plc課程設計--游樂機的plc控制

1、<p><b>　　PLC課程設計報告</b></p><p>　　課題名稱: 游樂機的PLC控制 </p><p>　　系 別: </p><p>　　班 級: </p><p>　　學 號:

2、 </p><p>　　姓 名: </p><p>　　指導教師: </p><p>　　(課程設計時間:2012年6月12日----2012年6月16日)</p><p><b>　　摘 要&l

3、t;/b></p><p>　　在當今時代由于工業(yè)自動化程度的不斷提高對自動化控制的要求也日趨增加，PLC則能在很大程度上很廣的范圍內(nèi)實現(xiàn)自動化控制。20世紀60年代末，人們研制出了一種先進的自動控制設備PLC，由于PLC具有優(yōu)良的技術性能，因此它一問世就很快得到了推廣應用?，F(xiàn)在PLC不但被用于工業(yè)生產(chǎn)，在生活中我們也能常常見到它的身影。例如游樂機，隨著生活水平的提高，城市中的娛樂項目也越來越多，游樂機的應

4、用也越來越廣。而游樂機的計分等問題也就用到了PLC，利用PLC控制的游樂機更加智能化、運行的可靠性更高，使用維修方便，抗干擾性強，設計和調(diào)試周期短等優(yōu)點，所以PLC備受人們重視，成為目前在游樂機控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。</p><p>　　本次課程設計完成了對游樂機的控制，包括PLC的型號選擇，外部接線以及程序的設計與調(diào)試等工作。本設計采用分段處理的方式，將游樂機工作的各類情況分類考慮，一步步實現(xiàn)了程序的設

5、計。這種方式的優(yōu)點是分別分析，各個擊破不致因整體復雜而無法著手工作，但同時也帶來了缺點，就是沒有考慮整體放在一起對彼此工作的影響。</p><p>　　關鍵詞：游樂機、PLC、控制、設計、調(diào)試</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要2</b></p><p>

6、;<b>　　目 錄3</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)控制方案的確定4</p><p>　　1.1游樂機的概述及發(fā)展4</p><p>　　1.1.1游樂機的定義4</p><p>　　1.1.2游樂機的分類4</p><p>　　1.1.3 游樂機的發(fā)展4</p>

7、;<p>　　1.2 PLC的概述6</p><p>　　1.2.1 PLC的組成及工作原理6</p><p>　　1.2.2 PLC的功能及特點8</p><p>　　1．3 總體設計方案8</p><p>　　第二章 課程設計的分析11</p><p>　　2.1地址分配11</p

8、><p>　　2.2梯形圖分析13</p><p><b>　　心得體會16</b></p><p><b>　　參考文獻17</b></p><p>　　第一章 系統(tǒng)控制方案的確定</p><p>　　1.1游樂機的概述及發(fā)展</p><p>　　

9、1.1.1游樂機的定義</p><p>　　游戲機是一種主要用于娛樂，使用只向獲得許可的軟件開發(fā)者開放的源代碼，以電視機或其他專用顯示器以及專用輸入設備的電腦系統(tǒng)。其與PC機最大的區(qū)別在于源代碼和軟件的封閉性。廣義來講 人類用來進行游戲的機械電子裝置都可稱作游戲機 隨著電子技術 信息產(chǎn)業(yè)的長發(fā)展 以及電影漫畫產(chǎn)業(yè)的帶動 電子游戲機便成為了游戲機的實際代表，由于其更專業(yè)化的游戲性表現(xiàn)，因此即便電腦水平如此發(fā)達的今天

10、，PC游戲仍然無法替代游戲機的強勢地位。 </p><p>　　1.1.2游樂機的分類</p><p>　　FC(NES),SFC(SNES),GB,GBP,GBC,GBA,GBASP,GBM,GG,MD(GEN),SS,DC,VB,PS,PS2,PS3,PSP1000,PSP2000,PSP3000,NDS,NDSL,X-BOX,X-BOX360,WII ,NGC,N64,PCE,PCE

11、-CD,MSX,MSXII,TG16,TG16-CD,SEGA-CD,MD32x,Game&Watch,Lynx,WS,WSC,NEOGEO(MVS),NEOGEO64,3DO</p><p>　　還有今年已上市的3DS和年末就要到來的NGP（psp2的暫定名）。</p><p>　　1.1.3 游樂機的發(fā)展</p><p>　　1.1.3.1投幣游戲機的興

