單按鈕plc課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書</p><p>　　機(jī)械工程 院（部） 測控 教研室</p><p><b>　　年 月 日</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)（論文）成績評定表</p><p>　學(xué)號學(xué)生姓名專業(yè)（班級）&

2、lt;/p><p>　題目單按鈕PLC課程設(shè)計(jì)</p><p>　設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)單按鈕單路輸出控制程序設(shè)計(jì)控制要求：用一只按鈕控制一盞燈，第一次按下時(shí)燈亮，第二次按下時(shí)燈滅，奇數(shù)次燈亮，偶數(shù)次燈滅。單按鈕雙路單通輸出控制程序設(shè)計(jì)控制要求：用一只按鈕控制兩盞燈，第一次按下時(shí)第一盞燈亮，第二次按下時(shí)第一盞燈滅，同時(shí)第二盞燈亮，第三次按下時(shí)兩盞燈同時(shí)滅，以此規(guī)律循環(huán)下去。單按鈕雙路單雙通輸出控制程序設(shè)

3、計(jì)控制要求：用一只按鈕控制兩盞燈，第一次按下時(shí)第一盞燈亮，第二次按下時(shí)第一盞燈滅，同時(shí)第二盞燈亮，第三次按下時(shí)兩盞燈同時(shí)亮，第四次按下時(shí)兩盞燈同時(shí)滅，以此規(guī)律循環(huán)下去。</p><p>　設(shè)計(jì)要求用計(jì)數(shù)指令實(shí)現(xiàn)。用計(jì)數(shù)指令實(shí)現(xiàn)。用計(jì)數(shù)指令實(shí)現(xiàn)。</p><p>　工作量完成設(shè)計(jì)說明書30～40頁。完成控制要求，附著相關(guān)圖片。</p><p>　工作計(jì)劃第一周完成查閱

4、資料，設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)梯形圖；第二周完成軟硬件的調(diào)試工作：搭建硬件-修改軟件-在調(diào)試-直至完成；第三周完成課程設(shè)計(jì)說明書的撰寫（包括目錄，正文，參考文獻(xiàn)等）；交設(shè)計(jì)說明書并答辯。</p><p>　參考資料[1] 鄧星鐘.機(jī)電傳動控制(第三版)[M].武漢:華中科技大學(xué)出版社,2001.3.[2] 廖常初.可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)(第三版)[M].重慶:重慶大學(xué)出版,1998.10.[3] 張萬忠.可編程序控制器入門

5、及應(yīng)用實(shí)例[M].北京:中國電力出版社,2005.7.[4] 于慶廣.可編程控制器原理及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:清華大學(xué)出版社,2004.5.</p><p>　指導(dǎo)教師簽字教研室主任簽字</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　目前人們已經(jīng)意識到以工業(yè)控制機(jī)為核心的PLC控制系統(tǒng)的重要性，紛紛將或準(zhǔn)備將組態(tài)控制技術(shù)類如自己

6、的發(fā)展方向。</p><p>　　本設(shè)計(jì)將在充分了解配料車控制系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際操作要求，充分利用PLC功能強(qiáng)大、操作簡單、界面人性化的特點(diǎn)采用模塊的形式，并立足現(xiàn)實(shí)制作出自動的動態(tài)控制。通過PLC直接控制配料車的運(yùn)行，故該設(shè)計(jì)具有一定的理論研究和工程實(shí)用價(jià)值。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b&g

7、t;　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的及意義-------------------------------------------------3</p><p>　　1.2 設(shè)計(jì)背景-------------------------------------------------------3</p><p>　　1.3

8、 設(shè)計(jì)要求 ------------------------------------------------------4</p><p>　　第二章 PLC簡介</p><p>　　2.1 PLC含義-------------------------------------------------------5</p><p>　　2.2 PLC特點(diǎn)---

9、----------------------------------------------------5</p><p>　　2.3 PLC基礎(chǔ)知識---------------------------------------------------6</p><p>　　2.4 PLC應(yīng)用領(lǐng)域---------------------------------------------

10、------7</p><p>　　2.5 PLC的國內(nèi)外狀況-----------------------------------------------8</p><p>　　2.6 PLC構(gòu)成-------------------------------------------------------10</p><p>　　2.7 PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備

11、---------------------------------------------11</p><p>　　2.8 PLC未來展望---------------------------------------------------13</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC選型------------------

12、-------------------------------------14</p><p>　　3.2 試驗(yàn)臺介紹-----------------------------------------------------16</p><p>　　3.3 所用模塊關(guān)系---------------------------------------------------16</p

