基于plc自動(dòng)存包柜的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

1、<p>　　編號(hào) 091401218 </p><p><b>　　畢業(yè)論文 </b></p><p>　　（ 2013 屆本科）</p><p>　　題 目： 基于PLC自動(dòng)存包柜的設(shè)計(jì) </p><p>　　學(xué) 院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 </p

2、><p>　　專(zhuān) 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化 </p><p>　　作者姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： 職稱(chēng)： 講師 </p><p>　　完成日期： 年 月 日</p><p><b>　　二○一

3、三年 五月</b></p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　第一章 緒論7</b></p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)9</p><p>　　第一節(jié) 控制系統(tǒng)的工作原理及技術(shù)要求9</p><p>　　第二節(jié) 自

4、動(dòng)存包柜系統(tǒng)框圖9</p><p>　　第三節(jié) 電路核心器件的選擇10</p><p>　　第四節(jié) 開(kāi)關(guān)的選擇10</p><p>　　第五節(jié) 實(shí)物圖11</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)12</p><p>　　第一節(jié) 識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)12</p><p>　　第二節(jié)

5、光電開(kāi)關(guān)介紹13</p><p>　　第三節(jié) 限位開(kāi)關(guān)介紹15</p><p>　　第四節(jié) 輸入電路連接15</p><p>　　第五節(jié) 電路設(shè)計(jì)17</p><p>　　第六節(jié) 鍵盤(pán)設(shè)計(jì)17</p><p>　　第四章 芯片的使用18</p><p>　　第一節(jié) 外部地

6、址鎖存器介紹18</p><p>　　第二節(jié) 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展19</p><p>　　第三節(jié) 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展22</p><p>　　第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)24</p><p>　　第一節(jié) 主程序模塊24</p><p>　　第二節(jié) 鍵輸入程序設(shè)計(jì)29</p><p&g

7、t;　　第三節(jié) 驅(qū)動(dòng)電路程序設(shè)計(jì)31</p><p>　　第六章 系統(tǒng)控制31</p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)33</b></p><p><b>　　謝 辭34</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)35</b></p><p&

8、gt;　　附錄一：關(guān)于控制系統(tǒng)中的PLC的選型方法36</p><p>　　河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）誠(chéng)信聲明</p><p>　　本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文，是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體均已在文中以明確方

9、式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。</p><p>　　本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： </p><p>　　二○一三年 五 月 二十日</p><p>　　河西學(xué)院本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開(kāi)題報(bào)告</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　近年來(lái)，隨著生活

10、水平的提高，人們對(duì)于社會(huì)服務(wù)質(zhì)量的要求不斷提高。為了更好的服務(wù)廣大顧客，在一些公共場(chǎng)合一般設(shè)有智能的自動(dòng)存包柜，為廣大的顧客朋友們提供方便。它具有功能廣泛、操作簡(jiǎn)潔、安全性高等特點(diǎn)，能夠更好的服務(wù)于不同類(lèi)型的顧客。</p><p>　　本設(shè)計(jì)以PLC為主控制器，來(lái)實(shí)現(xiàn)通過(guò)密碼的比對(duì)完成自動(dòng)存取包過(guò)程的設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)由控制模塊、輸入顯示模塊和執(zhí)行模塊組成。</p><p>　　此自動(dòng)存包柜系

11、統(tǒng)能控制24個(gè)存包柜，它利用控制柜門(mén)的打開(kāi)，當(dāng)顧客按“存包”或“取包”鍵時(shí)，相應(yīng)的空柜門(mén)會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，并且能產(chǎn)生一組8位隨機(jī)密碼，密碼使用一次有效，且有三次容錯(cuò)功能和解鎖功能，所以安全性能很高。由于隨機(jī)密碼是軟件產(chǎn)生，使得硬件更為經(jīng)濟(jì)實(shí)用、簡(jiǎn)單且便于安裝。</p><p>　　關(guān)鍵字：自動(dòng)存包柜系統(tǒng)；PLC控制；隨機(jī)密碼；容錯(cuò)；解鎖；</p><p><b>　　Abstract&

12、lt;/b></p><p>　　In recent years, with the improvement of living standards, people for the social service quality requirement enhances unceasingly. In order to better serve the general customers, in some p

13、ublic places generally intelligent automatic deposit bag with ark, for the majority of customers friends provide convenient. It has the function of simple operation, widely, safety higher characteristic, can better serve

14、 the different types of customers.</p><p>　　This design is mainly based on s7-200 single chip controller, to realize the automatic password through than complete access package of process design. The whole s

15、ystem consists of control module, input display module and execute module.</p><p>　　The automatic endures package ark system can control 24 save bag ark, it using the el

16、ectromagnetic valve control of cupboard door open, when customers according to "save package" or "take bag" button, the corresponding empty cupboard door will be opened, and can produce a group of eig

17、ht random password, password use a effective, and have three times fault-tolerant function and unlock function, so safety performance is high. Due to random password is produced</p><p>　　Keyword: automatic d

18、eposit ark system; plc control; random; </p><p>　　Password; fault tolerance; to unlock;</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)不斷發(fā)展，電子存包系統(tǒng)由于其安全性高、可靠性高、方便快捷等特點(diǎn)，

19、目前一些大商場(chǎng)的入口處, 常有電腦控制的自動(dòng)存包柜。進(jìn)入商場(chǎng)購(gòu)物常需寄存掉一些隨身攜帶的較重物件或多余的現(xiàn)金。電腦控制的存包柜無(wú)需專(zhuān)職的管理人員且安全可靠, 頗受顧客的信任。事實(shí)上這類(lèi)存包柜用處很廣, 如游泳池的更衣室、部隊(duì)軍訓(xùn)時(shí)的存包處, 展覽會(huì)、車(chē)站、電影院等等, 凡公共場(chǎng)所需要臨時(shí)存放物品, 又要求安全保密, 則很需要有一個(gè)這樣的裝置。我們自行設(shè)計(jì)制作了一個(gè)存包柜的電腦控制器, 選用最常見(jiàn)的元器件, 成本很低, 工作安全可靠。&l

20、t;/p><p>　　電子存包柜是集手動(dòng)，自動(dòng)控制于一體的，具有多重安全防護(hù)功能，在智能化、安全化、實(shí)用性等方面具有傳統(tǒng)存包柜所不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。電子存包柜是新一代的存包柜，具有操作簡(jiǎn)單、管理方便、安全可靠等特點(diǎn)。</p><p>　　電子存包柜的功能可以在購(gòu)物前存放物品，但是由于價(jià)格等因素的影響未能得到廣泛的應(yīng)用。以前存包柜都只是在大型的超市得到了應(yīng)用，大部分的超市還是使用人工進(jìn)行管理存包或不

21、進(jìn)行存包。期間有些公司曾推出紅外線掃描條形碼進(jìn)行存包，但是價(jià)格的因素未得到廣泛應(yīng)用。</p><p>　　可靠性集中反映了產(chǎn)品或設(shè)備的質(zhì)量指標(biāo)，一個(gè)可靠的系統(tǒng)應(yīng)該能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、正常運(yùn)行。電子存包系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該有高的可靠性，包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、硬件電路和運(yùn)行軟件的可靠性。高的可靠性是實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的重要保證，高的可靠性已成為我們?cè)O(shè)計(jì)電子存包柜時(shí)必須解決的關(guān)鍵性問(wèn)題。安全性是指系統(tǒng)能夠保證人和財(cái)物的安全，電子存包柜要有緊急情

