基于PLC的可變畫面廣告機(jī)控制方案設(shè)計(jì)書[文檔在線提供]
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1、 1.1 基于 PLC 的可變畫面廣告機(jī)控制系統(tǒng)目的和意義 廣告是為了某種特定的需要,通過一定形式的媒體,并消耗一定的費(fèi)用,公開而廣泛地向公眾 傳遞信息的宣傳手段。 所謂廣告,從漢語的字面意義理解,就是 “廣而告之 ”,即向公眾通知某一件事,或勸告大眾遵 守某一規(guī)定。廣告一詞,據(jù)考證是一外來語。它首先源于拉丁文 AdA verture ,其意思是吸引人注意。 中古英語時(shí)代(約公元 1300— 1475年),演變?yōu)?Advertise ,其含義衍化為 “使某人注意到某件事 ”,或 “通知?jiǎng)e人某件事,以引起他人的注意 ”。直到
2、17世紀(jì)末,英國(guó)開始進(jìn)行大規(guī)模的商業(yè)活動(dòng)。這時(shí), 廣告一詞便廣泛地流行并被使用。此時(shí)的 “廣告 ”,已不單指一則廣告,而指一系列的廣告活動(dòng)。靜 止 的 物 的 概 念 的 名 詞 AdverA tise , 被 賦 于 現(xiàn) 代 意 義 , 轉(zhuǎn) 化 成 為 “Advertising ?!? 廣告有廣義和狹義之分,廣義廣告包括非經(jīng)濟(jì)廣告和經(jīng)濟(jì)廣告。非經(jīng)濟(jì)廣告指不以盈利為目的的廣告,又稱效應(yīng)廣告,狹義廣告僅指經(jīng)濟(jì)廣告,又稱商業(yè)廣
3、告,是指以盈利為目的的廣告,商業(yè)廣告主要目的是擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益。如今廣告方式多種多樣,需要媒體工具來宣傳信息,我覺得可變畫 面廣告機(jī)能夠成為一種廣告很好的宣傳工具需要控制系統(tǒng)來控制,基于 PLC 可變廣告機(jī)控制系統(tǒng)目的和意義來源于此。 1.2 可變畫面廣告機(jī)的現(xiàn)狀及存在的問題 廣告作為社會(huì)文化與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的晴雨表,無疑與高校學(xué)府一樣。當(dāng)代社會(huì)廣告在產(chǎn)品的銷售中占有很大的比重,故目前廠家在銷售商品時(shí)都運(yùn)用了大量的廣告進(jìn)行宣傳。廣告的形式一般有這么幾種:電視上的立體畫面及聲音;廣播電臺(tái)中聲音宣傳;街頭或商場(chǎng)中的大屏幕電子顯示系統(tǒng);報(bào) 1
4、 紙上雜志上的文字宣傳;街頭巷尾的燈箱廣告。前面 4種形式價(jià)格較高,但顯示的信息量較多;而普 通的燈箱廣告畫布上印的宣傳內(nèi)容大多靜止不動(dòng),傳遞的信息量有限,優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格較低。 采用可變畫面廣告機(jī),用 PLC控制將多副畫面連接起來裝在露天燈箱中,畫卷用電動(dòng)機(jī)拖動(dòng), 可上下移動(dòng)進(jìn)行循環(huán)顯示,信息量大,動(dòng)態(tài)效果好,可以對(duì)多種商品進(jìn)行介紹或宣傳,在街頭構(gòu)成 一道風(fēng)景線同時(shí)也適用于大商場(chǎng)中對(duì)商品信息以及銷售情況進(jìn)行介紹。畫卷可以定期更換,方便不 同商品需要,而且不僅適合露天廣告宣傳,也可以用于大型商場(chǎng)中進(jìn)行產(chǎn)品信息介紹。 可變畫
5、面廣告機(jī)控制裝置是一種新型的廣告發(fā)布設(shè)備, 為了達(dá)到良好的 宣傳效果。在畫卷循環(huán)運(yùn)行過程中,各個(gè)畫布畫面出現(xiàn)的時(shí)間都保持一致, 展示一定的時(shí)間后再改換到下一序號(hào)的畫面。 1.3 本設(shè)計(jì)的任務(wù) 本設(shè)計(jì)的任務(wù):設(shè)計(jì)畫面可以變換的廣告機(jī),讓自己所學(xué)的知識(shí)和現(xiàn) 實(shí)生活中充分的結(jié)合,廣告機(jī)的設(shè)計(jì)目的、意義和現(xiàn)狀及存在的問題、系 統(tǒng)程序設(shè)計(jì)可變畫面廣告機(jī)硬件及軟件設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)的選擇等,本設(shè)計(jì) 就是要用自己所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)出自己所想要的廣告機(jī)并且能達(dá)到預(yù)想的目 的。
6、 2 可變畫面廣告機(jī)總體設(shè)計(jì) 2 可變畫面廣告機(jī)是一種機(jī)電一體化裝置,它適用于大型體育場(chǎng)館在舉行體育比賽時(shí)進(jìn)行商業(yè)廣 告和精神文明宣傳,是一種比較實(shí)用的媒體工具,做廣告宣傳效果極佳。其總體設(shè)計(jì)如圖 2-1 所示: 圖 2-1 可變畫面廣告
7、機(jī)總體 設(shè)計(jì)圖 可變畫面廣告機(jī)可用于城市的公共場(chǎng)所如大型廣場(chǎng)、 街道兩邊的廣告宣 傳,也可以用于大型商場(chǎng)的廣告信息介紹。它有多幅畫面,畫面可以交替 顯示。這種廣告媒體發(fā)布的信息量大,動(dòng)態(tài)效果好。 可變畫面廣告機(jī)燈箱的上部、下部設(shè)有卷軸,滾動(dòng)畫卷纏繞在卷軸上。 卷軸由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí),卷軸帶動(dòng)畫布下行;電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí), 卷軸帶動(dòng)畫卷上行。滾動(dòng)畫卷中每幅廣告畫面在燈箱中停止時(shí),要求定位 準(zhǔn)確,從燈箱窗口看去,畫面完整。 3
8、 3 可變畫面廣告機(jī)控制系統(tǒng)選擇 3.1 可編程序控制器的概述 可編程序控制器的產(chǎn)生與發(fā)展 20世紀(jì) 60年代初,控制器還主要是由繼電器組成,它所構(gòu)成的控制系統(tǒng)都是按預(yù)先規(guī)定的條件 或時(shí)間順序地工作。若要改變控制順序就必須改變控制器的硬件接線,這不僅影響了產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期,而且對(duì)于比較復(fù)雜的控制系統(tǒng)來說,不但設(shè)計(jì)制造困難,而且其可靠性不高,查找和排除 故障也往往是費(fèi)刊,和困難的。 1968年,美國(guó)通用汽車公司 (GM) 根據(jù)市場(chǎng)形勢(shì)與生產(chǎn)發(fā)展的需要, 提出了多品種、小批量、不斷翻新汽車品牌型號(hào) ”的戰(zhàn)略。依靠
9、原有的工業(yè)控制裝置顯然不行,其想尋求一種新方法,以便盡可能地減少重新設(shè)計(jì)和重新接線的工作,從而降低成本、縮短周期,這就 是用新的控制裝置取代繼電器控制裝置。 GM 公司用它應(yīng)當(dāng)達(dá)到的十項(xiàng)功能指標(biāo)描述了這個(gè)設(shè)想中的全新的工業(yè)控制裝置,即: ①編程方便,現(xiàn)場(chǎng)可修改程序 ②維修方便,采用模塊化結(jié)構(gòu); ③可靠性高于繼電器控制裝置; ④體積小于繼電器控制裝置; ⑤數(shù)據(jù)可直接送人管理計(jì)算機(jī); ⑥成本可與繼電器控制裝置競(jìng)爭(zhēng); ⑦可直接用 115V 交流輸入; ⑧輸出為 llSV 、2A 以上,能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等; ⑨通用
