廣博的學識、嚴

43、謹?shù)闹螌W精神和一絲不茍的工作作風使我受益匪淺，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。寫作畢業(yè)論文是一次再系統(tǒng)學習的過程，畢業(yè)論文的完成，同樣也意味著新的學習生活的開始。最后要感謝的是我的父母，他們不僅培養(yǎng)了我對中國傳統(tǒng)文化的濃厚的興趣，讓我在漫長的人生旅途中使心靈有了虔敬的歸依，而且也為我能夠順利的完成畢業(yè)論文提供了巨大的支持與幫助。在未來的日子里，我會更加努</p><p>　　再次感激我的xx老師和身邊那些熟悉以及

44、不熟悉、深交過以及未曾有機會深交的朋友。是你們給了我陽光，給了我快樂。謝謝！</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]施金良.可變程序控制器[M].重慶：重慶大學出版社，2005.02；</p><p>　　[2]常曉鈴.電器控制系統(tǒng)與可編程控制器[N].北京：機械工業(yè)出版社，2006；</p>&

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