22、況保護(hù)等措施。安全性是設(shè)計(jì)電子存包柜時(shí)必須考慮的另一個(gè)重要因素。友好的人機(jī)界面對(duì)于系統(tǒng)來(lái)說(shuō)也是相當(dāng)重要的。沒(méi)用可視化的人機(jī)接口操作起來(lái)不太方便，用戶(hù)不能直觀的了解到存包柜的各種信息。沒(méi)有友好的可視化的人機(jī)接口的電子存包柜已不能滿足用戶(hù)的要求，通過(guò)圖形進(jìn)行各種操作并清楚地顯示電子存包柜的各種信息。</p><p>　　第二章 系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 控制系統(tǒng)的工作原理及

23、技術(shù)要求</p><p>　　本系統(tǒng)采用PLC為主控制器，可以同時(shí)管理24個(gè)存包柜。柜門(mén)鎖由電磁閥控制，當(dāng)顧客需要存包的時(shí)候，可以自行到存包柜前按“存”鍵，PLC接收到一脈沖信號(hào)，并通過(guò)系統(tǒng)I/O口發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，控制鎖柜門(mén)的電磁閥將一空箱打開(kāi)，顧客即可存包。當(dāng)顧客需要取包時(shí)，只要將條碼放置到條形碼閱讀器前方，條形碼閱讀器采集到條碼信息輸出相應(yīng)的高低電平信號(hào)傳給PLC，系統(tǒng)比較密碼一致后，打開(kāi)相應(yīng)的箱子，顧客可以

24、取包。</p><p>　　本系統(tǒng)要求具有較高的自動(dòng)化程度，以PLC為核心，通過(guò)條形碼識(shí)別技術(shù)自動(dòng)控制柜門(mén)的打開(kāi)。關(guān)門(mén)后通過(guò)打印機(jī)打印條形碼；實(shí)時(shí)顯示無(wú)物的箱體號(hào)。并具有斷電保護(hù)功能，用紅外線檢測(cè)箱內(nèi)是否存有物品，并報(bào)警。</p><p>　　第二節(jié) 自動(dòng)存包柜系統(tǒng)框圖</p><p>　　自動(dòng)存包柜的系統(tǒng)框圖如圖1-1。該系統(tǒng)PLC為核心，還有空箱顯示，打印機(jī)，

25、紅外線檢測(cè)，斷電保護(hù)等部分。</p><p>　　圖 1-1 自動(dòng)存包柜系統(tǒng)框圖</p><p>　　第三節(jié) 電路核心器件的選擇</p><p>　　S7-200小型可編程控制系統(tǒng)由主機(jī)（基本單元）、I/O擴(kuò)展單元、功能單元（模塊）和外部設(shè)備（文本／圖形顯示器、編程器）等組成。 工作方式開(kāi)關(guān)，模擬電位器，I/O擴(kuò)展接口，工作狀態(tài)指示和用戶(hù)程序存儲(chǔ)卡，I/O接線端子排

26、及發(fā)光指示等。主機(jī)箱體外部的RS-485通訊接口，用以連接編程器（手持式或PC機(jī)）、文本／圖形顯示器、PLC網(wǎng)絡(luò)等外部設(shè)備。</p><p>　　CPU 224主機(jī)的結(jié)構(gòu)外形 </p><p>　　工作方式開(kāi)關(guān)，模擬電位器，I/O擴(kuò)展接口，工作狀態(tài)指示和用戶(hù)程序存儲(chǔ)卡，I/O接線端子排及發(fā)光指示等。</p><p>　　主機(jī)箱體外部的RS-485通訊接口，用以連接編

27、程器（手持式或PC機(jī)）、文本／圖形顯示器、PLC網(wǎng)絡(luò)等外部設(shè)備。</p><p>　　第四節(jié) 開(kāi)關(guān)的選擇</p><p>　　紅外線光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是利用被檢測(cè)物體對(duì)紅外光束的遮光或反射，由同步回路選通而檢測(cè)物體的有無(wú)，其物體不限于金屬，對(duì)所有能反射光線的物體均可檢測(cè)。根據(jù)檢測(cè)方式的不同，紅外線光電開(kāi)關(guān)可分為：</p><p><b>　　一、漫反

28、射式開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　一般來(lái)說(shuō)當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，我們都選用漫反射式開(kāi)關(guān)。</p><p>　　二、鏡反射式光點(diǎn)開(kāi)關(guān)</p><p>　　鏡放射光電開(kāi)關(guān)是集發(fā)射與接受器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)的信號(hào)。</p><p

29、><b>　　三、對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　當(dāng)檢測(cè)物體是不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)模式。</p><p><b>　　四、槽式光電開(kāi)關(guān)</b></p><p>　　槽式光電開(kāi)關(guān)比較安全可靠的適合檢測(cè)高速變化，分辨透明與半透明物體。</p><p>　　光纖式光電開(kāi)

30、關(guān)采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，以實(shí)現(xiàn)被檢測(cè)物體不在相近區(qū)域的檢測(cè)。</p><p>　　由以上可以很容易的看出在這里我們選用漫反射式光電開(kāi)關(guān)。用它來(lái)檢測(cè)存包柜能是否有物體，并把相應(yīng)的信號(hào)傳輸給PLC，PLC根據(jù)收到的信號(hào)可以通過(guò)I/O線控制其他的器件工作。 </p><p><b>　　第五節(jié) 實(shí)物圖</b></p><p>　　第三

31、章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 識(shí)別系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p>　　一、條形碼的識(shí)別原理</p><p>　　由于不同顏色的物體，其反射的可見(jiàn)光的波長(zhǎng)不同，白色物體能反射各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，黑色物體則吸收各種波長(zhǎng)的可見(jiàn)光，所以當(dāng)條形碼掃描器光源發(fā)出的光經(jīng)光闌及凸透鏡１后，照射到黑白相間的條形碼上時(shí)，反射光經(jīng)凸透鏡２聚焦后，照射到光電轉(zhuǎn)換器上，于是光電

32、轉(zhuǎn)換器接收到與白條和黑條相應(yīng)的強(qiáng)弱不同的反射光信號(hào)，并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)輸出到放大整形電路。白條、黑條的寬度不同，相應(yīng)的電信號(hào)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)短也不同。但是，由光電轉(zhuǎn)換器輸出的與條形碼的條和空相應(yīng)的電信號(hào)一般僅10ｍＶ左右，不能直接使用，因而先要將光電轉(zhuǎn)換器輸出的電信號(hào)送放大器放大。放大后的電信號(hào)仍然是一個(gè)模擬電信號(hào)，為了避免由條形碼中的疵點(diǎn)和污點(diǎn)導(dǎo)致錯(cuò)誤信號(hào)，在放大電路后需加一整形電路，把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)，以便計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能準(zhǔn)確判讀。

33、整形電路的脈沖數(shù)字信號(hào)經(jīng)譯碼器譯成數(shù)字、字符信息．它通過(guò)識(shí)別起始、終止字符來(lái)判別出條形碼符號(hào)的碼制及掃描方向；通過(guò)測(cè)量脈沖數(shù)字電信號(hào)0、1的數(shù)目來(lái)判別出條和空的數(shù)目。通過(guò)測(cè)量0、1信號(hào)持續(xù)的時(shí)間來(lái)判別條和空的寬度。這樣便得到了被辯讀的條形碼符號(hào)的條和空的數(shù)目及相應(yīng)的寬度和所用碼制，根據(jù)碼制所對(duì)應(yīng)的編碼規(guī)則，便可將條形符</p><p><b>　　二、條碼識(shí)讀系統(tǒng)</b></p>