10、性強(qiáng),易于擴(kuò)展; ⑩用戶程序存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到 4KB 。 1969年,美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司 (DEC) 研制成功第一臺(tái) PLC ,將其應(yīng)用于美國(guó)通用汽車自動(dòng)裝配生產(chǎn) 線上,取得了極大的成功。人們根據(jù)這種新型工業(yè)控制裝置可以通過編程改變控制方案這一特點(diǎn), 以及專門用于邏輯控制的情況,稱這種新的工業(yè)控制裝置為可編程序控制器 (ProgrammableLogicController) ,簡(jiǎn)稱為 PLC 。自 1969年第一臺(tái)可編程序邏輯控制器面世以來,目前 可編程序控制器已經(jīng)成為一種最重要、最普及、應(yīng)用場(chǎng)合最多的工業(yè)控制器。早期 PLC 是為取代繼
11、 4 電邏輯控制而設(shè)計(jì),是用于開關(guān)控制,具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能。進(jìn)入 20世紀(jì) 70 年代之后,出現(xiàn)了微處理器。它的體積小、功能強(qiáng)、價(jià)格便宜,很快被用于可編程序控制器,使 PLC 的功能增強(qiáng)、工作速度加快、體積減小、可靠性提高、成本下降?,F(xiàn)代町編程序控制器不僅能實(shí)現(xiàn) 對(duì)開關(guān)量的邏輯控制,還具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、運(yùn)動(dòng)控制等功能,??刂破鞯墓δ芤巡幌抻谶? 輯運(yùn)算,還具有連續(xù)模擬量處理、高速計(jì)數(shù)、遠(yuǎn)程 I /O和網(wǎng)絡(luò)通信等功能,因而用 “PLC”是不能描 述其多功能的特點(diǎn)的。1980年,美國(guó)電氣制造
12、商協(xié)會(huì)(NEMA) 給它一個(gè)新的名稱 “ ProgrammableControl —,let簡(jiǎn)”稱 PC 。 1982 年 國(guó) 際 電 工 協(xié) 會(huì) IEC(Internationa Electrotechnical Commission) 專門為 PC下了嚴(yán)格的定義。然而 PC這一縮寫在我國(guó)早已成為個(gè)人計(jì)算機(jī)的代名詞,為 避免造成名詞術(shù)語混亂,在我國(guó)仍沿用 PLC 來表示可編程序控制器。 1987年,國(guó)際電工協(xié)會(huì) 1EC頒布了可編程序控制器標(biāo)準(zhǔn) (第三版 ),對(duì)可編程序控制器作了如下定 義: 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境
13、下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用了 可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸人和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體,易于擴(kuò)展其功能的原則設(shè)計(jì)。定 義強(qiáng)調(diào)了可編程序控制器是 “數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) ”,即它也是一種計(jì)算機(jī),是 “專為在工業(yè)環(huán)境 下應(yīng)用而設(shè)計(jì) ”的工業(yè)計(jì)算機(jī)。這種工業(yè)計(jì)算機(jī)采用 “面向用戶的指令 ”,因此編程方便。它能完成邏 輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作,它還具有 “數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制 ”
14、的能力, 并且非常容易 “與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體 ”,易于 “擴(kuò)展 ”。定義強(qiáng)調(diào)了可編程序控制器直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境,它需具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。這也是區(qū)別于一般微機(jī)控 制系統(tǒng)的一個(gè)重要特征。由于 PLC 引入了微處理機(jī)及半導(dǎo)體存儲(chǔ)器等新一代電子器件,并用規(guī)定的 指令進(jìn)行編程,能靈活地修改,即用軟件方式來實(shí)現(xiàn) “可編程 ”的目的。 PLC 從誕生至今,雖然只有 30 多年的歷史,但其發(fā)展勢(shì)頭十分迅猛。 如在 工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中 PLC 已無處不在。今后,PLC 主要在如下幾個(gè)方面發(fā)展: 1.小型化、專用化、低
15、成本方向發(fā)展 隨著微電子技術(shù)的發(fā)展,新型器什被大幅度地提高功能和降低價(jià)格。 5 PLC 的功能不斷加強(qiáng),將原來大、中型 PLC 才有的功能移植到小型 PLC 上。 PLC 結(jié)構(gòu)更為緊湊、小巧,體積更小,而安裝和操作使用十分簡(jiǎn)便。由于 PLC 中主要部件成本的不斷下降,這樣在大幅度提高 PLC 功能的同時(shí),也 大幅度降低了 PLC 的整體成本。 價(jià)格的不斷下降, 使得 PLC 真正成為繼電 器控制系統(tǒng)的替代產(chǎn)品。 2.系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化方向發(fā)展 每個(gè)生產(chǎn) PLC
16、 的公司幾乎都有自己的系列化產(chǎn)品,同一系列的產(chǎn)品指令及使用向上兼容,以滿足新機(jī)型的推廣和使川。為了推動(dòng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化的 進(jìn)程,一些國(guó)際性組織,如國(guó)際電工協(xié)會(huì) (IEC) ,不斷為 PLC 的發(fā)展制定一些新的標(biāo)準(zhǔn),對(duì)各種類型的產(chǎn)品有一定的規(guī)格。 可編程序控制器的硬件組成 1.中央處理器 (CPU) 與一般計(jì)算機(jī)一樣, CPU是PLC 的核心部件,整個(gè) PLC 的工作過程都是在 CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調(diào)下進(jìn)行的。它解釋并執(zhí)行用戶及系統(tǒng)程序,通過運(yùn)行用戶及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其他功能。 具體地說, CPU主要完成下列工作:
