基于plc的打地鼠游戲設(shè)計(jì)

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1、一、緒論1.1課程設(shè)計(jì)的意義電氣控制技術(shù)是電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)的一門(mén)重要的專業(yè)課，該課程不但有較高的理論基礎(chǔ)要求，而且工程實(shí)踐性很強(qiáng)，因此除安排上完理論課時(shí)外，還安排了三周的課程設(shè)計(jì)1.2課程設(shè)計(jì)的目的(1)綜合運(yùn)用PLC課程和其它選修課程的理論和知識(shí)，掌握PLC設(shè)計(jì)的一般方法，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的能力；(2)學(xué)會(huì)從控制系統(tǒng)功能的要求出發(fā)，合理的選擇外圍設(shè)備，制定設(shè)計(jì)方案，編寫(xiě)控制程序。(3)學(xué)習(xí)使用技術(shù)手冊(cè)，掌握查閱專業(yè)資料的相關(guān)方法。1.3PLC可編程邏輯控制器的定義PLC是一種專門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的

2、存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。1.4PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC種類繁多，但其組成結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。用可編程序控制器實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入輸出變換，并將這個(gè)變換予以物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。PLC專為工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要是由CPU、電源、存儲(chǔ)器和專門(mén)設(shè)計(jì)的輸入輸出接口電路等組成。PLC的結(jié)構(gòu)框圖如圖1.1所示。圖1.1PLC的基本結(jié)構(gòu)如

3、圖1.1，PLC的基本結(jié)構(gòu)有電源、中央處理單元、存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路，此外還有功能模塊、通信模塊。a、電源PLC的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒(méi)有一個(gè)良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無(wú)法正常工作的，因此PLC的制造商對(duì)電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。一般交流電壓波動(dòng)在+10%(+15%)范圍內(nèi)。b、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(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。c、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。?系統(tǒng)存儲(chǔ)器用來(lái)存放

4、由PLC生產(chǎn)廠家編寫(xiě)的系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序固化在ROM內(nèi)，用戶不能直接更改，它使PLC具有基本的功能，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)管理程序，它主要控制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(guò)用戶指令解釋程序，將PLC的編程語(yǔ)言變?yōu)闄C(jī)器語(yǔ)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)調(diào)用。PLC的具體工作都是由這部分程序來(lái)完成的，這部分程序的多少也決定了PLC性能的高低。用戶存儲(chǔ)器容量的大小，關(guān)系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。

5、d、輸入輸出接口電路(1)現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。(2)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。1.5PLC的編程語(yǔ)言在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它們是梯形圖語(yǔ)言、布爾助記符語(yǔ)言、功能表圖語(yǔ)言、功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等。梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是基本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能。功能表圖語(yǔ)言和語(yǔ)句描述語(yǔ)言是高級(jí)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作。功能

6、模塊圖語(yǔ)言采用功能模塊圖的形式，通過(guò)軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在可編程序控制器中得到了廣泛的應(yīng)用，在集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時(shí)也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡(jiǎn)單、易于掌握等特點(diǎn)，為廣大工程設(shè)計(jì)和應(yīng)用人員所喜愛(ài)。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：(1)與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；(2)與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，易于撐握和學(xué)習(xí)；(3)與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流（PowerFLow）不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時(shí)，需

7、與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待；(4)與布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查。1.6三菱PLC-FX2N系列的特點(diǎn)三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng)FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出16～25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。特點(diǎn)：系統(tǒng)配置即固定又靈活；-編程簡(jiǎn)單；備有可自由選擇，豐富的