12、起 </p><p>　　1988年，德國人斯托威克根據(jù)自動售貨機的投幣機構原理，設計了一種叫做“自動產(chǎn)蛋機”的機器，只要往機器里投入一枚硬幣，“自動產(chǎn)蛋雞”便“產(chǎn)”下一只雞蛋，并伴有叫聲。人們把斯托威克發(fā)明的這臺機器，看作是投幣游戲機的雛形。 </p><p>　　但是真正用于娛樂業(yè)的游戲機，當屬本世紀初德國出現(xiàn)的“八音盒”游戲機。游戲者只要一投幣，音盒內(nèi)的轉(zhuǎn)輪便自動旋轉(zhuǎn)，帶動一系列分布

13、不均的孔齒敲擊不同長度的鋼片奏出音樂。 </p><p>　　后來，著名的魔術師伯萊姆設計了投幣影像游戲機。雖說是影像，卻仍舊是機械式的，操作者投幣后可以從觀測孔看到里面的木偶和背景移動表演。 </p><p>　　在經(jīng)濟蕭條的年代，世界各地賭博業(yè)卻異常興旺，因而許多投幣如撲克牌機(俗稱耗子機)、跑馬機、高爾夫彈珠機等比比皆是，一度取代了健康的娛樂業(yè)。直到三十年代，美國興起了對抗競技的模擬

14、游戲，其中模擬槍戰(zhàn)的“獨臂強盜”游戲機大受歡迎。此后，模擬各種體育運動(比如打靶、籃球)的游戲機也相繼出現(xiàn)在娛樂場。 </p><p>　　從十九世紀末到二十世紀五、六十年代，投幣游戲機大都屬于機械或簡易電路結(jié)構，游戲者也是青年、成年人居多，場合僅限于游樂場，節(jié)目趣味性較差，而且內(nèi)容單一。但與此同時，隨著全球電子技術的飛速發(fā)展，戰(zhàn)后的1946年出現(xiàn)了第一臺電子計算機，其技術成就滲透到各個領域，一個娛樂業(yè)革命也在醞

15、釀之中。 </p><p>　　1.1.3.2電子游戲機的誕生 </p><p>　　第二次世界大戰(zhàn)以后，電子計算機技術得到了突飛猛進的發(fā)展。先是由晶體管代替了笨重的真空管，后來出現(xiàn)了集成電路和大規(guī)模集成電路，使電子子計算機一代一代實現(xiàn)更新，同時軟件技術也發(fā)展迅速。在美國，集中了許多計算機軟件的設計人才，他們工作之余，時常喜愛編一種能與人斗智的“游戲”，以此來鍛煉編程的能力。這種“游戲”花

16、樣繁多，但其特點都是利用計算機軟件事先設計好的“分析”、“判斷”能力反過來與人較量。由于不斷修改更新，使計算機的“智力”水平與人難分高低。 </p><p>　　美國加利福尼亞電氣工程師諾蘭.布什納爾看到了這種“游戲”的前景所在。早在大學期間，布什納爾就曾經(jīng)營過一家娛樂場，深諳娛樂場經(jīng)營訣竅。于是，1971年，布什納爾根據(jù)自己編制的“網(wǎng)球”游戲設計了世界上第一臺商用電子游戲機。這臺電子網(wǎng)球游戲機有著一段頗具戲劇性

17、的經(jīng)歷：布什納爾為了看看它是否被人們接受，就同附近一個娛樂場的老板協(xié)商，把它擺在了這個娛樂場一角。沒過兩天，老板打電話告訴他，那臺所謂的“電子游戲機”壞了，讓他前去修理。布什納爾拆開了機殼，意外地發(fā)現(xiàn)投幣箱全被硬幣塞滿了，因而硬是撐滿了投幣器。成功激勵著布什納爾進一步研制生產(chǎn)電子游戲機，為此他創(chuàng)立了世界上第一臺電子游戲公司---雅達利公司。 </p><p>　　今天，當我們回顧電子游戲最初為什么能吸引人，我們不

18、難悟出這樣的道理：電子游戲滿足了人們對競爭和對抗的渴望，它總是給予競爭者以新的難題。同時，它還能為勝利者提供嶄新的畫面和音樂享受。街頭的娛樂場畢竟比不上在家里玩起來隨便和經(jīng)濟。于是，電子游戲機開始朝著“家庭化”方向發(fā)展，電子技術的突破推動了游戲機“家庭化”的發(fā)展過程，彩色電視機的普及使大型游戲機的顯像管和掃描板部分完全可以被彩色電視機取代，使得微處理機部分與顯示屏幕實現(xiàn)了分離。這時制成的游戲機只相當于一個信號發(fā)生器，與電視機連結(jié)后組成閉

