舞台PLC控制系统毕业设计.docx
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1、毕业论文(设计)舞台PLC控制系统设计毕业论文(设计)原创性声明本人所呈交的毕业论文(设计)是我在导师的指导下进行的研 究工作与取得的研究成果。据我所知,除文中已经注明引用的容外, 本论文(设计)不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本 论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中作了明 确说明并表示意。使用、维护、维修;能直接推动电磁阀、接触器与于之相当的执行机 构;能向中央数据处理系统直接传输数据等。因此,进行自动舞台PLC控制系统的设计,可以推动舞台的开展,扩 大PLC在自动控制领域的应用,具有一定的经济和理论研究的价值。1.2课题设计的容控制舞台翻开或关闭台幕和升高或降
2、低舞台(工作方式自动和手动)。左台幕限位开关为SQ1(外)、SQ2(),右台幕限位开关为SQ3O、 SQ4(外),舞台限位开关为SQ5(下)、SQ6 (上)。1、自动控制当关闭和舞台降到最低点时,按下开始开关SB1,蜂呜器(Y1)拉 响-5秒后.窗帘翻开(Y0)台幕会被拉开到左右端外极限(SQ1 和SQ4动作)舞台上升(Y2)舞台开始上升在舞台上限(SQ6动作),舞台停止,进行节目演出一一按下结束开关SB2,舞台开始下 降(Y3) 在舞台下限(SQ5动作),窗帘关闭(Y1)台幕会被关闭到极限(SQ2和SQ3动作)一一原位停止。2、手动控制DSB3被按下时,台幕拉开,当到达外极限(SQ1和SQ4
3、动作)时停 止翻开。2) SB4被按下时,台幕关闭,当到达极限(SQ2和SQ3动作)时停 止关闭。3)SB5被按下时,舞台开始上升。当舞台到达上升极限(SQ6)后停 止。4)SB6被按下时,舞台开始下降。当舞台到达下降极限(SQ5)后停 止。1.3课题设计的目的和意义随着我国经济的高速开展,微电子技术、计算机技术和自动控制技术 也得到了迅速开展。而随着我国城市化进程的加快和人口大量集聚, 使得社会竞争加剧,学习和工作的压力加大,生活节奏加快,精神上 压抑。而舞台是文化交流,娱乐群众,自我展现的重要场所;可以使 人心身愉悦,减轻压力。自动舞台是科技开展的必然产物,形式上和 技术上都要优于传统舞台
4、,给人在视觉上有更好的冲击效果。可编程序控制器(PLC)因为稳定可靠、结构简单、本钱低廉、简单 易学、功能强大和使用方便已经成为应用面最广、最广泛的通用工业 控制装置,成为当代工业自动化的主要支柱之一。自动舞台控制要求 接入设备使用简便,对应于系统组态的编程简单,具有人性化的人机 界面,配备应用程序库,加快编程和调试速度。通过PLC对程序设 计,提高了舞台的控制水平,并改善了舞台的样式。第2章系统控制方案确实定自动舞台的概述自动舞台是将灯光、美术、机械融为一体的新型舞台,是一种可控的技术型舞台,是科技开展带来的舞台艺 术。现代城市中的自动舞台形式已十分丰富,按功能的不同可以分音乐舞台,聚光灯舞
5、台,机械升降、旋转舞台,以与综合性舞台等2.1 采用PLC控制自动舞台的优点(1)控制方式上看:PLC软接线,只需改变控制程序就可轻易改变 逻辑或增加功能。(2)工作方式上看:PLC串行工作,不受制约。(3)控制速度上看:PLC通过半导体来控制,速度很快,无触点, 顾而无抖动一说。(4)定时、记数看:PLC时钟脉冲由晶振产生,精度高,定时围宽; 有记数功能。(5)可靠、维护看:PLC无触点,寿命长,且有自我诊断功能, 对程序执行的监控功能,现场调试和维护方便3系统设计的基本步骤在自动舞台控制系统的设计过程中主要考虑以下几点:(1)深入了解和分析自动舞台的工艺条件和控制要求。(2)确定I/O设备