17、 ①接收,存儲(chǔ)用戶通過編程器等輸入設(shè)備輸入的程序和數(shù)據(jù); ②用掃描的方式通過 I/ O部件接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入輸人映像存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 中; ③診斷 PLC 內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤; ④ PLC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后,執(zhí)行用戶程序,完成各種數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲(chǔ)相應(yīng)的內(nèi)部控制信號(hào),以完成用戶指令規(guī)定的各種操作; ⑤響應(yīng)各種外圍沒備 (如編程器、打印機(jī)等 )的請(qǐng)求。 不同型號(hào) PLC 的CPU芯片是不同的, 現(xiàn)代 PLC 使用的 CPU主要有:通用中央處理器 (如8080 、6800 、 Z80A 、8086 等 ),它價(jià)格
18、便宜,通用性強(qiáng),還可以借用計(jì)算機(jī)成熟的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)、豐富的軟硬件資 6 源;單片機(jī) (如 8031等 ) ,單片機(jī)由于集成度高、體積小、價(jià)格低和可擴(kuò)充性好,很適合在小型 PLC 上 使用,也廣泛地 用于 PLC 的智能 I/ O模塊;位片式中央處理 (如 AMD2900 系列等 ) ,它主要追求運(yùn)算速度快,它以 4位 為一片,用幾個(gè)位級(jí)聯(lián),可以組成任意字長(zhǎng)的中央處理器,改變程序存儲(chǔ)器的內(nèi)容,可以改變計(jì)算 機(jī)的指令系統(tǒng),位片式結(jié)構(gòu)可以使用多個(gè)位中央處理器,將控制任務(wù)劃分為若干個(gè)可以并行處理的 部分,幾
19、個(gè)中央處理器同時(shí)進(jìn)行處理。目前,小型 PLC為單 CPU系統(tǒng),而中型及大型 PLC 則為雙 CPU 或多 CPU系統(tǒng)。 2.存儲(chǔ)器 PLC 的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶存儲(chǔ)器兩部分: ①系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng)存儲(chǔ)區(qū)包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)和內(nèi)部工作狀態(tài)區(qū)兩部分,系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用來存放由 PLC 生 產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序,并固化在 ROM 內(nèi),用戶不能直接更改 (常用 EPROM) 。它使 PLC 具有基本的 智能,能夠完成 PLC 設(shè)計(jì)者規(guī)定的各項(xiàng)工作。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞,很大程度上決定了 PLC 的性能, 其內(nèi)容主要包括三部分: 第一部分為系統(tǒng)
20、管理程序, 它主管控制 PLC 的運(yùn)行, 使整個(gè) PLC 按部就班地 工作;第二部分為用戶指令解釋程序,通過用戶指令解釋程序,將 PLC 的編程語言變?yōu)闄C(jī)器語言指 令,再由 CPU執(zhí)行這些指令;第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)凋用,它包括許多不同功能的子程序 及其調(diào)用管理程序,如完成輸入、輸出及特殊運(yùn)算等子程序。 PLC 的具體工作都是由這部分程序來 完成的,這部分程序的多少?zèng)Q定了 PLC 性能的強(qiáng)弱。內(nèi)部工作狀態(tài)區(qū)是為 CPU提供的臨時(shí)存儲(chǔ)區(qū), 用于存放相對(duì)少量的供內(nèi)部計(jì)算用的數(shù)據(jù)。一般將快速訪問的數(shù)據(jù)不放在主存中,而放在這一區(qū)域 里,以節(jié)省訪問時(shí)
21、間。 ②用戶存儲(chǔ)區(qū) 用戶存儲(chǔ)區(qū)包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū) (程序區(qū) )和用戶功能存儲(chǔ)器 (數(shù)據(jù)區(qū) )兩部分: 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)用來存放用戶用規(guī)定的 PLC 編程語言編寫輸入的指令、控制程序,其內(nèi)容町以 由用戶任意修改或增刪。 用戶程序存儲(chǔ)器根據(jù)所選用的存儲(chǔ)器單元類型的不同, 可以是 RAM( 有掉電 保護(hù) )、 EPROM 或 EZPROM 存儲(chǔ)器。 用戶數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)區(qū)用來存放與控制用戶程序中使用的相關(guān)數(shù)據(jù),它構(gòu)成 PLC 的各種內(nèi)部器 件,也稱 “軟元件 ”。 在 PLC 中使用的兩種類型存儲(chǔ)器:一種是只讀類型的存儲(chǔ)器,如 ROM 、
22、PROM 、 EPROM 和 E2PROM 等;另一種是町讀寫的隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 。 7 ③輸入、輸出接口 輸入、輸出接口是 PLC 與外界連接的接口。輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號(hào),一 類是由按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸電、接近開關(guān)、光電開關(guān)、數(shù)字撥碼開關(guān)等的開關(guān)量 輸入信號(hào);另一類是由電位器、測(cè)速、發(fā)電機(jī)和各種變換器等傳來的模擬信量輸入信號(hào)。輸出接口 用來連接被控對(duì)象中各種執(zhí)行元件,如繼電器、電磁閥、指示燈、調(diào)節(jié)閥、調(diào)速裝置等。 輸入、輸出接口有數(shù)字量輸入、輸出和模擬量輸入、輸出兩
23、種形式。數(shù)字量輸入、輸出接口的 作用是將外部控制現(xiàn)場(chǎng)的數(shù)字信號(hào),與 PLC 內(nèi)部信號(hào)的電平相互轉(zhuǎn)換;而模擬量輸入、輸出接口作 用是將外部控制現(xiàn)場(chǎng)的模擬信號(hào)與 PLC 內(nèi)部的數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換。輸入、輸出接口一般都具有光電 隔離和濾波,其作用是把 PLC 與外部電路隔離開,以提高 PLC 的抗干擾能力。通常 PLC 的開關(guān)量輸入 接口按使用的電源不同有三種類型:直流 12~24V 輸入接口,交流 100~120V 或 200~240V 輸入接口與 交流( AC/DC )12~24V 輸入接口。輸入開關(guān)可以是無源觸點(diǎn)或傳感器的繼電器的集電極開路的晶體 管。 PL
