毕业论文-- 基于单片机的PLC工控模块的研究设计

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1、 I 基于单片机的 PLC 工控模块的研究设计 综述综述 可编程序控制器是在继电器控制的基础上产生的一种新型的工业控制装置。它是将 微型计算机、自动化技术及通信技术融为一体，应用到工业控制领域的一种高可靠控制 器。随着现代社会生产的发展和技术进步，现代工业生产自动化水平的日益提高及微电 子技术的飞速发展，可编程序控制器已成为当代工业生产自动化的重要支柱，PLC 装置 已成为自动化系统的基本装置。作为逻辑控制的控制器，它以其高可靠性,逻辑功能强 大、体积小，可在线修程序，易于与计算机接口，能对模拟量进行控制等特点已广泛应 用于各种工业生产的自动化控制领域。 目前，无论是从国外引进的自动化生产线，

2、还是自行生产设计的自动控制系统；无 论是新建工程项目，还是旧设备的技术改造，都可以看到 PLC 的身影。作为通用工业控 制计算机，30 多年来，PLC 从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞 跃；其功能从弱到强，实现了逻辑控制到数字控制的进步；其应用领域从小到大，实现 了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。可编程 控制器已成为工业控制领域的主流控制设备 长期以来，PLC 始终处于工业自动化控制领域的主战场，为各种各样的自动化控制 设备提供了非常可靠的控制应用。其主要原因，在于它能够为自动化控制应用提供安全 可靠和比较完善的解决方案，适合于当前工业企业

3、对自动化的需要。另一方面，PLC 还 必须依靠其他新技术来面对市场份额逐渐缩小所带来的冲击，尤其是工业 PC 所带来的 冲击。PLC 需要解决的问题依然是新技术的采用、系统开放性和价格。 与此同时，以单片机为核心构成的控制器以各种各样的形式渗透到人们的生产、 生活、科研等各个领域，为人类带来了渗透到各个领域的“智能” 。 单片机是整个智能 控制器的核心，检测和控制电路是单片机的外围设备，单片机通过接口发出各种控制信 息给检测电路，以规定功能、启动测量、改变工作方式等。当检测电路完成一次测量后， 单片机读取测量数据，进行必要的加工、计算、变换等处理，最后以各种方式输出，例 如输出给继电器、输出给

4、系统的主控制器等。 利用单片机的生产 PLC 工控模块，可以解决 PLC 工业控制上的几大问题。第一， 解决了 PLC 的开放性的难题，PLC 缺点之一就是它的软、硬件体系结构是封闭而不是开 基于单片机的 PLC 工控模块的研究设计 II 放的，如专用总线、通信网络及协议、I/O 模块更互不通用，几乎各公司的 PLC 均互不 兼容，同时，每一个 PLC 的生产厂家都有自己的 PLC 控制编写语言，这让可以科研人员 在处理不同厂家的 PLC 控制器时都头痛不已，但是利用单片机生产的 PLC 工控板则不会 遇到此类问题，由于大部分科研人员都已熟练掌握了 C 语言、VB 等编程语言，不存在修 改编写

5、程序的障碍，因此，可以顺利的调试下位机使其达到自己的控制要求，第二，解 决了 PLC 价格昂贵的问题，一些科研项目的建设完全没有必要采用 PLC、DCS 等动辄几 万甚至几十万元的控制系统作为一次性的试验投入，在一些小的控制项目，完全可以用 基于单片机的 PLC 工控模块来代替，而且花费只是几百元左右。 基于单片机的 PLC 控制器能执行逻辑控制、顺序控制、定时、记数等操作指令.与 标准 PLC 的不同点是它属于较直视操作的 PLC，一般 PLC 在编程时常以号码代替，单片 机 plc 工控板则以 C 语言或汇编语言进行编程方式导。单片机 plc 工控板功能强大，可 取代复杂的继电器组合，也可

6、作为 PLC 市场的另一种选择，还可顶替 PLC 控制不是非常 复杂的运动过程 ，非常适合于作小型控制（如机床、楼宇控制、小型机械、广告霓虹 灯等） ，不但减省了产品的空间 也控制了产品的成本。 此次设计任务是设计一个基于单片机的 PLC 工控模块，要求有信号输入 8 个口（光 电隔离） ，8 个输出口（6 组继电器 2 组双向可控硅） ，定时器 2 组，计数器 2 个，温度 检测口 1 个，模拟量检测口 1 个，PWM 脉宽调制口 1 个，强制复位口 1 个，中断控制口 1 个，高速脉冲输出口 2 个，具有输入输出状态指示。 单片机 plc 工控板特点是：从小系统做起 尽量精而小、容易上手,、施工简单、 对环境要求不高， ；电源仅需使用一般整流滤波电源既可, 范围在 9V-32V，使用感性 负载, 如继电器或是电磁阀( 油压或是气压 )动作电流在0.35A以内的， 仅需使用” 一般电阻”既可随意从既有电源取用电源. ( 可参考 I/O 说明 )，可带电拔插, 不 会损坏, 方便省工，以一片单片机为核心，构建一个简单、实用、易用、可靠的单片 机的工控硬件平台。满足哪些具有单片机