13、><p>　　3.4 實(shí)驗(yàn)板組成及使用方法-------------------------------------------17</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　4.1 設(shè)計(jì)軟件-------------------------------------------------------21</p><p>

14、;　　4.2 編程操作-------------------------------------------------------22</p><p>　　第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試</p><p>　　5.1 PLC的調(diào)試-----------------------------------------------------28</p><p>　　5.2

15、調(diào)試步驟------------------------------------------------------29</p><p>　　第六章 心得體會------------------------------------------------------34</p><p>　　致謝-----------------------------------------------

16、--------------------35</p><p>　　參考文獻(xiàn)---------------------------------------------------------------36</p><p><b>　　第一章 引言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)目的及意義</p><p>　　

17、1. 了解常用電氣控制裝置的設(shè)計(jì)方法、步驟及設(shè)計(jì)原則；</p><p>　　2. 學(xué)以致用，鞏固書本知識。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生初步具有設(shè)計(jì)電氣控制裝置的能力，從而培養(yǎng)和提高學(xué)生的獨(dú)立工作能力；</p><p>　　3. 進(jìn)行一次工程技術(shù)設(shè)計(jì)的基本訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生查閱書籍、參考資料、上網(wǎng)查詢信息的能力，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工程繪圖的能力，編制技術(shù)文件的能力等，從而提高學(xué)生解決實(shí)際工程技術(shù)問題的能力；&

18、lt;/p><p>　　4.加深對PLC原理與應(yīng)用、機(jī)電傳動控制等課程的理解；</p><p>　　5.考察幾年來所學(xué)的知識綜合應(yīng)用水平；</p><p>　　6.提高學(xué)生的實(shí)際操作和解決實(shí)際問題的能力。</p><p>　　從理論到實(shí)踐，在整整半個(gè)月的日子里，不僅鞏固了以前所學(xué)過的知識，而且學(xué)到了很多在書本上所沒有學(xué)到過的內(nèi)容。通過這次課程設(shè)計(jì)

19、使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，才是真正的知識，才能提高自己的實(shí)際動手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過程遇到了各種各樣的問題，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對以前所學(xué)過的知識理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固，通過這次課程設(shè)計(jì)，重新溫故了以前所學(xué)過的知識。</p><p><b>　　1.2 設(shè)計(jì)背景<

20、/b></p><p>　　可編程控制器簡稱PLC，是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)發(fā)展而來的一種新型工業(yè)控制裝置。它具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于工業(yè)過程和位置的自動控制中。據(jù)統(tǒng)計(jì)，可編程控制器是工業(yè)自動化裝置中應(yīng)用最多的一種設(shè)備。專家認(rèn)為，可編程控制器將成為今后工業(yè)控制的主要手段和重要的基礎(chǔ)設(shè)備之一，PLC、機(jī)器人、CAD/CAM將成為工業(yè)生產(chǎn)的三大支柱。

21、 </p><p>　　PLC是在繼電器控制邏輯基礎(chǔ)上，與3C(Computer、Control、Communication)技術(shù)相結(jié)合，不斷發(fā)展完善的。目前已從小規(guī)模單機(jī)順序控制，發(fā)展到包括過程控制、位置控制等場合的所有控制領(lǐng)域。 </p><p>　　自動化系統(tǒng)中所使用的各種類型PLC，有的是集中安裝在控制室，有的是分散安裝在生產(chǎn)現(xiàn)場的各單機(jī)設(shè)備上，雖然它們大多處在強(qiáng)電電路和強(qiáng)電設(shè)備所

22、形成的惡劣電磁環(huán)境中，但PLC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境而設(shè)計(jì)的控制裝置，在設(shè)計(jì)和制造過程中采用了多層次抗干擾和精選元件措施，故具有較強(qiáng)的適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力、運(yùn)行穩(wěn)定性和較高的可靠性，因此一般不需要采取什么特殊措施就可以直接在工業(yè)環(huán)境使用。 </p><p>　　由以上介紹可以看出PLC的應(yīng)用不盡為生產(chǎn)節(jié)約了人力物力，更重要的是，PLC使從事配料生產(chǎn)線的工廠和部門大大的提高了生產(chǎn)效率！</p><

23、;p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)要求</b></p><p>　　1. 認(rèn)真閱讀本課程設(shè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，分析本課題的控制要求。</p><p>　　2. 確定控制方案，設(shè)計(jì)電氣控制裝置的主電路。</p><p>　　3. 應(yīng)用PLC設(shè)計(jì)電氣控制裝置的控制程序。</p><p>　　（1） 選擇PLC 的機(jī)型及I/O模塊