34、<p>　　條碼符號(hào)是圖形化的編碼符號(hào)，對(duì)條碼符號(hào)的識(shí)讀就是要借助一定的專(zhuān)用設(shè)備，將條碼符號(hào)中含有的編碼信息轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)字信息。條碼識(shí)讀系統(tǒng)是由掃描系統(tǒng)、信號(hào)整形、譯碼三部分組成，如圖2-1所示</p><p>　　圖 2-1 條碼系統(tǒng)識(shí)讀</p><p><b>　　三、條碼印制 </b></p><p>　　條碼是

35、一種傳遞信息的特殊圖形，常用的符號(hào)載體有普通白紙，不干膠標(biāo)簽紙等。不同的用處對(duì)符號(hào)載體的性能要求也不同，歸納起來(lái)主要有以下幾點(diǎn)：</p><p>　　（1）符號(hào)載體要有一定的強(qiáng)度，以保證在一定的受力條件下，或者接觸掃描的時(shí)候不至于破碎和發(fā)生明顯的變形。</p><p>　?。?）符號(hào)載體要有穩(wěn)定的物理性能，在一定的溫度和壓力下，物理形態(tài)不發(fā)生變化。</p><p>

36、　?。?）符號(hào)載體要有一定的幾何尺寸和形狀，印制條碼的表面應(yīng)為光滑表面，能適合光電掃描器的掃描。</p><p>　?。?）符號(hào)載體要有一定的涂料附著能力，并要求快速干燥。</p><p>　　（5）符號(hào)載體要有一定的光學(xué)特性。</p><p>　　當(dāng)直接利用符號(hào)載體的表面做條碼的空（或條）的時(shí)候，要保證與涂料印制的條或空行形成一定的光學(xué)對(duì)比度。條碼打印的常用設(shè)備有

37、點(diǎn)陣、激光、熱敏即噴墨打印設(shè)備等。</p><p>　　第二節(jié) 光電開(kāi)關(guān)介紹</p><p>　　一、光電開(kāi)關(guān)的工作原理</p><p>　　光電開(kāi)關(guān)（光電傳感器）是光電接近開(kāi)關(guān)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是利用被檢測(cè)物對(duì)光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測(cè)物體有無(wú)的。物體不限于金屬，所有能反射光線的物體均可被檢測(cè)。光電開(kāi)關(guān)將輸入電流在發(fā)射器上轉(zhuǎn)換為光信號(hào)射出，接收器再根據(jù)

38、接收到的光線的強(qiáng)弱或有無(wú)對(duì)目標(biāo)物體進(jìn)行探測(cè)。工作原理如圖2-2。多數(shù)光電開(kāi)關(guān)選用的是波長(zhǎng)接近可見(jiàn)光的紅外線光波型。</p><p>　　圖2-2 光電開(kāi)關(guān)工作原理圖</p><p><b>　　二、光電開(kāi)關(guān)的分類(lèi)</b></p><p>　　1.漫反射式光電開(kāi)關(guān)：它是一種集發(fā)射器和接收器于一體的傳感器，當(dāng)有被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)時(shí)，物體將光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器

39、發(fā)射的足夠量的光線反射到接收器，于是光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)被檢測(cè)物體的表面光亮或其反光率極高時(shí)，漫反射式的光電開(kāi)關(guān)是首選的檢測(cè)模式。</p><p>　　2.鏡反射式光電開(kāi)關(guān)：它亦集發(fā)射器與接收器于一體，光電開(kāi)關(guān)發(fā)射器發(fā)出的光線經(jīng)過(guò)反射鏡反射回接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)且完全阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了檢測(cè)開(kāi)關(guān)信號(hào)。</p><p>　　3.對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)：它包含了在結(jié)構(gòu)上相互分離且光

40、收器，發(fā)射器發(fā)出的光線直接進(jìn)入接收器，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)發(fā)射器和接收器之間且阻斷光線時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)信號(hào)。當(dāng)檢測(cè)物體為不透明時(shí)，對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)是最可靠的檢測(cè)裝置。</p><p>　　4.槽式光電開(kāi)關(guān)：它通常采用標(biāo)準(zhǔn)的U字型結(jié)構(gòu)，其發(fā)射器和接收器分別位于U型槽的兩邊，并形成一光軸，當(dāng)被檢測(cè)物體經(jīng)過(guò)U型槽且阻斷光軸時(shí)，光電開(kāi)關(guān)就產(chǎn)生了開(kāi)關(guān)量信號(hào)。槽式光電開(kāi)關(guān)比較適合檢測(cè)高速運(yùn)動(dòng)的物體，并且它能分辨透明與半透明

41、物體,使用安全可靠。</p><p>　　5.光纖式光電開(kāi)關(guān)：它采用塑料或玻璃光纖傳感器來(lái)引導(dǎo)光線，可以對(duì)距離遠(yuǎn)的被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。通常光纖傳感器分為對(duì)射式和漫反射式。</p><p>　　三、光電開(kāi)關(guān)的使用注意事項(xiàng)</p><p>　　1.紅外線傳感器屬漫反射型的產(chǎn)品，所采用的標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)體為平面的白色畫(huà)紙。</p><p>　　2.紅外線光

42、電開(kāi)關(guān)在環(huán)境照度高的情況下都能穩(wěn)定工作，但原則上應(yīng)回避將</p><p>　　傳感器光軸正對(duì)太陽(yáng)光等強(qiáng)光源。</p><p>　　3.對(duì)射式光電開(kāi)關(guān)最小可檢測(cè)寬度為該種光電開(kāi)關(guān)透鏡寬度的80%。</p><p>　　4.當(dāng)使用感性負(fù)載（如燈、電動(dòng)機(jī)等）時(shí)，其瞬態(tài)沖擊電流較大，可能劣化或損壞交流二線的光電開(kāi)關(guān)，在這種情況下，請(qǐng)將負(fù)載經(jīng)過(guò)交流繼電器來(lái)轉(zhuǎn)換使用。</

43、p><p>　　5.紅外線光電開(kāi)關(guān)的透鏡可用擦鏡紙擦拭，禁用稀釋溶劑等化學(xué)品，以免永久損壞塑料鏡。</p><p>　　6.針對(duì)用戶(hù)的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際要求，在一些較為惡劣的條件下，如灰塵較多的場(chǎng)合，所生產(chǎn)的光電開(kāi)關(guān)在靈敏度的選擇上增加了50%，以適應(yīng)在長(zhǎng)期使用中延長(zhǎng)光電開(kāi)關(guān)維護(hù)周期的要求。</p><p>　　7.產(chǎn)品均為SMD工藝生產(chǎn)制造，并經(jīng)嚴(yán)格的測(cè)試合格后才出廠，在一般情

44、況下使軸相對(duì)放置的發(fā)射器和接用均不會(huì)出現(xiàn)損壞。為了避免意外性發(fā)生，請(qǐng)用戶(hù)在接通電源前檢查接線是否正確，核定電壓是否為額定值。</p><p>　　這本設(shè)計(jì)中我們需要對(duì)存包柜中進(jìn)行檢測(cè)，并且實(shí)時(shí)顯示無(wú)物的箱號(hào)，顧客門(mén)沒(méi)有關(guān)靠的時(shí)候發(fā)出報(bào)警，所以我們選用漫反射式光電開(kāi)關(guān)。</p><p>　　第三節(jié) 限位開(kāi)關(guān)介紹</p><p>　　限位開(kāi)關(guān)可以根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的位置來(lái)

45、切換電路。工作時(shí)由擋塊和限位開(kāi)關(guān)的輪子或觸桿相撞使限位開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)接通或斷開(kāi)，常用于控制運(yùn)動(dòng)部件的方向、行程長(zhǎng)短、位置。還可以用來(lái)檢測(cè)開(kāi)關(guān)物體是否閉合。我們使用LJ-DFJ型限位開(kāi)關(guān)，它的特點(diǎn)是：</p><p>　　（1）單棒式探頭，工作穩(wěn)定，感度好。</p><p>　　（2）不受測(cè)定物性質(zhì)的影響，安裝后無(wú)須調(diào)整，即可穩(wěn)定投入使用</p><p>　?。?）采用壓