19、路電視系統(tǒng)。這種電子游戲機我們一般稱作“家庭電腦游戲機”，或者干脆稱為“電視游戲機”。 </p><p>　　1.2 PLC的概述 </p><p>　　1.2.1 PLC的組成及工作原理</p><p>　　PLC

20、 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構基本上與微型計算機相同： 1．中央處理單元（CPU） 中央處理單元（CPU）是PLC 的控制中樞。它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)：檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤，當PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過

21、命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。 為了進一步提高PLC 的可靠性，近年來對大型PLC 還采用雙CPU 構成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 2．存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。

22、 存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 （1） PLC 常用的存儲器類型 1）RAM （Random A</p><p>　　1.2.2 PLC的功能及特點</p><p>　　1.2.2.1 PLC的功能</p><p>　　一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算，順序控制，定

23、時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。是工業(yè)控制的核心部分 。</p><p>　　可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展

24、，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC,plc自1966年出現(xiàn)，美國，日本，德國的可編程控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。</p><p>　　1.2.2.2 PLC的特點</p><p>　　1、系統(tǒng)構成靈活，擴展容易，以開關量控制為其特長

25、；也能進行連續(xù)過程的PID回路控制；并能與上位機構成復雜的控制系統(tǒng)，如DDC和DCS等，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綜合自動化。 </p><p>　　2、使用方便，編程簡單，采用簡明的梯形圖、邏輯圖或語句表等編程語言，而無需計算機知識，因此系統(tǒng)開發(fā)周期短，現(xiàn)場調(diào)試容易。另外，可在線修改程序，改變控制方案而不拆動硬件。 </p><p>　　3、能適應各種惡劣的運行環(huán)境，抗干擾能力強，可靠性強，遠高于其

26、他各種機型。</p><p>　　1．3 總體設計方案</p><p>　　1.3.1 任務描述與控制要求說明</p><p>　　1.3.1.1任務描述</p><p>　　游樂機的液壓系統(tǒng)有三個液壓缸，分別控制三組動物的隱身和現(xiàn)身。</p><p>　　每組有三只動物。現(xiàn)身后，游戲者擊打動物，擊中記一分；動物隱身后

27、，擊打無效。每輪游戲的時間為300秒，時間一到，游戲經(jīng)束。在規(guī)定時間300秒內(nèi)得分達到規(guī)定值20分，兩組彩燈閃爍30秒，之后，開始新一輪游戲；得分未達到規(guī)定值，而蜂鳴20秒。之后，開始新一輪游戲。</p><p>　　（1）動物現(xiàn)身方式 如圖示</p><p><b>　　獅子：</b></p><p><b>　　老虎：</b

28、></p><p><b>　　狼：</b></p><p>　　（2）彩燈組合 如圖示</p><p><b>　　黃燈：</b></p><p><b>　　綠燈：</b></p><p>　　1.3.1.2控制要求說明</p>

29、<p>　　投幣后（輸入SB1）游戲開始。三個液壓缸分別控制三組動物的隱身和現(xiàn)身(輸出L1,L2,L3)。每組有三只動物?，F(xiàn)身后，游戲者擊打動物，擊中記一分每個動物上有感應器（輸入Y1，Y2,Y3）；動物隱身后，擊打無效。每輪游戲的時間為300秒，時間一到，游戲經(jīng)束。在規(guī)定時間300秒內(nèi)得分達到規(guī)定值20分，兩組彩燈閃爍30秒（輸出L4，L5），之后，開始新一輪游戲；得分未達到規(guī)定值，而蜂鳴20秒（輸出L6）。之后，開始新一輪

30、游戲。</p><p>　　1.3.2.硬件選型</p><p>　　1.3.2.1PLC的優(yōu)點</p><p><b>　　1）.維護性好</b></p><p>　　PLC有成熟的技術和完善的質(zhì)量保障體系，因此PLC出故障的可能性很小，其硬件部分在其壽命期內(nèi)基本不需要維護。PLC是一種長線產(chǎn)品，備品備件都有保障，可維

31、護性好。 </p><p>　　2）. 寬輸入電源范圍</p><p>　　AC220V規(guī)格在50V能正常工作更擁有500V輸入電源技術(非必須技術,選配)能適應AC110V,AC120V,AC220V,AC240V,AC380V,AC440V等各種照明/動力輸入電源規(guī)格 ，DC輸入規(guī)格更能做到15V-60V正常工作.適應24V,36V,48V電池供電.超低電源規(guī)格 甚至能在DC