24、C 開關(guān)量輸入接口按輸入開關(guān)器件種類不同常有三種形式:第一種是繼電器輸出型, CPU輸 入時(shí)接通或斷開繼電器的線圈,使繼電器觸電閉合或斷開,再去控制外部電路的通斷,第二種是晶 體管輸出型,通過光耦合使開關(guān)晶體管截止或飽和導(dǎo)通以控制外部電路;第三種是雙向晶閘管輸出 型,采用的是光觸發(fā)型雙向晶閘管,按照負(fù)載使用電源不同,分為直流輸出接口、交流輸出接口和 交直流輸出接口。 3.1.3 可編程序控制器的軟件組成 1.系統(tǒng)程序 系統(tǒng)程序重要包括三部分。第一部分為系統(tǒng)管理程序,他控制 PLC 的運(yùn)行,使整個(gè) PLC 按部
25、就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序,通過用戶指令程序,將 PLC 的變成語言變?yōu)闄C(jī)器語言 指令,再有 CPU 執(zhí)行這些指令。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序,包括許多不同功能的子 程序及其調(diào)用管理程序。 2.用戶程序 用戶程序即應(yīng)用程序,是可編程序控制器的使用者針對(duì)具體控制對(duì)象編制的應(yīng)用程序。根據(jù)不 同控制要求編寫不同的程序,相當(dāng)于改變可編程序控制器的用途,也就相當(dāng)于繼電接觸器控制設(shè)備 的硬件接線線路進(jìn)行重設(shè)計(jì)和重接線, 這就是所謂的 “可編程序 ”。程序既可由編程器方便的送入 PLC 內(nèi)部?jī)?chǔ)存器,也能通過他方便地讀出、檢查
26、與修改。 3.2 利用可編程序控制器控制 可編程邏輯控制器 (PLC) 是 20 世紀(jì) 60 年代末期在硬接線邏輯控制技術(shù) 8 和計(jì)算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。其具有功能 強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡(jiǎn)單及體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便 等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)化控制的各個(gè)領(lǐng)域。 PLC 是一種數(shù)字式運(yùn)算操 作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器, 用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操 作的指令,并
27、通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械和 生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關(guān)設(shè)備,都應(yīng)按易于工業(yè)控制形成一個(gè)整體,易于 擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 PLC 的主要特點(diǎn)是可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡(jiǎn)單、使用方便、 設(shè)計(jì)、安裝容易,維護(hù)工作量少、功能完善、功用性強(qiáng)、體積小、能耗低和性價(jià)比高。 PLC 的工作原理是循環(huán)掃描的工作原理,也就是從自診斷 →與編程器通信 → 讀入現(xiàn)場(chǎng)信號(hào) → 解用戶程序 →輸出結(jié)果 →自診斷的周而復(fù)始地重復(fù)。 PLC 采用的是典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu), 它主要包括: ?中央處理單元 CPU;?存儲(chǔ)器; ?輸入 /輸出
28、存儲(chǔ)器; ?輸入、輸出接口; ?電源; ?總線系統(tǒng)。 中央處理單元( CPU)的主要任務(wù): ?從存儲(chǔ)器中讀取指令; ?執(zhí)行指令; ?取下一條指令; ?處理中斷; ?自診斷。 輸入 /輸出接口( I/O)的主要任務(wù): ?獲取現(xiàn)場(chǎng)信號(hào); ?對(duì)信號(hào)進(jìn)行處 理; ?轉(zhuǎn)換電信號(hào); ?隔離 CPU 電信號(hào)。 存儲(chǔ)器主要類型有: ?系統(tǒng)存儲(chǔ)器 ROM;?用戶存儲(chǔ)器 RAM 、EPROM、 EEPROM。 9 3.3 利用單片機(jī)控制 單片機(jī)誕生于 20世紀(jì) 70年代末,單片機(jī)是把構(gòu)成一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)所必
29、須的功能部件集成到一個(gè) 芯片內(nèi),它由 CPU、片內(nèi)儲(chǔ)存器、寄存器、 I/O 接口、定時(shí) /計(jì)數(shù)器、串行口和一套完善的中斷管理和處理系統(tǒng)。目前大部分還會(huì)具有外存。同時(shí)集成諸如通訊接口、定時(shí)器,實(shí)時(shí)時(shí)鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。 單片機(jī)也被稱為微控制器( Microcontroller ),是因?yàn)樗钤绫挥迷诠I(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯 片內(nèi)僅有 CPU 的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計(jì)理念是通過將大量外圍設(shè)備和 CPU 集成在一個(gè) 芯片中,使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)更小,更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對(duì)體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)
30、備當(dāng)中。單片機(jī)不是 完成某一個(gè)邏輯功能的芯片 ,而是把一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成到一個(gè)芯片上。不同的是它的部件性能都相 對(duì)我們的家用電腦弱很多,不過價(jià)錢也是低的,作為控制部分的核心部件。 單片機(jī)是靠程序的,并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能,尤其是特殊的獨(dú)特的一 些功能,這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的,有些則是花大力氣也很難做到的。由于單片機(jī) 對(duì)成本是敏感的,所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級(jí)匯編語言。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程 控制等領(lǐng)域,單片機(jī)具有體積小、功耗低、控