46、電元件內(nèi)置于棒體和厚管壁的不銹鋼管的探頭，消振管僅9mm（同類(lèi)比為最短），抗重荷、安全可靠、壽命長(zhǎng)。</p><p>　?。?）依據(jù)所測(cè)定對(duì)象不同，可調(diào)整測(cè)定感度（高、中、低）</p><p>　　（5）使用15A大容量接點(diǎn)繼電器開(kāi)關(guān)，可直接實(shí)行對(duì)電機(jī)控制。</p><p>　　第四節(jié) 輸入電路連接</p><p>　　由于輸入電路很多，每

47、一組都有一個(gè)控制端，所以在這里我們使用74LS244來(lái)進(jìn)行擴(kuò)展。74LS244是三態(tài)輸出的八緩沖器，由2組、每組四路輸入、輸出構(gòu)成。每組有一個(gè)控制端，由控制端的高或低電平?jīng)Q定該組數(shù)據(jù)被接通還是斷開(kāi)，功能表如表2-1：</p><p>　　表2-1 4LS244功能表</p><p>　　H—高電平 L—低電平 X—任意 Z—高阻</p><p>　　將1

48、、2通過(guò)或門(mén)接到PLC的輸出口上，1A1～1A4、2A1～A4接到光電傳感器上，1Y1～1Y4、2Y1～2Y4接到8031的輸入端。光電傳感器輸入信號(hào)接線圖和限位開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)的接線圖分別如圖2-3，所示</p><p>　　圖2-3 光電傳感器與7LS244接口電路</p><p><b>　　第五節(jié) 電路設(shè)計(jì)</b></p><p>　　一

49、、輸入、顯示器接口電路</p><p>　　該系統(tǒng)中鍵盤(pán)的主要功能是用于顧客選擇適當(dāng)?shù)墓駚?lái)存包，這里我們用4×8矩陣式鍵盤(pán)，用24個(gè)按鍵來(lái)控制24個(gè)柜門(mén)的打開(kāi)，剩余的8個(gè)鍵可以為其他控制或則是用再以后系統(tǒng)的更新使用上，鍵盤(pán)是用PLC經(jīng)74LS373擴(kuò)展一片8255A構(gòu)成鍵盤(pán)接口電路的。使用編程掃描方式可以很容易的實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)和顯示的功能及消抖功能。</p><p><b>

50、　　二、開(kāi)柜門(mén)控制電路</b></p><p>　　開(kāi)箱控制電路功能用來(lái)打開(kāi)箱鎖。該系統(tǒng)共控制24個(gè)存包柜，其中使用了8255A的PA、PB、PC三口的24跟口線作為輸出，輸出信號(hào)經(jīng)三極管放大后驅(qū)動(dòng)電磁鎖動(dòng)作，從而將箱鎖打開(kāi)。同時(shí)在箱的門(mén)沿上還裝有限位開(kāi)關(guān)，來(lái)檢測(cè)門(mén)的閉合與否。并在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候來(lái)進(jìn)行報(bào)警，提醒顧客關(guān)好柜門(mén)。為了保證安全，鎖簧需要有較強(qiáng)的彈力。電磁鎖的驅(qū)動(dòng)功率需要20W以上，可以采用20V

51、直流電源，產(chǎn)生1A的驅(qū)動(dòng)電流，為加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)功率，采用二級(jí)直流放大。在這里我們使用DSN-Y電磁鎖，他的技術(shù)指標(biāo)即參數(shù)都能夠滿足我們的需要。</p><p><b>　　第六節(jié) 鍵盤(pán)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　鍵盤(pán)在PLC應(yīng)用系統(tǒng)中能實(shí)現(xiàn)向PLC輸入數(shù)據(jù)、傳輸命令等功能，是人工操作PLC的主要手段。常用的開(kāi)關(guān)為機(jī)械彈性開(kāi)關(guān)，均利用了機(jī)械觸點(diǎn)的合、斷作用。</p

52、><p>　　常用的鍵盤(pán)接口分為獨(dú)立式按鍵接口和矩陣式鍵盤(pán)接口。我們?cè)谶@里選用矩陣式鍵盤(pán)接口。矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)如圖3-5 陣式鍵盤(pán)工作原理：按鍵設(shè)置在行、列線交點(diǎn)上，行列線分別連接到按鍵開(kāi)關(guān)的兩端。行線通過(guò)上拉電阻接到+5V電源上。平時(shí)無(wú)按鍵按下時(shí)，行線處于高電平狀態(tài)，而當(dāng)有按鍵按下時(shí)，行線電平狀態(tài)將由與此行線相連的列線電平?jīng)Q定。列線電平如果為低電平，則行線電平為低電平；列線電平如果為高，則行線電平也為高電平。這是識(shí)別

53、矩陣鍵盤(pán)按鍵是否被按下的關(guān)鍵所在。由于矩陣鍵盤(pán)中行、列線為多鍵共用，各按鍵均影響該鍵所在行和列的電平。因此各按鍵彼此將互相發(fā)生影響，所以必須將行、列線信號(hào)配合起來(lái)并作適當(dāng)?shù)奶幚恚拍艽_定閉合鍵的位置。</p><p>　　圖 2-4矩陣式鍵盤(pán)結(jié)構(gòu)</p><p>　　第四章 芯片的使用</p><p>　　第一節(jié) 外部地址鎖存器介紹</p><

54、;p>　　PLC由于受引腳數(shù)的限制，數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，由I/0口兼用。為了將它們分離出來(lái)，以便同PLC片外的擴(kuò)展芯片正確的連接，需要在PLC外部增加地址鎖存器。我們這本設(shè)計(jì)中使用74LS373。74LS373是一種帶有三態(tài)門(mén)的8D鎖存器，其引腳如圖3-1所示</p><p>　　圖 3-1 鎖存器74LS373的引腳</p><p><b>　　其引腳的功能如下：&l

55、t;/b></p><p>　　D7～D0：8位數(shù)據(jù)輸入線</p><p>　　Q7～Q0：8位數(shù)據(jù)輸出線</p><p>　　G：數(shù)據(jù)輸入鎖存選通信號(hào)，高電平有效。當(dāng)該信號(hào)為高電平的時(shí)候，外部數(shù)據(jù)選通到內(nèi)部鎖存器，負(fù)跳變時(shí)，數(shù)據(jù)鎖存到鎖存器中。</p><p>　?。簲?shù)據(jù)輸出允許信號(hào)，低電平有效。當(dāng)該信號(hào)為低電平的時(shí)候，三態(tài)門(mén)打開(kāi)，鎖

56、存器中數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)輸出線。當(dāng)該信號(hào)為高電平的時(shí)候，輸出線為高阻態(tài)。74LS373的功能表如表3-1</p><p>　　表3-1 74LS373的功能表</p><p>　　第二節(jié) 程序存儲(chǔ)器的擴(kuò)展</p><p>　　程序存儲(chǔ)器一般采用只讀存儲(chǔ)器，因?yàn)檫@種存儲(chǔ)器在電源關(guān)斷后，仍能保存程序（即非易失性）在系統(tǒng)上電后，CPU可以取出這些指令予以重新執(zhí)行。只讀存

