2022年毕业设计方案病床呼叫系统的PLC控制设计方案 .docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 摘 要PLC 的特点 4 1.3.1 硬件的牢靠性 4 1.3.2 编程简洁,使用便利 4 1.3.3 接线简洁,通用性好 4 1.3.4 易于安装,便于爱护 5 1.4 PLC 的工作原理 5 1.5 采纳 PLC 掌握的优点 6 1.6 PLC 的编程语言 6 其次章基本方案分析 7 2. 可编程掌握器掌握系统设计方法 7 2. PLC 的编程方法 7 2.1. 2 体会法编程 8 2.2 系统流程图分解 10 第三章病床呼叫系统掌握设计 11 3.1 病床呼叫器的示意图 11 3.2 掌握要求 12 3.3 呼叫掌握系统的 I/O 通道安
2、排 12 3.4 PLC 的 I/O 接线图 13 35 梯形图的程序设计 14 3.6 指令语句 15 3.7 程序调试 17 总结 18 1 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 第 1 章 绪论1.1 引言随着科学技术的进展、近年来,我国的PLC 技术得到了快速进展及应用一些病床呼叫器也在不断改进设计、修改工艺;更新换代生产更新型的病床呼叫器,它主要由操作系统和PLC 掌握系统组成 .PLC 掌握系统运行牢靠性高,使用修理便利,抗干扰性强 ,设计和调试周期较短等优 点,倍受人们重视等优点,已成为目前在呼
3、叫掌握系统中使用最多的控 制方式,目前也广泛用于传统掌握系统的技术改造;目前国内七八十年 代安装的很多呼叫掌握系统,线路复杂,接线多,故障率高,修理保养 难,很多已处于闲置状态,速,效率低,调速性能指标较差,严峻影响 运行质量;因此对呼叫掌握技术进行讨论,查找适合我国现代呼叫的改 造方法具有特别重要的意义;病床呼叫器作为医院的重要呼叫工具与医院人员的工作和生活日益紧密联系;PLC 作为新一代工业掌握器,以其高牢靠性和技术先进性,在很多领域中得到广泛应用,从而使病床呼叫 器由传统的掌握方式进展为运算机掌握的一个重要方向,成为当前医院 掌握和技术改造的热点之一;PLC 是一种特地从事规律掌握的微型
4、运算机系统;由于 PLC 具有性 能稳固、抗干扰才能强、设计配置敏捷等特点;因此在工业掌握方面得到了广泛应用;自80 岁月后期 PLC 引入我国电梯行业以来,由PLC 组成的呼叫掌握系统被很多厂家普遍采纳;并形成了一系列的定型产品;在传统继电器系统的改造工程中,PLC 系统始终是主流掌握系统;病床呼叫掌握系统分为掌握部分和规律掌握部分;为了改善速度和运行的牢靠性,现在都改为用PLC 来掌握其运行,这样大大提高了呼叫的牢靠性能;可编程掌握器 Programmable Logic controller,简称 PLC)是以微处理器为基础,综合了运算机技术与自动化技术而开发的新一代工业掌握器;它具有牢
5、靠性高、适应工业现场的高温、冲击和振动等恶劣环境的特点,已成为解决自动掌握问题的最有效工具,是当前先进工2 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 业自动化的三大支柱之一;所以,综上所述,本设计就以 掌握;PLC 作为工具对呼叫的各种操作进行1.2 可编程掌握器的由来与进展第一台可编程掌握器的设计规范是美国通用公司提出的;当时的目 的是要求设计一种新的掌握装置以取代继电器盘,在保留了继电器掌握 系统的简洁易懂、操作便利、价格廉价等优点的基础上,同时具有现代化生产线所要求的时间响应快、掌握精度高、牢靠性好、掌握程
6、序、可 随工艺转变、易于与运算机接口、修理便利等诸多高品质与功能;这一设想提出后,美国数字设备公司DEC)于 1969 年研制成第一台PLC,型号为 PDP-14,投入通用汽车公司的生产线掌握中,取得了令人中意的成效,从今开创了PLC 的新纪元;第一台PLC 具有模块化、可扩充、可重编程及用于工业环境的特性;这些掌握器易于安装,占用空间小,可 重复使用;尽管掌握器编程有些琐碎,但它具有公共的工厂标准梯形 图编程语言,这样使得不熟识运算机的人也能便利的使用它;在短时间内, PLC 在其他工业部门也得到应用;到70 岁月初,食品、金属和制造等工业部门相继使用 PLC 代替继电器掌握设备,迈出了其有