31、制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點(diǎn),結(jié) 合不同類型的 傳感器, 可實(shí)現(xiàn)諸如電 壓、功 率、頻率、濕 度、溫 度、流量、速 度、厚 度、角度、長(zhǎng) 度、硬 度、元素、壓 力等物 理量的測(cè)量。 將傳感器 的檢測(cè) 輸入到單片機(jī),在運(yùn)用內(nèi)部計(jì)算,程序控制輸出使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),讓畫面移動(dòng)。在本設(shè)計(jì)中利用單片機(jī)控制構(gòu)成框圖如 3-1所示: 10 圖 3-1 單片機(jī)控制框圖 3.4 綜合
32、比較論證選擇控制系統(tǒng) 綜上兩種所述,本設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)需要在露天環(huán)境下工作,要求抗干擾強(qiáng),編程簡(jiǎn)單,成本低 廉,安裝容易,工作穩(wěn)定和維護(hù)工作量少等要求,利用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)比較符合本設(shè)計(jì)的要求。而單片機(jī)的 I/O 控制不容易,難以實(shí)現(xiàn),內(nèi)部程序指令也比較復(fù)雜不太符合本設(shè)計(jì)的要求;因此,本設(shè)計(jì)選用 PLC 控制系統(tǒng)對(duì)廣告機(jī)進(jìn)行電氣部分控制。 4 可變畫面廣告機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4.1 可編程序控制器和傳感器選擇 可編程序控制器選擇 可編程序控制器是以中央處理器為核心的數(shù)字式電子、電氣自動(dòng)控制裝置,其實(shí)質(zhì)是一種工業(yè) 控制專用計(jì)算機(jī)。
33、目前可編程序控制器的品種很多,各種不同型號(hào)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也各不相同。但其基 本 組 成 原 理 卻 基 本 相 同。 PLC 實(shí)質(zhì)上是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī), PLC 與計(jì)算機(jī)的組成十分相似。只不過它比一般的計(jì)算機(jī)具有 更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口,以及更直接的適應(yīng)于控制要求的編程語言。從硬件結(jié)構(gòu)看,它也 有中央處理器 (CPU) 、存儲(chǔ)器、輸入/輸出 (I / O)接口、電源等組成,可編程序控制器的基本組成如 圖 4-1 所示:
34、 11 圖 4-1 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 1.輸入部分 : 如按鈕開關(guān)、限位開關(guān)等,直接與 PLC 輸入端子相連接,用以產(chǎn)生輸入控制信號(hào), 這些信號(hào)一般來自操作臺(tái)上的人工指令。 PLC 以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶處理程序,在執(zhí)行程序前首 先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài) (輸入信號(hào) )讀入輸入映象寄存器中, 然后開始執(zhí)行用戶 處理程序 .在執(zhí)行過程中,即使輸入信號(hào)發(fā)生變化,輸入映象寄存器的內(nèi)容也不變,直到下一個(gè)掃描 周期的輸入處理階段才重
35、新讀取輸入狀態(tài)。 2.程序控制 :在程序執(zhí)行階段, PLC 順序掃描用戶程序,每執(zhí)行一條程序所需要的信息都從輸入 映象寄存器和其他內(nèi)部寄存器中讀出并參與計(jì)算,然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)輸出映象寄存器中。 3.輸出部分 :當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢后, 將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中, 構(gòu)成 PLC 的實(shí)際輸出并由輸出端子送出。 SIMATIC S7-200系列可編程序控制器是德國(guó)西門子( Siemens)公司生產(chǎn)的具有高性能價(jià)格比的 微型可編程序控制器。由于它具有機(jī)構(gòu)小巧,運(yùn)行速度高,價(jià)格低廉及多功能多用途等特點(diǎn)。 SIMATIC
36、 系列 PLC 有 S7-400、S7-300 和 S7-200 三種子系列, 分別為 S7 系列的大、 中、小(微) 型 PLC 系統(tǒng)。 綜上所述:由于控制系統(tǒng)在露天工作,工作空間狹小,工作需要穩(wěn)定,節(jié)能等因素的考慮,所 以選擇 S7-200 系列 PLC 作為控制器, S7-200 屬于微小型 PLC ,符合本設(shè)計(jì)的要求。 傳感器選擇 本設(shè)計(jì)采用位置檢測(cè)的霍爾傳感器,價(jià)格在 50-120之間不算太昂貴,霍爾開關(guān)具有無觸點(diǎn)、低 功耗、長(zhǎng)使用壽命、相應(yīng)頻率高等特點(diǎn), 1.霍爾效應(yīng) 如圖 4-2所示,當(dāng)半導(dǎo)體薄片置于磁場(chǎng)強(qiáng)度為 B
37、 的磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向垂直于薄片。 當(dāng)有電流 I 流過薄片時(shí),在垂直于電流和磁場(chǎng)的方向上將產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì) EH ,這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng), 該電動(dòng)勢(shì)為霍爾電勢(shì),上述半導(dǎo)體稱為霍爾原件?;魻杺鞲衅鞯墓ぷ髟砭褪菓?yīng)用了半導(dǎo)體材料的 霍爾效應(yīng)。 12 圖4-2 霍爾效應(yīng) 原理簡(jiǎn)述:激勵(lì)電流 I 從 a、 b 端輸入,磁場(chǎng) B 由正上方作
38、用于薄片,這時(shí)電子 e 的運(yùn)動(dòng)方向與 電流方向相反,將受到洛侖茲里 FL 的作用,向內(nèi)側(cè)偏移,該側(cè)形電子的堆積,從而在薄片的 c、 d 方向產(chǎn)生電場(chǎng)。電子積累的越多, FL 也越大,半導(dǎo)體薄片 c、d 方向的斷面之間建立的電動(dòng)勢(shì) EH 就是霍爾電動(dòng)勢(shì)。其表達(dá)式為 EH=KIB/d 其中 K 為霍爾系數(shù), I 為薄片中通過的電流, B 為外加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度, d 是薄片的厚度。 由此可知,流入激勵(lì)電流端的電流 I 越大、作用在薄片上的磁場(chǎng)強(qiáng)度 B 越強(qiáng),霍爾電動(dòng)勢(shì)越高。 磁場(chǎng)方向相反,霍爾電動(dòng)勢(shì)的方向隨之改變。 2.霍爾元件