57、儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)為ROM（Read Only Memory）。信息如果被寫(xiě)入ROM之后，就不能任意更改，特別是不能在程序運(yùn)行的過(guò)程中寫(xiě)入新的內(nèi)容，故稱(chēng)為只讀存儲(chǔ)器。向ROM中寫(xiě)入信息叫做ROM編程。根據(jù)編程方式的不同，ROM分為以下幾種：可編程ROM、掩模ROM、EPROM、E2PROM、Flash ROM。程序存儲(chǔ)器擴(kuò)展可以使用需要的只讀存儲(chǔ)器芯片。在這里我們使用27128EPROM芯片，數(shù)字“128”表示其位存儲(chǔ)器容量的大小。27128的芯

58、片引腳圖如圖3-2</p><p>　　圖3-2 27128芯片引腳圖</p><p>　　它的各引腳功能如下：</p><p>　　A13～A0：地址線引腳。</p><p>　　D7～D0：數(shù)據(jù)引腳</p><p><b>　　：片選輸入端</b></p><p>&

59、lt;b>　?。狠敵鲈试S控制端</b></p><p>　　：編程時(shí)，加編程脈沖的輸入端</p><p>　　VPP：編程時(shí)編程電壓（+12V或+25V）輸入端</p><p>　　VCC：+5V，芯片的工作電壓</p><p>　　27128一般都有5種工作方式，由、、各信號(hào)的狀態(tài)組合來(lái)確定。5種工作方式表 3-2所示。&

60、lt;/p><p>　　表 3-2 27128的工作方式</p><p><b>　?。?）讀出方式</b></p><p>　　一般情況下，EPROM工作在這種方式。工作在此種方式的條件是使片選控制線為低，同時(shí)讓輸出允許控制線為低，VPP為+5V，就可以將EPROM中的指定地址單元的內(nèi)容從數(shù)據(jù)引腳D7～D0上讀出。</p><

61、;p><b>　?。?）未選中方式</b></p><p>　　當(dāng)片選控制線為高電平的時(shí)候，芯片進(jìn)入未選中方式，這時(shí)數(shù)據(jù)輸出為高阻抗懸浮狀態(tài)，不占用數(shù)據(jù)總線。EPROM處于低功耗的維持狀態(tài)。</p><p><b>　　（3）編程方式</b></p><p>　　在VPP端加上規(guī)定好的高壓，和端加上合適的電平，就能將

62、數(shù)據(jù)線上的數(shù)據(jù)寫(xiě)入到指定的地址單元。此時(shí)，編程地址和編程數(shù)據(jù)分別由系統(tǒng)的A13～A0和D7～D0提供。</p><p><b>　　（4）編程校驗(yàn)方式</b></p><p>　　在VPP端保持相應(yīng)的編程電壓（高壓），再按讀出方式操作，讀出編程固化好的內(nèi)容，以校驗(yàn)寫(xiě)入的內(nèi)容是否正確。</p><p><b>　?。?）變成禁止方式&l

63、t;/b></p><p>　　本工作方式輸出呈高阻狀態(tài)，不寫(xiě)入程序。</p><p>　　第三節(jié) 靜態(tài)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的擴(kuò)展</p><p>　　在實(shí)際的應(yīng)用中，僅靠片內(nèi)RAM往往是不夠用的，必須擴(kuò)展外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。常用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器有靜態(tài)存儲(chǔ)器（SRAM）和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器（DRAM），在PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，外擴(kuò)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器一般采用靜態(tài)存儲(chǔ)器。</p>&l

64、t;p>　　所擴(kuò)展的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器空間地址，又P2口提供高8位地址，P0口分時(shí)提供低8位地址和用作8位的雙向數(shù)據(jù)總線。片外數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器RAM的讀寫(xiě)由8031的（P3.7）和（P3.6）信號(hào)控制，而片外程序存儲(chǔ)器EPROM的輸出允許端（）由讀選通信號(hào)控制。盡管與EPROM共處同一地址空間，但是由于控制信號(hào)不同，所以不會(huì)發(fā)生總線沖突。PLC系統(tǒng)中常用的SRAM芯片的典型型號(hào)有：6116（2K×8），6264（8K×8），

65、62128（16K×8）。它們都用單一+5V電源供電，雙列直插封裝。在這里我們使用6116 SRAM，它的引腳為24個(gè)，引腳圖如圖3-3</p><p>　　圖3-3 6116引腳圖</p><p>　　6116的各引腳功能如下：</p><p>　　A0～10：地址輸入線。</p><p>　　D0～D7：雙向三態(tài)數(shù)據(jù)線。&l

66、t;/p><p>　?。浩x信號(hào)輸入線，低電平有效。</p><p>　?。鹤x選通信號(hào)輸入線，低電平有效。V1L V1H</p><p>　　：寫(xiě)允許輸入信號(hào)線，低電平有效。</p><p>　　VCC：工作電壓+5V。</p><p><b>　　GND：地線。</b></p>&

67、lt;p>　　6116存儲(chǔ)器有讀出、寫(xiě)入、維持三種工作方式，這些工作方式的操作控制如表3-3所示：</p><p>　　表3-3 6116工作方式</p><p>　　第五章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　第一節(jié) 主程序模塊</p><p>　　該模塊的功能包括顯示的初始化，判斷是否有空箱，鍵盤(pán)掃描，密碼掃描等功能。功能

68、流程圖如圖4-1所示</p><p>　　圖 4-1 主程序流程圖</p><p><b>　　程序設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　調(diào)試</b></p><p><b>　　I0.4接通</b></p><p><b>　　Q0.2表

69、示有空箱</b></p><p><b>　　I0.1開(kāi)門(mén)開(kāi)關(guān)</b></p><p><b>　　Q0.0生成密碼</b></p><p><b>　　Q0.1打開(kāi)柜門(mén)</b></p><p><b>　　I0.2紅外線檢測(cè)</b></

70、p><p><b>　　Q0.4表示有物品</b></p><p><b>　　存包結(jié)束</b></p><p>　　I0.3為生成密碼條</p><p>　　Q0.5代表密碼對(duì)物品所在位置</p><p>　　Q0.3門(mén)沒(méi)關(guān)報(bào)警指示</p><p>　　

71、第二節(jié) 鍵輸入程序設(shè)計(jì)</p><p>　　鍵盤(pán)采用掃描工作方式,輸入程序功能有以下4個(gè)方面：</p><p>　?。?）判斷鍵盤(pán)上有無(wú)鍵閉合，其方法為掃描口PA0～7輸出全“0”，讀PC口的狀態(tài)，若PC0～3為全“1”（鍵盤(pán)上行線全為高電平）則鍵盤(pán)上沒(méi)有閉合鍵若PC0～3不全為“1”，則有鍵處于閉合狀態(tài)。</p><p>　　（2）去除鍵的機(jī)械抖動(dòng)，其方法為判

72、斷出鍵盤(pán)上有鍵閉合后，延遲一段時(shí)間再判別鍵盤(pán)的狀態(tài)，若仍有鍵閉合，則認(rèn)為鍵上有一個(gè)鍵處于穩(wěn)定的閉合期，否則認(rèn)為是鍵的抖動(dòng)。</p><p>　?。?）判別鍵閉合的鍵號(hào)，方法對(duì)鍵盤(pán)的列線進(jìn)行掃描，掃描口PA0～7依次輸出，相應(yīng)的依次讀PC口的狀態(tài)，若PC0～3為全“1”則列線為“0”的這一列上沒(méi)有鍵閉合。閉合鍵的鍵號(hào)等于為低電平的列號(hào)加上為低電平的行的首鍵號(hào)。</p><p>　?。?）使C

