课程设计---通风机工作状态PLC控制设计

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1、 1 1 1 引言引言 1.1 1.1 设计任务与要求设计任务与要求 某系统中有 4 台通风机， 要求在以下几种运行状态下应发出不同的显示信 号：三台及三台以上开机时，绿灯常亮；两台开机时，绿灯以 5Hz 的频率闪烁； 一台开机时；红灯以 5Hz 的频率闪烁；全部停机时，红灯常亮。 由控制任务可知，这是一个对通风机运行状态进行监视的问题。显然，必 须把 4 台通风机的各种运行状态的信号输入到 PLC 中(由 PLC 外部的输入电路来 实现)；各种运行状态对应的显示信号是 PLC 的输出。 2.2.PLCPLC 概况概况 首先介绍一下可编程控制器（PLC）和PLC控制系统的基本知识，包括PLC

2、的产生 和发展、特点、技术指标、基本结构、工作原理及PLC 控制系统等相关知识。 2. 1 PLC2. 1 PLC 的基本概念的基本概念 可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工 业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器 (Programmable Logic Controller)，简称 PLC，它主要用来代替继电器实现逻 辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因 此，今天这种装置称作可编程控制器，简称 PC。但是为了避免与个人计算机 (Personal Computer)的简称混淆，所以将

3、可编程控制器简称 PLC 2 2.2 PLC2.2 PLC 发展概况发展概况 PLC 自问世以来，经过 40 多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成 为重要的产业之一。 世界总销售额不断上升、 生产厂家不断涌现、 品种不断翻新。 产量产值大幅度上升而价格则不断下降。 目前，世界上有 200 多个厂家生产 PLC，较有名的：美国：AB 通用电气、莫 迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国： TE 施耐德公司；韩国：三星、LG 公司等。 2.3 PL2.3 PLC C 技术发展动向技术发展动向 1. 产品规模向大、小两个方向发展 大： I/O 点数达 14336

4、 点、 32 位为微处理器、 多 CPU 并行工作、 大容量存储器、 扫描 速度高速化。小： 由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵 活性，降低了成本。 2. PLC 在闭环过程控制中应用日益广泛 3. 不断加强通讯功能 4. 新器件和模块不断推出 高档的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高处理速度外，还有带处理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模块、高速计数模块、远程 I/O 模块等专用化模块。 5. 编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编 程语言，亦有高档的 PLC 指令系统。 6. 发展

5、容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。 7.追求软硬件的标准化。 3.3.设计过程设计过程 为了讨论问题方便，设四台通风机分别为A、B、C、D，红灯为F1, 绿灯为 F2.。 由于各种运行情况所对应的显示状态是惟一的，故可将几种运行情况分开进行程序设 计。 3 3.13.1 红灯常亮的程序设计红灯常亮的程序设计 当4台通风机都不开机时红灯常亮。设灯常亮为“1” 、灭为“0” ，通风机开机为“1” 、 停为“0” ( 下同) 。其状态表为：由状态表可得 Fl 的逻辑函数： (1) 根据逻辑函数(1)容易画出其梯形图如下图所示。 3.2.3.2.绿灯常亮的程序设计绿灯常亮的程序设计

6、能引起绿灯常亮的情况有 5 种，列状态表为下左表：由状态表可得 F2 函数 的逻辑表达式为： ABCDDABCDCABCDBABCDAF2 (2) 根据这个逻辑函数直接画梯形图时，梯形图会很烦琐，所以要先对逻辑函数 (2)进行化简。 例如将(2)化简成下式：F2=AB(D+C)+CD(A 十 B) (3) 再根据(3)画出的梯形图如下右图所示。 DCBAF1 4 3.33.3 红灯闪烁的程序设计红灯闪烁的程序设计 设红灯闪烁为“1” ，列状态表为左下表：由状态表可得 F1 的逻辑函数为： （4） 将(4)化简为： (5) 由(5)画出的梯形图如右下图所示。其中 M8012 能产生 100ms 即 2.5Hz 的脉冲信 号。 DCBADCBADCBADCBAF1 BABADCDCDCBAF1 5 3.43.4 绿灯闪烁的程序设计绿灯闪烁的程序设计 设绿灯闪烁为“1” ，列状态表左下表为：由状态表可得 F2 的逻辑函数为： 将上式化简为: (7) 根据(7)画出其梯形图如右下图所示。 DCABD