7、用化阶段的第一步; 70 岁月中期,由于大规模集成电路的显现,使 8 位微处理器和位片处理器相继问世,使可编程掌握技术产生了飞跃;在规律运算功能的基础上,增加了数值运算、闭环掌握、提高了运算速度,扩大了输入输出规模;在这个时期,日本、西德 的特点1.3.1 硬件的牢靠性PLC 是在工业环境的恶劣条件下应用而设计的,一个设计良好的PLC 能置于有很强的电噪声、电磁干扰、机械振动、极端温度和湿度很大的环境中;在硬件设计方面,第一是选用优质器件,再就是采纳合理的系统结构,加固,简化安装,使它易于抗振动冲击,对印制电路板的设计、加工及焊接都实行了极为严格的工艺措施,而且在电路、结构及工艺上采取了一些特
8、殊的方式;例如,在输入/输出电路中都采纳了光电隔离措施,做到电浮空,既便利接地,用提高了抗干扰性能;各个 I/O 端口都除采纳了常规模拟器滤波以外,仍加上了数字滤波;内部采纳了电磁屏蔽措施,防止辐射干扰;采纳了较先进的电源电路,以防止由电源回路串入的干扰信号;采纳了较合理的电路程序,一旦某模块显现故障,进行在线插拔、调试时不会影响各机的正常运行;由于 PLC 本身具有很高的牢靠性,所以发生故障的部位大多集中在输入 /输出的部件上,以及如传4 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 感器件、限位开关、光电开关、电
9、磁电机等外围装置上;1.3.2 编程简洁,使用便利用微机实现自动掌握,常使用汇编语言编程,难于把握,要求使用者具有肯定水平的运算机硬件和软件学问;PLC 采纳面对掌握过程、面向问题的“ 自然语言” 编程,简洁把握;例如,目前打多数 PLC 均采纳 的梯形图语言编程方式,既继承了传统掌握线路的清晰直观感,又顾及了大多数电气技术人员的读图习惯及应用微机的水平很简洁被电气技术人员所接受,易于编程,程序转变时也简洁修改,很敏捷便利;这种面 向掌握过程、面对问题的编程方式,与目前微机掌握常用的汇编语言相比,虽然在 PLC 内部增加了说明程序,增加了程序执行时间,但对大多 数的机电掌握设备来说,这是微不足
10、道的;1.3.3 接线简洁,通用性好PLC 的接线只需将输入信号的设备 按钮、开关等)与 PLC 输入端子 连接,将接受输出信号执行掌握任务的执行元件 接触器、电磁阀等)与 PLC 输出端子连接;接线简洁、工作最少,省去了传统的继电器掌握系统接线和拆线的麻烦;PLC 的编程规律供应了能随要求而转变的“ 接线网络” ,这样生产线的自动化过程就能随便转变;这种性能使 PLC 具有很高的经济效益;用于连接现场设备的硬件接口实际上是 PLC 的组成部分,模块化的自诊断接口电路能指出故障,并易于排除故障与替换故障部件,这样的软硬件设计就使现场电气人员与技术人员易于是用;1.3.4 易于安装,便于爱护PL
11、C 安装简洁而且功能有效,其相对小的体积使之能安装在通常继电器掌握箱所需空间的一半的地方,在从继电器系统改换到 PLC 系统的情形下, PLC 小的模块结构使之能安装在继电器邻近并将连线向已有接线端,其实改换很便利,只要将输入/输出设备连向接线端即可;在大型5 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 安装中,长距离输入/输出站点安放在最优地点;长距离站通过同轴电缆获双扭线连向 CPU,这种配置大大削减了物料和劳力,长距离子系统方法也意味着系统不同部分可在到达安装场地前由 PLC 制造商预先连好线,这一方法大大削
12、减了电气技术人员的现场安装时间;从一开头,PLC 便以易爱护作为设计目标;由于几乎全部器件都是固态的,爱护时只需更换模块级插入式部件,故障检测电路将诊断指示器嵌在每一部件中,就能指示器是否正常工作,借助于编程设备可见输入/输出是ON 仍是OFF,仍可写编程指令来报告故障;PLC 的这些及其他特性使之成为任何一个掌握系统的有益部分;一旦安装后,其作用立刻显现,其收益也马上实现,向其他智能设备一样 性;1.4 PLC 的工作原理,PLC 的潜在优点仍取决于应用时的制造PLC 具有微机的很多特点,但它的工作方式却与微机有很大不同;微机一般采纳等待命令的工作方式;PLC 中,用户程序按先后次序存放,P