73、PU對(duì)鍵的一次閉合僅做一次處理，采用的方法為等待閉合鍵釋放后在作處理。流程圖見(jiàn)圖4-2所示</p><p><b>　　-</b></p><p>　　圖 4-2 鍵盤(pán)輸入子程序流程圖</p><p>　　第三節(jié) 驅(qū)動(dòng)電路程序設(shè)計(jì)</p><p>　　繼電器板負(fù)責(zé)自動(dòng)存包柜的開(kāi)箱控制，利用紅外線檢測(cè)箱內(nèi)是否有物體，并

74、將狀態(tài)信息上傳到主機(jī)，做為下一次分配箱時(shí)的依據(jù)。繼電器接受主機(jī)下達(dá)的指令，根據(jù)主機(jī)指令的箱號(hào)，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的繼電器開(kāi)門(mén)，同時(shí)檢測(cè)門(mén)限位開(kāi)關(guān)的信號(hào)，確定門(mén)是否開(kāi)啟。流程圖見(jiàn)圖4-3所示：</p><p>　　圖 4-3 繼電器板軟件流程圖</p><p><b>　　第六章 系統(tǒng)控制</b></p><p>　　本系統(tǒng)利用s7-200為主控制器，控

75、制紅外線檢測(cè)、電磁閥通斷、斷電保護(hù)和報(bào)警等功能。由于PLC受引腳數(shù)的限制，數(shù)據(jù)線和地址線是復(fù)用的，由P0口兼用。為了將它們分離出來(lái)，以便同PLC片外的擴(kuò)展芯片正確的連接，需要在PLC外部增加地址鎖存器74LS373，同時(shí)利用I/O口擴(kuò)展芯片8255A來(lái)實(shí)現(xiàn)各模塊與PLC之間的連接，如顯示和輸入模塊。控制電路圖如5-1所示</p><p>　　圖5-1 系統(tǒng)控制電路圖</p><p>　　按

76、下開(kāi)始按鈕，系統(tǒng)啟動(dòng)，主控制器及各模塊進(jìn)行初始化，箱內(nèi)傳感器自動(dòng)檢測(cè)有無(wú)物品并發(fā)送信號(hào)到主控制器，然后液晶顯示空箱號(hào)。當(dāng)鍵盤(pán)其中一個(gè)鍵被按下時(shí)，主控制器接收到一電信號(hào)，控制相應(yīng)電磁閥動(dòng)作打開(kāi)箱門(mén)，并能產(chǎn)生一組8位隨機(jī)密碼。打印機(jī)接收信號(hào)打印條碼，密碼使用一次有效，且有三次容錯(cuò)功能和解鎖功能。當(dāng)識(shí)別器檢測(cè)到有條碼進(jìn)入其探測(cè)范圍時(shí)，對(duì)條碼進(jìn)行掃描，產(chǎn)生一組電信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后發(fā)送給PLC，控制電磁閥的動(dòng)作。按下停止鍵時(shí)，系統(tǒng)斷電停止工作。&

77、lt;/p><p><b>　　結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　經(jīng)過(guò)了兩個(gè)多月的努力，我終于完成了PLC自動(dòng)存包柜設(shè)計(jì)。從開(kāi)始擬定論文題目到作品的實(shí)現(xiàn)，再到論文的完成，每走一步對(duì)我來(lái)說(shuō)都是新的嘗試與挑戰(zhàn)，這也是我在大學(xué)期間獨(dú)立完成的最大的項(xiàng)目。在這段時(shí)間里，我學(xué)到了很多知識(shí)也有很多感受。我學(xué)會(huì)了獨(dú)立的學(xué)習(xí)和試驗(yàn)，查看相關(guān)的資料和書(shū)籍，讓自己頭腦中模糊的概念逐漸清晰，使

78、自己非常稚嫩作品一步步完善起來(lái)，每一次改進(jìn)都是我學(xué)習(xí)的收獲，每一次試驗(yàn)的成功都會(huì)讓我興奮好一段時(shí)間。雖然我的論文作品不是很成熟，還有很多不足之處，但我可以自豪的說(shuō)，這里面的每一個(gè)設(shè)計(jì)每一個(gè)代碼，都有我的勞動(dòng)。</p><p>　　這次做論文的經(jīng)歷也會(huì)使我終身受益，我感受到做設(shè)計(jì)是要真真正正用心去做的一件事情，是真正的自己學(xué)習(xí)的過(guò)程和研究的過(guò)程，沒(méi)有學(xué)習(xí)就不可能有研究的能力，沒(méi)有自己的研究，就不會(huì)有所突破。希望這次

79、的經(jīng)歷能讓我在以后學(xué)習(xí)中激勵(lì)我繼續(xù)進(jìn)步。</p><p><b>　　謝 辭</b></p><p>　　值此論文完成之際，首先要感謝我的指導(dǎo)老師田老師。老師從一開(kāi)始的論文方向的選定，到最后的整篇文論的完成，都非常耐心的對(duì)我進(jìn)行指導(dǎo)。給我提供了大量數(shù)據(jù)資料和建議，告訴我應(yīng)該注意的細(xì)節(jié)問(wèn)題，細(xì)心的給我指出錯(cuò)誤。田老師誨人不倦的工作作風(fēng)，一絲不茍的工作態(tài)度，嚴(yán)肅認(rèn)真的治

80、學(xué)風(fēng)格給我留下深刻的影響，值得我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師田老師致以崇高的敬意和衷心的感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1].元華，舟子.條形碼技術(shù)與應(yīng)用.北京：中國(guó)紡織出版社，2012.6</p><p>　　[2].文達(dá)，謝文和.PLC傳感器應(yīng)用技術(shù).江蘇：東南大學(xué)出版社，2010</p&g

81、t;<p>　　[3].成海，張佚.現(xiàn)代PLC自動(dòng)識(shí)別技術(shù)與應(yīng)用.北京：清華大學(xué)出版社，2012</p><p>　　[4].毅剛，姜守達(dá).MCS-51PLC應(yīng)用設(shè)計(jì)：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，2013.1</p><p>　　[6].敏生，盧恢.電子與自動(dòng)化期刊，吉林：吉林教育出版社，2013.4</p><p>　　[7].微波，PLC微型計(jì)算機(jī)控制系

82、統(tǒng).吉林：吉林人民出版社，2012.5</p><p>　　[8] FPC1011C Product Spec ifica tion. inge rprintCards AB.</p><p>　　[9] TM 320VC5509 Data M anual[ EB /OL]. Tex as Instrum ents</p><p>　　[10] SN75LBC184

83、 Datasheet[ EB /OL]. Tex as Instruments,Inc. </p><p>　　附錄一：關(guān)于控制系統(tǒng)中的PLC的選型方法</p><p>　　摘要：在設(shè)計(jì)關(guān)于PLC的控制系統(tǒng)時(shí)，首先應(yīng)確定該系統(tǒng)的控制方案，然后下一步工作是為該工程設(shè)計(jì)選擇PLC的型號(hào)。該控制系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的特點(diǎn)和應(yīng)用需求是PLC選型的主要依據(jù)。PLC和相關(guān)設(shè)備應(yīng)該根據(jù)綜合、標(biāo)準(zhǔn)、以及容易形成

84、一個(gè)整體的工業(yè)控制系統(tǒng)和易擴(kuò)展其功能的原則選擇器件的類(lèi)型，所選擇的PLC應(yīng)在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的有成功的應(yīng)用成果、該P(yáng)LC在控制系統(tǒng)中有成熟和可靠的運(yùn)用制度，該P(yáng)LC的硬件、軟件配置和功能都可適應(yīng)安裝的規(guī)模和控制要求。在設(shè)計(jì)該系統(tǒng)時(shí)知道它所使用的編程控制器，以及它的功能圖像及相關(guān)的編程語(yǔ)言有利于縮短編程時(shí)間，因此，在選擇該類(lèi)型的項(xiàng)目設(shè)計(jì)和估算時(shí)，應(yīng)先分析該項(xiàng)目的運(yùn)行過(guò)程特點(diǎn)和控制要求，詳細(xì)地明確該項(xiàng)目的控制任務(wù)和范圍，根據(jù)操作和運(yùn)動(dòng)的要求，估