39、 根據(jù)霍爾效應(yīng),人們用半導(dǎo)體材料制成的元件叫霍爾元件。它具有對(duì)磁場(chǎng)敏感、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體 積小、頻率響應(yīng)寬、輸出電壓變化大和使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),因此,在測(cè)量、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息 技術(shù)等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 3.霍爾傳感器 由于霍爾元件產(chǎn)生的電勢(shì)差很小,故通常將霍爾元件與放大器電路、溫度補(bǔ)償電路及穩(wěn)壓電源 電路等集成在一個(gè)芯片上,稱之為霍爾傳感器。 13 4.霍爾傳感器的分類 霍爾傳感器分為線性型霍爾傳感器和開關(guān)型霍爾傳感器兩種。①線性型霍爾傳感器由霍爾元件、線性放大器和射極跟隨器組成,它輸出模
40、擬量。②開關(guān)型霍爾傳感器由穩(wěn)壓器、霍爾元件、差分放大器,斯密特觸發(fā)器和輸出級(jí)組成,它輸出 數(shù)字量。 全是書上的客觀內(nèi)容,請(qǐng)適量節(jié)選點(diǎn),或者中間穿插中間的主觀設(shè)計(jì),這樣體現(xiàn)不出個(gè)人的工作量,不是設(shè)計(jì)而成了抄書。 本設(shè)計(jì)選用的霍爾傳感器主要參數(shù)是 1.尺寸: 32mmX11mmX20mm 2.芯片: LM393 、霍爾開關(guān) 3144 3.電壓:直流 4-6V 特點(diǎn): ①具有信號(hào)輸出指示 ②單路信號(hào)輸出 ③輸出有效信號(hào)為低電平 ④有磁場(chǎng)切割就有信號(hào)輸出 ⑤可用于電機(jī)測(cè)速 /位置檢
41、測(cè)等場(chǎng)合 4.2 可變畫面廣告機(jī)畫面設(shè)計(jì) 可變畫面廣告機(jī)的燈箱內(nèi),上下分別設(shè)有兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)軸,由軸承支撐轉(zhuǎn)動(dòng),電動(dòng)機(jī)通過帶輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),畫卷繞在其轉(zhuǎn)動(dòng)軸上面,畫卷有三幅。每幅畫面設(shè)有傳感器的感應(yīng)點(diǎn)。在其中由于可變畫面廣告機(jī)工作是要求畫面能夠移動(dòng)并且定位,所以需要檢測(cè)裝置來對(duì)其畫面定位。 可變畫面廣告機(jī)的定位裝置選擇接近開關(guān),那么對(duì)其畫面的定位就有了詳細(xì)的要求,廣告機(jī)畫面示意如圖 4-3 所示: 14
42、 感應(yīng)點(diǎn) 1 1 燈箱 接近開關(guān) 2 接近開關(guān) 1 2 感應(yīng)點(diǎn) 3 感應(yīng)點(diǎn) 2 接近開關(guān) 3 3 圖 4-3 可變畫面廣告機(jī)畫面示意 圖 感應(yīng)點(diǎn) 4 首先對(duì)畫面進(jìn)行設(shè)計(jì), 本設(shè)計(jì) 有 3 幅畫面,燈箱為大方 框,在圖中方框內(nèi)為廣告機(jī)顯示出的一幅畫面,出于畫面定位設(shè)計(jì),用于畫面精確定位的感應(yīng)點(diǎn), 分別位于三幅畫面的中,分別為感應(yīng)點(diǎn) 1、感應(yīng)點(diǎn) 2、感應(yīng)點(diǎn) 3、感應(yīng)點(diǎn) 4,第一幅畫面的右上角設(shè) 計(jì)有一個(gè)感應(yīng)點(diǎn) 1,是用于當(dāng)霍爾接近開關(guān) 2 檢測(cè)到信號(hào),使
43、電機(jī)反轉(zhuǎn)的感應(yīng)點(diǎn),第三幅畫面的右 下角也設(shè)有一個(gè)感應(yīng)點(diǎn) 4,用于當(dāng)霍爾接近開關(guān) 3 檢測(cè)到信號(hào)使電機(jī)反轉(zhuǎn)的感應(yīng)點(diǎn),感應(yīng)點(diǎn) 2、感應(yīng) 點(diǎn) 3 分別用于第二幅畫面來回定位這是我對(duì)于畫面感應(yīng)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。 然后,傳感器的布置如上圖所示,霍爾接近開關(guān) 1 用于畫面的定位,霍爾接近開關(guān) 2 和霍爾接 近開關(guān) 3 用于電機(jī)的正 /反轉(zhuǎn)的檢測(cè)。 4.3 控制系統(tǒng)考慮的問題 設(shè)計(jì)控制程序時(shí),應(yīng)考慮下面的問題: 1.手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換。由手動(dòng)切換到自動(dòng),由自動(dòng)切換到手動(dòng)。 2.由于運(yùn)行的慣性,畫布停止時(shí)其上面的感應(yīng)點(diǎn)有可能沖過檢測(cè)點(diǎn)的感應(yīng)區(qū),也
44、就是說畫布停 止時(shí),檢測(cè)點(diǎn)的信號(hào)并非一直接通的。 3.頭幀畫面、尾幀畫面的停止時(shí)間和中間幀畫面停止時(shí)間相同,這樣做是為了保證每一幀畫面 15 總的停留時(shí)間是相同的。 4.為了防止自動(dòng)運(yùn)行時(shí)畫布從卷軸上被拽出來,程序設(shè)置了保護(hù)功能。在自動(dòng)狀態(tài)下,出現(xiàn)情 況時(shí),電機(jī)應(yīng)停止運(yùn)行,給出報(bào)警信號(hào)。 4.4 控制要求 1.按下啟動(dòng)按鈕,電動(dòng)機(jī)延時(shí) 50 秒啟動(dòng)。 2.啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)畫面轉(zhuǎn)動(dòng), 當(dāng)燈箱中間的接近開關(guān) 1,檢測(cè)到第二幅畫面已到指定位置的時(shí)候, 畫面停止移動(dòng)。 3.畫面到
45、達(dá)指定位置時(shí),在其指定位置停留 50 秒,然后啟動(dòng)。 4.當(dāng)畫面轉(zhuǎn)動(dòng)到第 3 幅的時(shí)候,接近開關(guān) 3 檢測(cè)到信號(hào),畫面停止移動(dòng)當(dāng)?shù)谝环嬅娴竭_(dá)指定 位置的時(shí)候,在其指定位置停留 50 秒接近開關(guān) 2 檢測(cè)到信號(hào),畫面停止移動(dòng),在其指定位置停留 50 秒,并然后重復(fù)上述過程。 5.廣告機(jī)畫面可以手動(dòng)控制向上 /下運(yùn)行。 6.為了防止自動(dòng)運(yùn)行時(shí)畫布從卷軸上被拽出來,程序設(shè)置了保護(hù)功能。在自動(dòng)狀態(tài)下,電機(jī)應(yīng) 停止運(yùn)行,給出報(bào)警信號(hào)。 7.任何時(shí)候停電或按下總停按鈕,電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),畫面停止移動(dòng)。 4.5 I/O 點(diǎn)數(shù)計(jì)算 手動(dòng)選擇開關(guān),
