论文部分内容阅读
摘 要介绍一种PLC实验箱模拟系统，用于配合PLC实验平台完成“轿厢式电梯控制”“流水线产品计数”实验，能根据PLC控制程序的运行状态直观、形象地模拟演示实验现象；提出用单片机作控制器，用多只条式发光二极管灯组显示电梯和传送带的移动现象的方法；给出单片机I/O口扩展和单片机与PLC的通信电路原理图，并详细介绍模拟系统的软件设计方法。
关键词PLC 单片机；条式发光二极管；通信
中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1671-489X（2008）08-0088-03
1 引言
“可编程序控制器原理及应用”是机电类专业的一门必修课，四川交通职业技术学院亦开设了该课程。为了达到良好的教学效果，增强学生的实践技能，突出高职高专教育的实用性和针对性，学校教师自行开发生产了配套的PLC实验箱。本课题设计的实验箱能完成“轿厢式电梯控制实验”“流水线产品计数实验”等实验项目。为了能比较直观、形象地模拟实验现象，教师设计了基于单片机的模拟系统，配合PLC实验控制程序来模拟和演示电梯轿厢及流水线传送带的移动状态，指示电梯的当前楼层位置。同时，为了使“轿厢式电梯控制实验”“流水线产品计数实验”所做的PLC控制更贴近实际，需要向其提供控制现场的环境。可以根据控制现场的实际情况来模拟现场的一些关键信号，如电梯的位置传感器、控制开关，传送带移动到位等信号。
2 方案设计
功能需求分析：
1）根据PLC控制程序运行状态模拟和演示3层电梯轿厢及传送带的移动状态；
2）模拟电梯行程开关，在电梯轿厢到达相应楼层时产生到位信号并指示，同时送给PLC；
3）产生传送带移动到位的位信号并指示，同时送给PLC。
采用36只条式发光二极管组成一条灯带，点亮12只条式发光二极管表示电梯轿厢或流水线上的产品，用单个的发光二极管来指示到位信号，用光电耦合器实现单片机与PLC的信息通讯与电路的隔离，采用单片机作为模拟系统的控制核心。系统组成框图如图1所示。
如图3所示，PLC至单片机的通信信号从PLC输出后在实验箱平台转换为电平信号则可通过P2口直接送给单片机，单片机输出的电平信号通过光电耦合器转换为开关信号送给PLC。采用光电耦合器不但可实现电平与开关量的转换，并且可以使模拟系统电路与PLC实验平台电路隔离，提高实验箱系统的抗干扰能力。通过J1接插口连接模拟系统电路与PLC实验平台，在调试、安装和维修时操作非常方便。
5 结论
本课题设计的PLC实验箱已于2007年初正式投入教学使用。实践表明，该PLC实验箱模拟系统设计方法是可行的、可靠的。该模拟系统可以良好地配合PLC实验平台完成“轿厢式电梯控制”“流水线产品计数”实验；能根据PLC控制程序的运行状态直观、形象地模拟演示实验结果，利于学生调试PLC控制程序，有助于PLC应用课程的实验教学。
关键词PLC 单片机；条式发光二极管；通信
中图分类号 TP273 文献标识码 A 文章编号 1671-489X（2008）08-0088-03
1 引言
“可编程序控制器原理及应用”是机电类专业的一门必修课，四川交通职业技术学院亦开设了该课程。为了达到良好的教学效果，增强学生的实践技能，突出高职高专教育的实用性和针对性，学校教师自行开发生产了配套的PLC实验箱。本课题设计的实验箱能完成“轿厢式电梯控制实验”“流水线产品计数实验”等实验项目。为了能比较直观、形象地模拟实验现象，教师设计了基于单片机的模拟系统，配合PLC实验控制程序来模拟和演示电梯轿厢及流水线传送带的移动状态，指示电梯的当前楼层位置。同时，为了使“轿厢式电梯控制实验”“流水线产品计数实验”所做的PLC控制更贴近实际，需要向其提供控制现场的环境。可以根据控制现场的实际情况来模拟现场的一些关键信号，如电梯的位置传感器、控制开关，传送带移动到位等信号。
2 方案设计
功能需求分析：
1）根据PLC控制程序运行状态模拟和演示3层电梯轿厢及传送带的移动状态；
2）模拟电梯行程开关，在电梯轿厢到达相应楼层时产生到位信号并指示，同时送给PLC；
3）产生传送带移动到位的位信号并指示，同时送给PLC。
采用36只条式发光二极管组成一条灯带，点亮12只条式发光二极管表示电梯轿厢或流水线上的产品，用单个的发光二极管来指示到位信号，用光电耦合器实现单片机与PLC的信息通讯与电路的隔离，采用单片机作为模拟系统的控制核心。系统组成框图如图1所示。
如图3所示，PLC至单片机的通信信号从PLC输出后在实验箱平台转换为电平信号则可通过P2口直接送给单片机，单片机输出的电平信号通过光电耦合器转换为开关信号送给PLC。采用光电耦合器不但可实现电平与开关量的转换，并且可以使模拟系统电路与PLC实验平台电路隔离，提高实验箱系统的抗干扰能力。通过J1接插口连接模拟系统电路与PLC实验平台，在调试、安装和维修时操作非常方便。
5 结论
本课题设计的PLC实验箱已于2007年初正式投入教学使用。实践表明，该PLC实验箱模拟系统设计方法是可行的、可靠的。该模拟系统可以良好地配合PLC实验平台完成“轿厢式电梯控制”“流水线产品计数”实验；能根据PLC控制程序的运行状态直观、形象地模拟演示实验结果，利于学生调试PLC控制程序，有助于PLC应用课程的实验教学。