32、8-30V電壓下工作.適應12V電池供電</p><p><b>　　3）.高速率</b></p><p>　　PLC能夠提供高速的傳輸。目前，其傳輸速率依設備廠家的不同而在1M－200Mbps之間。遠遠高于撥號上網(wǎng)和ISDN，比ADSL更快！足以支持現(xiàn)有網(wǎng)絡上的各種應用。</p><p>　　4）.PLC的體積小</p><

33、;p>　　PLC的幾何尺寸都不大。體積小的PLC可以裝入機器設備內(nèi)部，使機器結(jié)構緊湊。便于實現(xiàn)機電一體化。</p><p><b>　　5）.低功率消耗</b></p><p>　　針對電池移動場所的直流輸入規(guī)格,整機消耗僅為24V/6MA 交流工作型的功率消耗低到0.1W--0.3W</p><p>　　1.3.2.2輸入輸出點數(shù)的確定

34、</p><p>　　輸入有：開關SB0,9個感應器SB1-SB9;</p><p>　　輸出有：動物現(xiàn)身隱身控制YA1，YA2，YA3；彩燈HL1，HL2;蜂鳴HA.</p><p>　　1.3.2.3 PLC的選型</p><p>　　根據(jù)輸入輸出的點數(shù)可以選擇三菱FX2N-48MR型PLC。</p><p>　　

35、1.3.2.4硬件配置</p><p>　　PLC輸出的繼電器接點的容量是250VAC，電流2A，可直接驅(qū)動電磁閥的電磁線圈兩端并聯(lián)觸點接通、斷開所產(chǎn)生的電弧，在電磁閥線圈兩端并聯(lián)阻容吸收回路。</p><p>　　第二章 課程設計的分析</p><p>　　2.1.地址分配及I/O連接圖</p><p><b>　　2.1.1地

36、址分配</b></p><p>　　I/O地址分配如下表</p><p><b>　　表 I/O地址分配</b></p><p>　　2.1.2 I/O連接圖</p><p>　　I/O連接圖如下圖所示</p><p><b>　　圖I/O連接圖</b></

37、p><p>　　2.1.3 PLC軟件設計</p><p>　　2.1.3.1程序結(jié)構方案</p><p>　　由控制要求可知此控制為單周期控制，動物的顯隱按脈沖波形如圖</p><p><b>　　圖 動物現(xiàn)身方式 </b></p><p><b>　　獅子：</b></

38、p><p><b>　　老虎：</b></p><p><b>　　狼：</b></p><p>　　將脈沖分段得出動物顯隱，然后將計數(shù)器，彩燈閃爍，蜂鳴結(jié)合在一起，組成整個PLC控制程序。</p><p><b>　　2.2 梯形圖分析</b></p><p&

39、gt;<b>　　心得體會</b></p><p>　　和學別的學科一樣，在學完PLC理論課程后我們做了課程設計，此次設計以分組的方式進行，每組有一個題目。我們做的是一個由三個部分組成的游樂機plc控制系統(tǒng)。由于平時大家都是學理論，沒有過實際開發(fā)設計的經(jīng)驗，拿到的時候都不知道怎么做。但通過各方面的查資料并學習。我們基本學會了PLC設計的步聚和基本方法。分組工作的方式給了我與同學合作的機會，提

40、高了與人合作的意識與能力。</p><p>　　通過這次設計實踐。我學會了PLC的基本編程方法，對PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在對理論的運用中，提高了我們的工程素質(zhì)，在沒有做實踐設計以前，我們對知道的撐握都是思想上的，對一些細節(jié)不加重視，當我們把自己想出來的程序與到PLC中的時候，問題出現(xiàn)了，不是不能運行，就是運行的結(jié)果和要求的結(jié)果不相符合。能過解決一個個在調(diào)試中出現(xiàn)的問題，我們對PLC 的理解

41、得到加強，看到了實踐與理論的差距。</p><p>　　通過合作，我們的合作意識得到加強。合作能力得到提高。上大學后，很多同學都沒有過深入的交流，在設計的過程中，我們用了分工與合作的方式，每個人互責一定的部分，同時在一定的階段共同討論，以解決分工中個人不能解決的問題，在交流中大家積極發(fā)言，和提出意見，同時我們還向別的同學請教。在此過程中，每個人都想自己的方案得到實現(xiàn)，積極向同學說明自己的想法。能過比較選出最好的方

42、案。在這過程也提高了我們的表過能力。</p><p>　　在設計的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學習的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學討論是一個很好的方法，不是有句話叫做思而不學者殆。做事要學思結(jié)合。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 程子華等.《PLC原理與編程實例分析》