6、。根据自动舞台控制系统的功能要求,确定系 统所需的输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、位置开关等,常 用的输出设备有电机、灯光等。(3)根据I/O点数选择合适的PLC类型。(4)分配I/O点,分配PLC的输入输出点,编制出输入输出分配 表或者输入输出端子的接线图。(5) 设计自动舞台的梯形图程序,根据工作要求设计出周密完整 的梯形图程序,这是整个自动舞台系统设计的核心工作。(6) 将程序输入PLC进行软件测试,查找错误,使系统程序更 加完善系统控制方案自动舞台示意图如图2-1所示:图2-1自动舞台示意图自动舞台系统的控制要求如下:(1) 舞台帷幕两端和中间共有三个限位开关SQL SQ2、SQ
7、3, SQ4舞台中间有圆形升降台,升降台上下两端有限位开关SQ6、SQ5(2) 该舞台有两种工作方式:第一种方式是自动运行状态,在 自动状态下舞台自动运行;第二种方式是手动运行状态,在手动状态 下舞台可手动控制和检修。工作方式由自动/手动切换开关来控制。(3) 系统上电默认自动运行状态,按下开幕按钮,帷幕翻开;当帷幕完全翻开并碰到帷幕左右两端的限位开关时停止翻开;升降台上升,当升降台碰到 上限位开关后升降台停止上升。在舞台完全开启后,按下闭幕按钮, 升降台下降,当升降台碰到下限位开关后升降台停止下降;帷幕关闭, 当帷幕完全关闭并碰到帷幕中间限位开关后停止关闭。在自动运行状 态下,任意时刻按下停
8、止按钮,系统完成当前动作后停止,再次按下 开幕按钮系统继续完成未执行的动作;按下自动/手动切换开关系统 将切换到手动状态。(4) 在手动运行状态下,可以对帷幕的翻开和关闭,升降台的 上升和下降进行点动控制和检修,按下自动/手动切换开关系统将切 换到自动状态。2.4 自动舞台控制系统的原理图在自动舞台中,通过按钮开关信号来控制PLC;再通过PLC控制电机。自动舞台控制系统的原理图如图2-2所示:图2-2 自动舞台控制系统的原理图系统硬件设计可编程控制器(PLC)的选型2. PLC概述PLC是用于工业现场的电控制器。它源于继电器控制技术,但基 于电子计算机。它通过运行存储在其存中的程序,把经输入电
9、路的物 理过程得到的输入信息,变换为所要求的输出信息,进而再通过输出 电路的物理过程去实现对负载的控制。PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。普通计算机 进行入出信息变换时,大多只考虑信息本身,信息入出的物理过程一 般不考虑的。而PLC那么要考虑信息入出的可靠性、实时性,以与 信息的实际使用。特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,便 于维修与抗干扰等问题,入出信息变换与可靠的物理实现,可以说 是PLC实现控制的两个基本要点。PLC可以通过它的外设或通信 接口与外界交换信息。其功能要比继电控制装置多的多、强的多。PLC有丰富的指令系统,有各种各样的I/O接口、通信接口, 有大容量的存
10、,有可靠的自身监控系统,因而具有以下基本的功 能(1)逻辑处理功能;(2)数据运算功能;(3)准确定时功能;(4)高速计数功能;(5)中断处理(可以实现各种外中断)功能;(6)程序与数据存储功能;(7)联网通信功能;(8)自检测、自诊断功能。可以说,凡普通小型计算机能实现的功能,PLC几乎也都可以 做到。像PLC这样。有很丰富的功能,是别的电控器所没有的,更 是传统的继电控制电路所无法比较的。丰富的功能为PLC的广泛 应用提供了可能,同时,也为自动门行业的远程化、信息化与智能化 创造了条件PLC工作原理(1) PLC采用“顺序扫描,不断循环”的工作方式(2)每次扫描过程。集中对输入信号进行采样
11、。集中对输出信 号进行刷新。(3)输入刷新过程。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段 时,输入端有新状态,新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描 时,新状态才被读入。(4) 一个扫描周期分为输入采样,程序执行,输出刷新。(5)元件映象寄存器的容是随着程序的执行变化而变化的。(6)扫描周期的长短由三条决定:CPU执行指令的速度、指令本身占有的时间、指令条数作者签名:日期:毕业论文(设计)授权使用说明本论文(设计)作者完全了解*学院有关保存、使用毕业论文(设 计)的规定,学校有权保存论文(设计)并向相关部门送交论文(设计)的电子版和纸质版。有权将论文(设计)用于非赢利目的的少量 复制并允许论文(