46、需要 1 個(gè)輸入端; 手動(dòng)方式工作時(shí),控制畫卷上 /下行各需要 1個(gè)輸入端,共計(jì) 2個(gè)輸入端; 3個(gè)霍爾傳感器,需要 3個(gè)輸入端; 電機(jī)正轉(zhuǎn),需要 1個(gè)輸出端; 電機(jī)反轉(zhuǎn),需要 1個(gè)輸出端; 故障報(bào)警,需要 1 個(gè)輸出端。 上面是主要功能的輸入輸出部分,在實(shí)際當(dāng)中,還應(yīng)該考慮自動(dòng)手動(dòng)狀態(tài)下分別輸出要有指示 燈,而且在排除故障的時(shí)候還要有消除按鈕用作輸入; 再考慮到以后可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整與擴(kuò)充, 所以一般情況下需要留出 10%— 15%的備用點(diǎn); 此外該設(shè)計(jì)需要大量的計(jì)數(shù)器定時(shí)器還有保持繼電器,故需要占用不小的存儲(chǔ)空間。
47、 I/O 點(diǎn)數(shù) =輸入、輸出點(diǎn)數(shù)之和 * ( 10%—— 15%備用點(diǎn)數(shù)) =10*15%=12 4.6 I/O 地址分配表 表 5-1 I/O 地址分配表 16 輸入部分 輸出部分 序號(hào) 功能 符號(hào) 地址 序號(hào) 功能 符號(hào) 地址 1 啟動(dòng) SB1 I0.0 1 電機(jī)正傳 KM1 Q0.0 2 手動(dòng)上行 SB2 I01 2 電機(jī)反轉(zhuǎn) KM2 Q0.1 3 手動(dòng)下行 SB3 I0.2 3 報(bào)警指示 KL Q0.2 4 上檢測(cè)點(diǎn) SQ1 I0.3
48、 5 下檢測(cè)點(diǎn) SQ2 I.04 6 中間檢測(cè)點(diǎn)(正) SQ3 I0.5 7 中間檢測(cè)點(diǎn)(反) SQ3 I0.7 8 急停 SB4 I0.6 4.7 接線圖 系 統(tǒng) 輸 入輸 出圖如 4.4 所 示: 17
49、 圖 4-4 系統(tǒng)輸入輸出圖 5 控制程序設(shè)計(jì) 5.1 手動(dòng)、自動(dòng)兩種工作狀態(tài) 手動(dòng)和自動(dòng)兩種工作狀態(tài)可以相互轉(zhuǎn)換。當(dāng) I0.1/I0.2 接通時(shí),手動(dòng)工作方式;當(dāng) I0.1/I0.2 斷開時(shí), 為自動(dòng)工作方式。手動(dòng)狀態(tài)下用于畫布初始安裝及運(yùn)行過程中的維護(hù),也可使用上行按鈕 /下行按鈕 強(qiáng)制畫面上行或下行。 5.2 故障報(bào)警功能
50、 為了使系統(tǒng)正常工作,程序設(shè)置了保護(hù)功能。在自動(dòng)狀態(tài)下,當(dāng)出現(xiàn)情況時(shí),系統(tǒng)工作不正常, 18 電動(dòng)機(jī)應(yīng)停止運(yùn)行,給出報(bào)警信號(hào)。 5.3 手動(dòng)運(yùn)行時(shí)畫卷的控制 手動(dòng)運(yùn)行方式相對(duì)自動(dòng)運(yùn)行方式要簡(jiǎn)單。主要用在系統(tǒng)出現(xiàn)故障進(jìn)行維修以及更換畫布廣告的 時(shí)候。手動(dòng)狀態(tài)下,各種記憶標(biāo)志清零,由上行按鍵 I0.1 和下行按鍵 I0.2分別控制畫布上行和下行,傳感器檢測(cè)到的信號(hào)作為電動(dòng)機(jī)停止信號(hào),防止畫布從滾軸上被拽出來。 5.4 自動(dòng)運(yùn)行時(shí)畫卷的控制 當(dāng)啟動(dòng)電機(jī)時(shí),電動(dòng)機(jī)通過帶輪帶動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng),從而使畫面向下,
51、當(dāng)?shù)诙嬅嬷虚g的感應(yīng)點(diǎn)轉(zhuǎn) 動(dòng)到靠近接近開關(guān) 1 的時(shí)候,接近開關(guān) 1 檢測(cè)到信號(hào),電機(jī)電路中常閉斷開,畫面停止移動(dòng),電動(dòng) 機(jī)延時(shí) 50 秒啟動(dòng),當(dāng)?shù)谌嬅娴竭_(dá)指定位置的時(shí)候,接近開關(guān) 3 檢測(cè)到信號(hào),電機(jī)延時(shí) 50 秒反 向啟動(dòng),當(dāng)?shù)诙嬅娴竭_(dá)指定位置的時(shí)候,接近開關(guān) 1 檢測(cè)到感應(yīng)點(diǎn) 3 信號(hào),畫面停止 50 秒,當(dāng) 第一幅畫面回到指定位置的時(shí)候,接近開關(guān) 3 檢測(cè)到信號(hào),電機(jī)延時(shí) 50 秒正向轉(zhuǎn)動(dòng),如此循環(huán)。 設(shè)計(jì)思想: 本設(shè)計(jì)選擇傳感器檢測(cè)信號(hào)作為電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的開關(guān)信號(hào),傳感器檢測(cè)到信號(hào)使電動(dòng)機(jī)正 /反轉(zhuǎn), 從而帶動(dòng)畫布上 /下行,運(yùn)行
52、時(shí)間到時(shí)后,電動(dòng)機(jī)停止一段時(shí)間,傳感器檢測(cè)到信號(hào)使電動(dòng)機(jī)重新啟動(dòng),此處為本設(shè)計(jì)中最大難點(diǎn),如果畫布沖出檢測(cè)區(qū)或者未到達(dá)檢測(cè)區(qū),傳感器將因?yàn)椴荒軝z測(cè)到信號(hào)而使電動(dòng)機(jī)停機(jī),因此必須精心配置傳感器,使其能夠精確地檢測(cè)到信號(hào)。 此外,在本設(shè)計(jì)中,當(dāng)畫布運(yùn)行到第一副畫面或第三副畫面時(shí),運(yùn)行方向要改為相反,如果此時(shí)我們不采取任何措施,傳感器將再次檢測(cè)到剛剛通過的檢測(cè)點(diǎn),畫布始終第一副畫面或第三副畫面,無法繼續(xù)正常運(yùn)行。因此,我們必須在此處添加屏蔽程序,屏蔽掉第二次檢測(cè)到的信號(hào),讓畫布能夠沖出該檢測(cè)點(diǎn),達(dá)到畫布正常運(yùn)行的目的。
53、 19 5.5 程序設(shè)計(jì)梯形圖 整個(gè)設(shè)計(jì)的梯形圖如圖 5-1 所示 :
54、 20 21
55、 圖 5-1 廣告機(jī)程序梯形圖 22 6 調(diào)試 S7-200 所寫程序,調(diào)試訪真圖如下: 按下啟動(dòng)按鈕電機(jī)延時(shí) 50 秒正轉(zhuǎn)
56、 圖 6-1 電機(jī)延時(shí)啟動(dòng)圖 50 秒后電機(jī)啟動(dòng)帶動(dòng)畫面正向移動(dòng) 圖 6-2 電機(jī)正轉(zhuǎn)圖 第二幅畫面到達(dá)指定位置電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),畫面停止移動(dòng) 23
57、 圖 6-3 電機(jī)停止圖 50 秒后畫面繼續(xù)移動(dòng)(正向 ) 圖 6-4 電機(jī)正轉(zhuǎn)圖 第三幅畫面到達(dá)指定位置電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),畫面停止移動(dòng) 24
