基于plc原理在51单片机上的自动抽水控制实现

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1、基于PLC原理在51单片机上的自动抽水控制实现专业：电子信息科学与技术学生姓名：吴钦文学生学号：院系：物理与电子工程学院年级、班：2012级励志班指导教师：文良华2014年6月12日摘要1第1章 绪论21.1课题背景2第2章 PLC简介32.1什么是PLC32.2PLC的工作原理3第3章 硬件介绍43.1单片机抽水控制系统框图43.2原理简介43.2.1电路的控制信号采集53.2.2水泵控制电路53.2.3指示灯53.3硬件选材与制作53.3.1控制芯片53.3.2控制开关63.3.35V电源63.3.4水泵驱动电路63.3.5指示灯

2、的设计7第4章 程序设计94.1程序流程图94.2主逻辑分析104.3提高程序稳定性11第5章结论与总结123.1结论123.2总结12参考文献13实物照片14附录116摘要本文介绍了一个使用51单片机实现自动抽水控制的设计。整个设计的实现基于PLC(可编程逻辑控制器)原理。本文将介绍具体设计具体实现的细节包括：软硬件的设计（其中遇到的问题及解决方式）；如何保证系统的系统稳定与可靠性；设备在实际运行过程中出现的故障及分析以及整个系统的成本。在无人干预下设备平均运行时间不短于一个月。关键词单片机；PLC；可靠性；故障分析第1章 绪论1.

3、1课题背景在农村，用水不如城市方便，通常使用水泵抽水，但是很不方便，整个过程都需要人在旁边看着，以免水过多溢出。科学的进步带给人们的是更好的生活方式，其表现形式是制造和改进工具，减轻劳动负担，提高劳动效率。科学的进步更带给人们全新的思维方式以及解决问题的能力。一直以来人类都以制造工具作为区分人与动物的一种最本质特点，人类制造的工具种类繁多，功能涵盖生活的各个方面，可以这么说，只要有人的地方处处充满着经过思维加工过的精妙设计。人类文明灿烂绚丽，而历史现在正处在一个伟大的世纪，一个人类彻底变革的世纪。有一种东西将把人类彻底的划分成两个时代

4、，那就是20世纪诞生的计算机。其重要意义在于人类所创造的工具将有可能完全脱离人工环节，完全的自动化。计算机诞生于1947年，至今不到百年，就以其强大的力量改变了世界。但是距它发挥它的力量还有无穷尽的路要走。进入21世纪的今天，自动化的潮流已经来临，在这个信息时代没有什么不可能的。现在秉承先驱者的理念让工具彻底从人类手中解放出去，这是一片广阔无垠的天空有着无尽的可能。让生活变成有生命的，计算机在经历了数十年的发展已经拥有这样的力量。微控制器件—单片机，集小型化，高效节能，可靠稳定的计算机系统已非常成熟。使用它设计一个自动化的设备已经悉数

5、平常。使用单片机在无人的情况下完成自动抽水的工作是完全做得到的。在数字电路，工业控制领域，PLC作为常用的控制器件，其特点是采用逻辑方式让控制量来控制被控量。当然有个前提，控制量与被控量都是二进制的可以进行与或非运算的布尔量。通过循环进行布尔运算，可以实现被控量的实时可靠控制，误操作的可能极小，并且有极强的纠错能力，即使出错在下一运算周期中数据也会被重新刷新，而这个周期是极短的，通常不过几毫秒。所以使用PLC的控制方式具有极强的应用性。第2章 PLC简介2.1什么是PLCPLC即可编程逻辑控制器（可编程控制器件）可编程逻辑控制器（Pr

6、ogrammableLogicController，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。2.2PLC的工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。一、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器以扫描方式依次地读入所有输入

7、状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，

8、然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内