85、算出輸入和輸出的數(shù)量、估計(jì)出存儲(chǔ)器容量、測(cè)定功能的大小以及外部設(shè)備性能等，最后選擇具有較高的性?xún)r(jià)比的PLC和相應(yīng)的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。</p><p>　　隨著PLC在工業(yè)控制系統(tǒng)中的普及，PLC的數(shù)量和種類(lèi)越來(lái)越多，功能也日趨完善。近年來(lái)，剛剛介紹的PLC產(chǎn)品已有自美國(guó)、日本和德國(guó)以及國(guó)內(nèi)廠家組裝或獨(dú)立發(fā)展成型，已有幾十種系列，幾百種型號(hào)。PLC的類(lèi)型眾多，它的結(jié)構(gòu)模型，性能、能力、指令系統(tǒng)和編程方法等各有不同，應(yīng)用

86、場(chǎng)合也各有不同。因此，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中合理的選擇PLC的型號(hào)有很重要的作用。</p><p>　　隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的種類(lèi)是越來(lái)越多，其功能也在逐漸增加強(qiáng)。雖然本文總結(jié)了一些選擇的方法，以及運(yùn)用實(shí)例說(shuō)明如何使用PLC，但在實(shí)際工作中它還必須做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。需要根據(jù)實(shí)際條件來(lái)用PLC設(shè)計(jì)工業(yè)控制系統(tǒng)，滿足期望。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：PLC；選型；控制系統(tǒng)</p>

87、<p><b>　　介紹</b></p><p>　　PLC的技術(shù)隨著計(jì)算機(jī)和微電子技術(shù)的發(fā)展而得到迅速發(fā)展。從開(kāi)發(fā)出第一臺(tái)PLC后，隨著CPU的應(yīng)用和單片機(jī)技術(shù)在PLC中的應(yīng)用,形成現(xiàn)代意義上的第一臺(tái)PLC。自80年代到20世紀(jì)的第一個(gè)十年,隨著微電子技術(shù)的大躍進(jìn)，出現(xiàn)了大規(guī)模集成電路和超級(jí)大型微電子技術(shù)，16通道和32通道的微處理器的出現(xiàn)PLC得到了驚人的開(kāi)發(fā),這使得PLC

88、在概念、設(shè)計(jì)、性?xún)r(jià)比以及應(yīng)用上獲得了新的突破，不僅控制功能增強(qiáng),功耗和體積減少,成本下降,可靠性上升,編程和故障檢測(cè)更加靈活和方便,同時(shí)遠(yuǎn)程通信網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)處理以及人機(jī)界面(HMI)也得到了快速的發(fā)展?，F(xiàn)在,PLC不僅可以應(yīng)用于自動(dòng)化生產(chǎn)行業(yè),而且可以在連續(xù)生產(chǎn)時(shí)用于過(guò)程控制系統(tǒng),這些使得它在自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域成為三大支柱之一,即使總線技術(shù)變成了今天的自動(dòng)化技術(shù)應(yīng)用的熱點(diǎn)、但PLC在現(xiàn)場(chǎng)總線系統(tǒng)中仍是不可或缺的控制器。</p>

89、<p>　　總的來(lái)說(shuō)，隨著PLC在自動(dòng)化工業(yè)控制系統(tǒng)中的發(fā)展和普及，PLC的種類(lèi)是越來(lái)越多，使用也越來(lái)越廣泛，因此合理選擇PLC，對(duì)提高自動(dòng)控制系統(tǒng)在工作中的運(yùn)用具有重要的作用。 </p><p><b>　　選擇模型</b></p><p>　　我國(guó)的市場(chǎng)流行的PLC產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家有以下幾個(gè)公司： </p><p>　　1）施耐德公

90、司，包括引進(jìn)自Modicon公司由早期天津儀器儀表廠生產(chǎn)的產(chǎn)品，現(xiàn)在的產(chǎn)品有Quantum, Premium 和 Momentum；</p><p>　　2）羅克韋爾公司（包括AB公司）PLC產(chǎn)品，現(xiàn)在的產(chǎn)品有SLC、Micro Logix 和 Control Logix等；</p><p>　　3）西門(mén)子公司的PLC產(chǎn)品，現(xiàn)在的產(chǎn)品有S7 - 400/ 300/ 200等系列；</

91、p><p>　　4）通用電氣公司PLC產(chǎn)品；</p><p>　　5）日本公司的產(chǎn)品如歐姆龍，三菱，富士，松下，其中最受歡迎的是三菱公司的FX系列。</p><p>　　PLC選型的基本原理的是:在輸入/輸出數(shù)量滿足要求的前提下應(yīng)選擇最可靠、維護(hù)和使用最方便以及性?xún)r(jià)比最優(yōu)的產(chǎn)品。</p><p><b>　　輸入/輸出選擇</b&

92、gt;</p><p>　　PLC是一種工業(yè)控制系統(tǒng),其控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程、工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。它連接的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是通過(guò)I/ O接口模塊實(shí)現(xiàn)。PLC有很多I / O接口模塊包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊以及一些特殊的模塊,使用時(shí),我們應(yīng)該根據(jù)他們的特征執(zhí)行選項(xiàng)。</p><p>　　1）確定輸入/輸出數(shù)量</p>

93、<p>　　根據(jù)控制系統(tǒng)的需求，確定所需輸入/輸出的數(shù)量，應(yīng)增加備用量的10% - 20%，為了能在任何時(shí)間增加控制功能。</p><p>　　2）開(kāi)關(guān)量輸入/輸出</p><p>　　開(kāi)關(guān)量輸入/輸出接口可以從傳感器和開(kāi)關(guān)和控制設(shè)備接受信號(hào)。典型的交流輸入/輸出信號(hào)24-240V，直流輸入/輸出信號(hào)5-240V。</p><p>　　3）模擬量輸入/輸

94、出</p><p>　　模擬量輸入/輸出接口可以接受由傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。這些接口可以用于測(cè)量流動(dòng)率、溫度和壓力，并以此來(lái)控制由電壓或電流的輸出設(shè)備。這些接口的量程為-10-+ l0v、0-l0v、4-20mA 或10-50mA。</p><p>　　有些廠家在PLC上設(shè)計(jì)了特殊的專(zhuān)用模擬接口，因此它可以接收低電平信號(hào)。一般來(lái)說(shuō)，這種接口模塊可以用于接收不同類(lèi)型的熱電偶或RTD混合信號(hào)。&l

95、t;/p><p>　　4）特殊功能輸入/輸出</p><p>　　當(dāng)選擇一個(gè)PLC，用戶(hù)可能面臨一些特殊類(lèi)型的輸入/輸出還有一些因?yàn)橛邢薜妮斎?輸出的位置和快速響應(yīng)以及頻率問(wèn)題造成的非標(biāo)準(zhǔn)的輸入 /輸出。現(xiàn)在，用戶(hù)應(yīng)該考慮是否接受由市場(chǎng)或制造商提供的專(zhuān)用模塊，通過(guò)專(zhuān)用模塊自行處理一部分的數(shù)據(jù)，從而減少CPU的使用，提高任務(wù)處理的效率，以最大限度降低因高溫限制造成的控制失靈。</p>