58、 圖 6-5 電機(jī)停止圖 50 秒后電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn),帶動(dòng)畫面反向移動(dòng) 圖 6-6 電機(jī)反轉(zhuǎn)圖 第二幅畫面回到指定位置電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),畫面停止移動(dòng) 25
59、 圖 6-7 電機(jī)停止圖 50 秒后畫面繼續(xù)移動(dòng)(反向) 圖 6-8 電機(jī)反轉(zhuǎn)圖 第一幅畫面回到指定位置電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng),畫面停止移動(dòng) 26
60、 圖 6-9 電機(jī)停止圖 50 秒后,電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)帶動(dòng)畫面正向移動(dòng),如此循環(huán) 圖 6-10 電機(jī)正轉(zhuǎn)圖 急停 27
61、 圖 6-11 電機(jī)急停圖 手動(dòng)上行 圖 6-12 手動(dòng)上行圖 手動(dòng)下行 28 圖 6-13 手動(dòng)上行圖 1.本程序運(yùn)用 V
62、3.1 STEP 7 MicroWIN 編寫程序并保存,點(diǎn)擊 "File" → "Export"保存為 Txt File(*.awl) 格式文件。 2.用 S7_200 軟件打開 Txt File(*.awl) 格式文件,密碼為 6596點(diǎn)擊 "Programa" → "CargarPrograma" 選擇 "Bloque logic" 和 Importar de 里面的 "Microwin V3" 選項(xiàng)。 3.最后點(diǎn)擊開始進(jìn)行仿真,本程序通過仿真軟件能實(shí)現(xiàn)手動(dòng) /自動(dòng)運(yùn)行、故障報(bào)警等功能。
63、 結(jié)論 畢業(yè)論文是學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì),通過這次比較完整的給可變畫面廣告機(jī)設(shè)計(jì),我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài),和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的 29 專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí),解決實(shí)際工程問題的能力,同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平,而且通過對(duì)整體的掌控,對(duì)局部的取舍,以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理,都使我的能力得到了鍛煉,經(jīng)驗(yàn)得到了豐富,并且意志品質(zhì)力,抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的
64、也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)在內(nèi)容上設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)不是很多, 但是過程繁瑣我的收獲卻很多。 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),我是隨著設(shè)計(jì)的不斷深入,不斷的改進(jìn)設(shè)計(jì)方案而熟悉并學(xué)會(huì)應(yīng)用的。和老師的溝通交流更使我對(duì) 設(shè)計(jì)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求,舉個(gè)簡(jiǎn)單的例子:廣告機(jī)畫卷的定位設(shè)計(jì),并不是我 想象那么簡(jiǎn)單的,一旦改變定位設(shè)計(jì)思路,那 PLC 控制的梯形圖也是隨之改變,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我提前了解了一些知識(shí),這是很珍貴的。 在設(shè)計(jì)過程中論文的排版和論文的結(jié)構(gòu)也讓我很頭痛,通過反復(fù)的修改順利如期的完成本次畢業(yè)設(shè)計(jì)給了我很大的信心,讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專
65、業(yè)的發(fā)展前景充滿信心,但是我的設(shè)計(jì)也存在很多的不足,這不足在一定程度上限制了我們的創(chuàng)造力。比如我的設(shè)計(jì)在構(gòu)思上不是很好 的,只能說我的設(shè)計(jì)能夠通過 PLC 仿真軟件實(shí)現(xiàn)我所想的功能,這些不足正是我們?nèi)ジ玫难芯扛玫膭?chuàng)造的最大動(dòng)力,只有發(fā)現(xiàn)問題面對(duì)問題才有可能解決問題,不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更 好的鞭策我前行, 今后我更會(huì)關(guān)注新技術(shù)新設(shè)備新工藝的出現(xiàn), 并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí),更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。 致謝 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是在溫洪昌老師細(xì)心的指導(dǎo)下完成的。 溫洪昌老師的專業(yè)
66、知識(shí), 嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度, 精益求精的工作作風(fēng),誨人不倦的高尚師德,嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范,樸實(shí)無華、平易近 人的人格魅力對(duì)我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)習(xí)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法,還使我明 白了許多待人待物與為人處世的道理。本課題從選題到課題的疑難點(diǎn)研究,以及論文寫作的格式規(guī) 范等,溫洪昌老師都自始自終的給予了親切的關(guān)懷和具體的指導(dǎo),在這段時(shí)間里,溫洪昌老師多次 指導(dǎo),處理存在的問題和設(shè)計(jì)、調(diào)試方面的難題。值此論文完成之際,謹(jǐn)向溫洪昌老師表示衷心的 感謝。 30 最后,還要感謝在本論文完成過程中其他給予關(guān)心和支持的老師和同學(xué),這份薄薄的論文,凝 聚了所有人對(duì)我們的關(guān)懷和期待。 參考文獻(xiàn) [1] 江秀漢等,可編程序控制器
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