13、LC 就采纳循环扫描工作方式;在 CPU 从第一条指令开头执行程序,直至遇到终止符后又返回第一条;如此周而不断循环;每一个循环称为一个扫描周期;一个扫描周期大致可分为I/O 刷新和执行指令两个阶段;所谓 I/O 刷新即对 PLC 的输入进行一次读取,将输入端各变量的状态重 新读入 PLC 中存入内部寄存器,同时将新的运算结果送到输出端;这实 际是将存入输入、输出状态的寄存器内容进行了一次更新,故称为“I 刷新” ;由此可见,如输入变量在 I/O 刷新期间状态发生变 化,就本次扫描期间输出端也会相应的发生变化,或者说输出队输入产生了响应;反之,如在本次I/O 刷新之后,输入变量才发生变化,就本次
14、扫描输出不变,即不响应,而要到下一次扫描期间输出才会产生响应;由于 PLC 采纳循环扫描的工作方式,所以它的输出对输入的响应速度要 受扫描周期的影响;扫描周期的长短主要取决于这几个因数:一是 CPU 执行指令的速度,二是每条指令占用的时间,三是指令条数的多少,即程序的长短;对于慢速掌握系统,响应速度经常不是主要的,故这种方6 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 式不但没有坏处反而可以增强系统抗干扰才能;由于干扰常是脉冲式 的、短时的,而由于系统响应较慢,经常要几个扫描周期才响应一次,而多次扫描后,瞬时干扰所
15、引起的误动作将会大大削减,故增加了抗干 扰才能;但对掌握时间要求较严格、响应速度要求较快的系统,这一问 题就需谨慎考虑;应对响应时间作出精确的运算,细心编排程序,合理支配指令的次序,以尽可能削减周期造成的响应延时等的不良影响;1.5 采纳 PLC 掌握的优点1在采纳 PLC 掌握,主要是用软件实现对其运行的自动掌握,牢靠性控制大统结大简单提外部线高简化;2系构,路;3PLC可实现各种复杂的掌握系统,便利地增加或转变掌握功能;4PLC 可进行故障自动检测与报警显示,提高运行安全性,并便于检修;5 用 于 群 控 调 配 和 管 理 , 并 提 高 病 床 呼 叫 运 行 效 率 ;6更换掌握方案
16、时不需改动硬件接线;1.6 PLC 的编程语言PLC 供应了较完整的编程语言,以适应PLC 在工业环境中的应用;利用编程语言,依据不同的掌握要求编制不同的掌握程序,这相当于设 计和转变继电器的硬接线线路,这就是所谓的“ 可编程序” ;程序由编程器送到PLC 内部的储备器中,它也能便利地读出、检查与修改;PLC供应的编程语言通常由三种:梯形图、功能图、及布尔规律编程;梯形图Ladder Programming是应用最广的,梯形图编程有时称为继电器梯形 图规律图编程;它使用的最广是由于它和以往的继电器掌握线路很接 近;梯形图是在原电器掌握系统中常用的接触器、继电器梯形图基础上 演化而来的,它与电气
17、操作原理相呼应;它的最大优点是形象、直观和有用,为广大电气技术人员所熟知;PLC 的梯形图与电气掌握系统梯形图的基本思想是一样的,只是在使用符号和表达方式上有肯定区分;PLC7 / 22 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 22 页精选学习资料 - - - - - - - - - 的梯形图使用的时内部继电器、定时器/计数器,都是由软件实现的,其主 要 特 点 为 使 用 方 便 、 修 改 灵 活 ; 功 能 图 编 程 包括“ 与”、非 NOT以及定时器、计数器、触发器等;每一种编程方法都有它的优点和缺点,依据每一种特别的掌握要求,依据编程者的娴熟程度正确合理应用编程方法
18、;其次章 基本方案分析2. 可编程掌握器掌握系统设计方法2. PLC 的编程方法图解法编程图解法是靠画图进行PLC 程序设计;常见的主要有梯形图法、规律流程图法、时序流程图法和步进顺控法;1 梯形图法:梯形图法是用梯形图语言去编制 PLC 程序;这是一种 仿照继电器掌握系统的编程方法;其图形甚至元件名称都与继电器掌握 电路特别相近;这种方法很简洁地就可以把原继电器掌握电路移植成 PLC 的梯形图语言;这对于熟识继电器掌握的人来说,是最便利的一种 编程方法;PLC 程序的执行 2 规律流程图法:规律流程图法是用规律框图表示 过程,反应输入与输出的关系;规律流程图法是把系统的工艺流程,用 规律框图
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