24、型號，進(jìn)行系統(tǒng)配置；</p><p>　?。?） 根據(jù)工藝流程圖，繪制順序功能圖； </p><p>　?。?） 列寫PLC 的I/O分配表，畫出PLC的I/O 接線圖； </p><p>　?。?） 設(shè)計(jì)梯形圖，并進(jìn)行必要的注釋。</p><p><b>　　第二章 PLC簡介</b></p><p

25、>　　2.1 PLC含義</p><p>　　PLC即可編程控制器（Programmable Logic Controller），是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中做了如下定義：</p><p>　　PLC英文全稱Programmable Logic Co

26、ntroller，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)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(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說有半導(dǎo)體的地方就有PLC。</p><p>　　國

27、際電工委員會(IEC)在其標(biāo)準(zhǔn)中將PLC定義為：可程式邏輯控制器是一種數(shù)位運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)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(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)與算術(shù)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(jī)械或生產(chǎn)過程?？沙淌竭壿嬁刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。</p><p>　　2.2

28、PLC的特點(diǎn)</p><p>　　2.2.1 可靠性高</p><p>　　高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等

29、規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。</p><p>　　2.2.2 適用性強(qiáng)</p><p>　　PLC發(fā)展到今

30、天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。</p><p>　　2.2.3 易學(xué)易用</p><

31、p>　　PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。</p><p>　　2.2.4 維護(hù)方便，容易改造</p><p>

32、　　PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。</p><p>　　2.2.5 能耗低</p><p>　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部

33、，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。</p><p>　　2.3 PLC基礎(chǔ)知識</p><p>　　PLC的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　2.4 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域</p>

34、<p>　　目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p>　　2.4.1 開關(guān)量的邏輯控制</p><p>　　這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動化流水線。如

35、注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p>　　2.4.2 模擬量控制</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控

36、制器用于模擬量控制。</p><p>　　2.4.3 運(yùn)動控制</p><p>　　PLC可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。</p&

37、gt;<p>　　2.4.4 過程控制</p><p>　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。&l

38、t;/p><p>　　2.4.5 數(shù)據(jù)處理</p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)

39、，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。</p><p>　　2.4.6 通信及聯(lián)網(wǎng)</p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。</p><p>　　2.5 PLC

40、的國內(nèi)外狀況</p><p>　　在工業(yè)生產(chǎn)過程中，大量的開關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)的。1968年美國GM（通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器

41、，稱Programmable ,是世界上公認(rèn)的第一臺PLC。</p><p>　　限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。20世紀(jì)70年代初出現(xiàn)了微處理器。人們很快將其引入可編程控制器，使PLC增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制

42、器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算機(jī)存儲元件都以繼電器命名。此時(shí)的PLC為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。個(gè)人計(jì)算機(jī)（簡稱PC）發(fā)展起來后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic Controller（PLC）。</p><p>　　20世紀(jì)70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全

43、面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。更高的運(yùn)算速度、超小型體積、更可靠的工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì)、模擬量運(yùn)算、PID功能及極高的性價(jià)比奠定了它在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀(jì)80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國家中已獲得廣泛應(yīng)用。這個(gè)時(shí)期可編程控制器發(fā)展的特點(diǎn)是大規(guī)模、高速度、高性能、產(chǎn)品系列化。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國家日益增多，產(chǎn)量日益上升。這標(biāo)志著可編程控制器已步入成熟階段。</p><p>

44、;　　上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC發(fā)展最快的時(shí)期，年增長率一直保持為30～40%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。</p><p>　　20世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。從控制規(guī)模上來說，這個(gè)時(shí)期發(fā)展了大型機(jī)和超小型機(jī)；從控制能力上來說

45、，誕生了各種各樣的特殊功能單元，用于壓力、溫度、轉(zhuǎn)速、位移等各式各樣的控制場合；從產(chǎn)品的配套能力來說，生產(chǎn)了各種人機(jī)界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長足的發(fā)展。</p><p>　　我國可編程控制器的引進(jìn)、應(yīng)用、研制、生產(chǎn)是伴隨著改革開放開始的。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。接下來在各

46、種企業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備及產(chǎn)品中不斷擴(kuò)大了PLC的應(yīng)用。目前，我國自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。上海東屋電氣有限公司生產(chǎn)的CF系列、杭州機(jī)床電器廠生產(chǎn)的DKK及D系列、大連組合機(jī)床研究所生產(chǎn)的S系列、蘇州電子計(jì)算機(jī)廠生產(chǎn)的YZ系列等多種產(chǎn)品已具備了一定的規(guī)模并在工業(yè)產(chǎn)品中獲得了應(yīng)用。此外，無錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國比較著名的PLC生產(chǎn)廠家?？梢灶A(yù)期，隨著我國現(xiàn)代化進(jìn)程的深入，PLC在我國將有更廣闊的應(yīng)用天地。</