96、<p><b>　　5）智能輸入/輸出</b></p><p>　　目前，PLC廠家制造出了一些智能輸入／輸出連續(xù)模塊。一般智能輸入 /輸出模塊可以自我處理，它可以對(duì)指定的輸入或輸出信號(hào)做出提前處理，并將結(jié)果傳送到CPU或直接輸出，因此可以提高處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)容量。</p><p>　　智能輸入/輸出模塊有高速計(jì)數(shù)器，cam模擬器、凸輪模擬器速度補(bǔ)償、

97、單回路或者倍增PID調(diào)節(jié)器、ASCII/BASIC處理器和RS - 232 C / 422接口模塊等。</p><p>　　PLC的輸入/輸出模塊的一般選擇原則：根據(jù)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)或操作選擇的類(lèi)型和數(shù)量來(lái)選擇I/O模塊。</p><p><b>　　選擇類(lèi)型和存儲(chǔ)容量</b></p><p>　　PLC所使用的內(nèi)存的系統(tǒng)主要是有3種：EPROM，RO

98、M和RAM。內(nèi)存的容量的大小一般與PLC的大小有關(guān)，通常小型機(jī)的最大的存儲(chǔ)能力要小于6kb，中型機(jī)器的最大存儲(chǔ)能力可以達(dá)到64KB，而大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá)到兆字節(jié)。使用時(shí)可以根據(jù)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力選擇適合的類(lèi)型，必要時(shí)也可以進(jìn)行內(nèi)存擴(kuò)大設(shè)計(jì)。</p><p>　　PLC中內(nèi)存的選擇方法：根據(jù)編程所用的節(jié)點(diǎn)數(shù)來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算實(shí)際所需內(nèi)存的容量。</p><p><b>　　軟件選擇&

99、lt;/b></p><p>　　在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，PLC的編程問(wèn)題是非常重要的。用戶(hù)應(yīng)該知道PLC產(chǎn)品的軟件功能。通常，一個(gè)系統(tǒng)的軟件是用來(lái)處理控制硬件的。但有時(shí)一些應(yīng)用系統(tǒng)除了需要控制硬件部分外還需要軟件的一些功能。</p><p>　　一個(gè)程序塊由可執(zhí)行代碼和注釋組成。可執(zhí)行代碼由主程序和若干子程序或者中斷服務(wù)程序組成?？蓤?zhí)行代碼被編譯并下載到FX2N中，而程序注釋不會(huì)被下載

100、。您可以使用組織組件（主程序、子程序和中斷服務(wù)程序）來(lái)結(jié)構(gòu)化您的控制程序。</p><p><b>　　主程序</b></p><p>　　主程序中包括控制應(yīng)用的指令。FX2N在每一個(gè)掃描周期中順序執(zhí)行這些指令。</p><p><b>　　子程序</b></p><p>　　子程序是應(yīng)用程序中的可

101、選組件。只有被主程序、中斷服務(wù)程序或者其它子程序調(diào)用時(shí)，子程序才會(huì)執(zhí)行。當(dāng)您希望重復(fù)執(zhí)行某項(xiàng)功能時(shí)，子程序是非常有用的。與其在主程序中的不同位置多次使用相同的程序代碼，不如將這段程序邏輯寫(xiě)在子程序中，然后在主程序中需要的地方調(diào)用。調(diào)用子程序有如下優(yōu)點(diǎn)：</p><p>　　(1)用子程序可以減小程序的長(zhǎng)度</p><p>　　(2)由于將代碼從主程序中移出，因而用子程序可以縮短程序掃描周期

102、。FX2N在每個(gè)掃描周期中處理主程序中的代碼，不管代碼是否執(zhí)行。而子程序只有在被調(diào)用時(shí)，F(xiàn)X2N才會(huì)處理其代碼。在不調(diào)用子程序時(shí)，F(xiàn)X2N不會(huì)處理其代碼。</p><p>　　(3)用子程序創(chuàng)建的程序代碼是可傳遞的。您可以在一個(gè)子程序中完成一個(gè)獨(dú)立的功能，然后將它復(fù)制到另一個(gè)應(yīng)用程序中而無(wú)需作重復(fù)工作。</p><p><b>　　中斷服務(wù)程序</b></p&g

103、t;<p>　　中斷服務(wù)程序是應(yīng)用程序中的可選組件。當(dāng)特定的中斷事件發(fā)生時(shí)，中斷服務(wù)程序執(zhí)行。您可以為一個(gè)預(yù)先定義好的中斷事件設(shè)計(jì)一個(gè)中斷服務(wù)程序。當(dāng)特定的事件發(fā)生時(shí)，F(xiàn)X2N會(huì)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。中斷服務(wù)程序不會(huì)被主程序調(diào)用。只有當(dāng)中斷服務(wù)程序與一個(gè)中斷事件相關(guān)聯(lián)，且在該中斷事件發(fā)生時(shí)，F(xiàn)X2N才會(huì)執(zhí)行中斷服務(wù)程序。</p><p>　　提示：因?yàn)闊o(wú)法預(yù)測(cè)何時(shí)會(huì)產(chǎn)生中斷，所以應(yīng)考慮盡量限制中斷服務(wù)程

104、序和程序中其它部分所共用的變量個(gè)數(shù)。使用中斷服務(wù)程序中的局部變量，可以保證中斷服務(wù)程序只使用臨時(shí)存儲(chǔ)器，并且不會(huì)覆蓋程序中其它部分使用的數(shù)據(jù)。為了保證主程序與中斷服務(wù)程序正確地共享數(shù)據(jù)，您可以使用許多編程技巧。</p><p><b>　　結(jié)論</b></p><p>　　隨著科技的不斷進(jìn)步，PLC的種類(lèi)是越來(lái)越多，功能也逐漸增強(qiáng)。在文章中，雖然有總結(jié)一些選擇的方法，

105、但在實(shí)際工作中我們?nèi)匀槐仨氉龀鲞m當(dāng)?shù)恼{(diào)整，根據(jù)實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)以滿足期望。</p><p>　　The Method Selecting Type of PLC in Controlling System</p><p>　　Abstract: When designing PLC system,first determining control scheme, the work o

106、f next step is PLC selecting type of project design. The characteristic of process and application requirement are the major accordance of designing selecting type.PLC and relevant equipments should be integrated、standar

107、d 、according to the principle easy to form a whole with industrial control system and easy to expand its function to select type, PLC chosen should have application achievement in related industrial f</p><p>

108、;　　Along with popularization of PLC in industrial control, quantity and kind of PLC product are more and more and function also becomes perfect day by day. In recent years, the PLC products that introduced from the count

109、ries such as America、Japan and Germany and the domestic manufacturer assembles or develops independently have had tens of series, hundreds of models. The kind of PLC is numerous, its structural model , performance、capaci

110、ty、instruction system and programming method etc are different,</p><p>　　Along with the unceasing advance of science and technology, the kind of PLC is increasingly numerous,its function also strengthens gra

111、dually. Though the article have sumed up some methods of choosing PLC and exampled to explain how to use, in practical work it must still make proper adjustment according to practical condition in order to design the ind

112、ustrial control system that satisfies expectation.</p><p>　　Key words: PLC; selecting type; controlling system</p><p>　　I. Introduction</p><p>　　PLC technology develops promptly alo

113、ng with the development of computer and microelectronics technology, and develops from a initial machine to 8 machines. Along with application of microprocessor CPU and the technical of microcomputer in PLC, it has forme

114、d PLC on modern meaning. Since 80 decade of 20 century, along with microelectronics technology development of the large-scale and super large-scale Integrated circuit etc. microelectronics technology, That the 16 and 32