目录
第一章 概述 …………………………………………………………………………1
1.1 PLC的简介………………………………………………………………………1
1.2 PLC的用途与特点………………………………………………………………1
1.2.1 PLC的用途………………………………………………………………1
1.2.2 PLC的特点 ……………………………………………………………2
1.3 PLC的分类………………………………………………………………………4
1.3.1按I/O点数容量分类……………………………………………………4
1.3.2按结构形式分类…………………………………………………………4
第二章 整体方案的选择……………………………………………………………6
2.1整体功能介绍 …………………………………………………………………6
2.2控制要求 ………………………………………………………………………6
2.3用单片机和PLC分别做系统的比较 …………………………………………7
第三章 硬件电路设计 ……………………………………………………………9
3.1控制特点分析 …………………………………………………………………9
3.2 PLC机型的选择步骤与原则 …………………………………………………10
3.3抢答器流程图 …………………………………………………………………11
3.4程序中所使用的FX系列PLC的编程元件介绍………………………………11
3.4.1三菱FX系列PLC取指令与输出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）……11
3.4.2三菱FX系列PLC触点串联指令（AND/ANI/ANDP/ANDF） …………12
3.4.3三菱FX系列PLC触点并联指令（OR/ORI/ORP/ORF）………………13
3.4.4三菱FX系列PLC块操作指令（ORB / ANB） ………………………14
3.4.5三菱FX系列PLC置位与复位指令（SET/RST） ……………………15
3.4.6传送类指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV………………………………15
3.4.7三菱FX系列PLC常数（K、H）………………………………………18
3.4.8三菱FX系列PLC输入继电器（X） …………………………………18
3.4.9三菱FX系列PLC输入继电器（Y） …………………………………19
3.4.10辅助继电器 …………………………………………………………19
3.4.11三菱FX系列PLC定时器（T）………………………………………20
3.4.12微分指令（PLS/PLF） ………………………………………………22
3.4.13位右移和位左移指令 ………………………………………………23
3.5 PLC与七段LED显示器连接设计 ……………………………………………24
3.5.1 LED数码管的结构及主要特性 ………………………………………24
3.5.2 PLC与七段数码管方案选择 …………………………………………25
3.5.3 PLC与七段数码管直接连接阻值计算 ………………………………26
3.5.4 外部硬件接线图 ……………………………………………………26
第四章 软件设计…………………………………………………………………27
4.1I/O分配 ………………………………………………………………………27
4.2根据控制要求进行梯形图设计 ………………………………………………28
4.3程序运行过程分析 ……………………………………………………………33
4.4 源程序…………………………………………………………………………34
4.5程序的下载、安装和调试 ……………………………………………………41
第五章 总结与展望 ………………………………………………………………42
致谢…………………………………………………………………………………43
参考文献……………………………………………………………………………45
可编程控制器（PLC）是一种新型的通用自动化控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，具有控制功能强，可靠性高，使用灵活方便，易于扩展等优点而应用越来越广泛。可编程控制器(Programmable Logic Controller)即PLC。现已广泛应用于工业控制的各个领域。他以微处理为核心，用编写的程序不仅可以进行逻辑控制，还可以定时，计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。美国电气制造商协会经过4年调查，与1980年将其正式命名为可编程控制器（Programmable Controller），简写为PC。后来由于PC这个名称常常被用来称呼个人电脑（Personal Computer），为了区别，现在也把可编程控制器称为PLC。长见的几种PLC如下图1-1所示：
图1-1三种常见的PLC
1.1 PLC的简介
国际电工委员会（IEC）于1987年对PLC定义如下:
PLC是专为在工业环境下应用而设计的一种数字运算操作的电子装置,是带有存储器,可以编制程序的控制器。它能够存储和执行指令,进行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术等操作,并通过数字式和模拟式的输入输出,控制各种类型的机械和生产过程。PLC及其有关的外围设备,都应按易于与工业控制系统形式一体,易于拓展其功能的原则设计。
事实上,PLC就是以嵌入式CPU为核心,配以输入,输出等模块,可以方便的用于工业控制领域的装置。PLC与机器人,计算机帮助设计与制造一起作为现代工业的三大支柱。
1.2 PLC的用途与特点
1.2.1 PLC的用途
PLC的初期由于其价格高于继电器控制装置,使其应用受到限制。但近年来由于微处理器芯片及有关元件价格大大下降,使PLC的成本下降,同时又由于PLC的功能大大增强,使PLC 的应用越来越广泛,广泛应用于钢铁、水泥、石油、化工、采矿、电力、机械制造、汽车、造纸、纺织、环保等行业。PLC的应用通常可分为五种类型：
（1）顺序控制 这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器顺序控制。PLC可应用于单机控制、多机群控、生产自动线控制等。如注塑机、印刷机械、订书机械、切纸机械、组合机床、磨床、装配生产线、电镀流水线及电梯控制等。
（2）运动控制 PLC制造商目前已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模版。在多数情况下，PLC把扫描目标位置的数据送给模版块，其输出移动一轴或数轴到目标位置。每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。
相对来说，位置控制模块比计算机数值控制（CNC）装置体积更小，价格更低，速度更快，操作方便。
（3）闭环过程控制 PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。PID（Proportional Intergral Derivative）模块的提供使PLC具有闭环控制功能,即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某一个变量出现偏差时,PID控制算法会计算出正确的输出,把变量保持在设定值上。
（4）数据处理 在机械加工中，出现了把支持顺序控制的PLC和计算机数值控制（CNC）设备紧密结合的趋向。著名的日本FANUC公司推出的Systen10、11、12系列，已将CNC控制功能作为PLC的一部分。为了实现PLC和CNC设备之间内部数据自由传递，该公司采用了窗口软件。通过窗口软件，用户可以独自编程，由PLC送至CNC设备使用。美国GE公司的CNC设备新机种也同样使用了具有数据处理的PLC。预计今后几年CNC系统将变成以PLC为主体的控制和管理系统。
（5）通信和联网 为了适应国外近几年来兴起的工厂自动化（FA）系统、柔性制造系统（FMS）及集散控制系统（DCS）等发展的需要，必须发展PLC之间，PLC和上级计算机之间的通信功能。作为实时控制系统，不仅PLC数据通信速率要求高，而且要考虑出现停电故障时的对策。
1.2.2 PLC的特点
（1）抗干扰能力强，可靠性高 继电接触器控制系统虽具有较好的抗干扰能力，但使用了大量的机械触头，使设备连线复杂，由于器件的老化、脱焊、触头的抖动及触头在开闭时受电弧的损害大大降低了系统的可靠性。传统的继电器控制系统中使用了大量的中间继电器、时间继电器。由于触点接触不良，容易出现故障，PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件，接线可减少互继电器控制系统的1/10--1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。
而PLC采用微电子技术，大量的开关动作由无触点的电子存储器件来完成，大部分继电器和复杂的连线被软件程序所取代，故寿命长，可靠性大大提高。