12、设计)进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文(设计)的全部或局部容。的论文(设计)在解密后适用本规定。作者签名:指导教师签名:日期:.日期:考前须知1 .设计(论文)的容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体局部:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献(7)由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象,即输入/输出响应延迟3. PLC选型在PLC系统设计时,首先应确定控制方案,下一步工作就是PLC工程设计选型。工艺流程的特点和应用要设计选型的主要 依据。因此,工
13、程设计选型和估算时,应详细分析工艺过程的特点、 控制要求,控制任务和围确定所需的操作和动作,然后根据控制要求, 估算输入输出点数、所需存储器容量、确定-7 - PLC的功能、 外部设备特性等,最后选择有较高性能价格比的PLC和设计相应 的控制系统。(1)输入输出(I/O)点数的估算I/O点数估算时应考虑适 当的余量,通常根据统计的输入输出点数,再增加10%20%的可扩 展。余量后,作为输入输出点数估算数据。(2)存储器容量的估算存储器容量是可编程序控制器本身能 提供的硬件存储单元大小,程序容量是存储器中用户应用工程使用的 存储单元的大小,因此程序容量小于存储器容量。设计阶段,由于用 户应用程序
14、还未编制,因此,程序容量在设计阶段是未知的,需在程 序调试之后才知道。为了设计选型时能对程序容量有一定估算,通常 采用存储器容量的估算来替代。存储器存容量的估算没有固定的公式,许多文献资料中给出了不 同公式,大体上都是按数字量I/O点数的1015倍,加上模 拟I/O点数的100倍,以此数为存的总字数(16位为一个 字),另外再按此数的25%考虑余量。因此本课题的PLC存容量选 择应能存储2000条梯形图,这样才能在以后的改造过程中有足够 的空间。(3)控制功能的选择 该选择包括运算功能、控制功能、通信功 能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。 根据本课题所 设计控制的需要,主要介绍以下
15、几种功能的选择。控制功能PLC主要用于顺序逻辑控制,因此,大多数场合常采用单回路 或多回路控制器解决模拟量的控制,有时也采用专用的智能输入输出 单元完成所需的控制功能,提高PLC的处理速度和节省存储器容 量。编程功能离线编程方式:PLC和编程器公用一个CPU,编程器在编程模 式时,CPU只为编程器提供服务,不对现场设备进行控制。完成编 程后,编程器切换到运行模式,CPU对现场设备进行控制,不能进 行编程。离线编程方式可降低系统本钱,但使用和调试不方便。在线 编程方式:CPU和编程器有各自的CPU,主机CPU负责现场控 制,并在一个扫描周期与编程器进行数据交换,编程器把在线编制的 程序或数据发送
16、到主机,下一扫描周期,主机就根据新收到的程序运 行。这种方式本钱较高,但系统调试和操作方便,在大中型PLC中 常采用。五种标准化编程语言:顺序功能图(SFC)、梯形图(LD)、功 能模块图(FBD)三种图形化语言和语句表(IL)、结构文本(ST) 两种文本语言。选用的编程语-8 -言应遵守其标准(IEC6113123),同时,还应支持多种语言编程形式,如C, Basic 等, 以满足特殊控制场合的控制要求。诊断功能PLC的诊断功能包括硬件和软件的诊断。硬件诊断通过硬件的逻辑判 断确定硬件的故障位置,软件诊断分诊断和外诊断。通过软件 对PLC部的性能和功能进行诊断是诊断,通过软件对PLC的CPU
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