47、p><p>　　2.6 PLC的構(gòu)成</p><p>　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。</p><p>　　2.6.1 CPU</p>

48、<p>　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。</p><p>

49、　　CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。</p><p>　　在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在

50、控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算，并存儲運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。</p><p>　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，I/O數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。</p><p>　　2.6.2 I/O模塊</p><p>　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的

51、I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。</p><p>　　常用的I/O分類如下：</p><p>　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離

52、。</p><p>　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4mA～20mA,0mA～20mA）、電壓型（0V～10V,0V～5V,-10V～10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。</p><p>　　除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。</p><p>　　按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，

53、但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。</p><p>　　2.6.3 電源模塊</p><p>　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。</p><p>　　2.6.4 底板或機(jī)

54、架</p><p>　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。</p><p>　　2.7 PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備</p><p>　　2.7.1 編程設(shè)備</p><p>　　編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺

55、少的器件，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。</p><p>　　2.7.2 人機(jī)界面</p><p>　　最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充

56、當(dāng)人機(jī)界面非常普及。</p><p>　　2.7.3 PLC的通信聯(lián)網(wǎng)</p><p>　　依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出"網(wǎng)絡(luò)就是控制器"的觀點(diǎn)說法。</p><p>　　PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC 之間、PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其

57、他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。多數(shù)PLC具有RS-232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。PLC的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口（MPI）的數(shù)據(jù)通訊、PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 </p><p>　　PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則：</p><p>　　1．最大限度的滿足被控對象的控制要求。</p><p>　

58、　2．在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。</p><p>　　3．保證控制系統(tǒng)安全可靠。</p><p>　　4．考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇PLC容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。</p><p>　　2.7.5 PLC軟件系統(tǒng)及常用編程語言</p><p>　　PLC軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)

59、程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言，診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求，用PLC的程序語言編制的應(yīng)用程序（也就是邏輯控制）用來實(shí)現(xiàn)各種控制。STEP7是用于SIMATIC可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包，也就是用戶程序，我們就是使用STEP7來進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制，以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視。&l

60、t;/p><p>　　標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言，它有以下特點(diǎn)：</p><p>　　1．它是一種圖形語言，沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號構(gòu)成，左右的豎線稱為左右母線。</p><p>　　2．梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。<

61、;/p><p>　　3．梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。</p><p>　　4．內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。</p><p>　　5．PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。</p>

62、<p>　　6．語句表語言，類似于匯編語言。</p><p>　　7．邏輯功能圖語言，沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達(dá)，一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。</p><p>　　2.8 PLC未來展望</p><p>　　21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計(jì)算機(jī)技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計(jì)和制造上，會有運(yùn)算速度更快、存儲容

63、量更大、智能更強(qiáng)的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機(jī)界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個(gè)品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計(jì)算機(jī)組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的

64、計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　第三章 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 PLC選型</p><p>　　PLC機(jī)型選擇的基本

65、原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：</p><p>　　(一) 合理的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。</p><p>　　整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活

66、方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。</p><p>　　(二) 安裝方式的選擇</p><p>　　PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。</p><p>　　集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠(yuǎn)程I/O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝

67、置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。</p><p>　　(三) 相應(yīng)的功能要求</p><p>　　一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。</p>&l

68、t;p>　　對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。</p><p>　　對于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。</p><p>　　(四) 響應(yīng)速度

69、要求</p><p>　　PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速I/O處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。</p><p>　　(五) 系統(tǒng)可靠性的要求</p><p>　　

70、對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。</p><p>　　綜上所述，結(jié)合本次設(shè)計(jì)要求需要大致4-5個(gè)輸入，2-4個(gè)輸出，根據(jù)實(shí)驗(yàn)室的條件我們選擇PLC類型為： 三菱 FX1N-60MR 如圖所示</p><p>　　圖3.1三菱 FX1N-60MR</p><p>　　FX1N系列是功能很強(qiáng)大的微PLC，可

71、擴(kuò)展到多達(dá)128 I/O點(diǎn)，并且能增加特殊功能模塊或擴(kuò)展板。通信和數(shù)據(jù)鏈接功能選項(xiàng)使得FX1N在體積、通信和特殊功能模塊等重要的應(yīng)用方面非常完美。定位和脈沖輸出功，一個(gè)PLC單元能同時(shí)輸出2點(diǎn)100KHz脈沖，PLC配備有7條特殊的定位指令，包括零返回、絕對位置讀出、絕對或相對驅(qū)動以及特殊脈沖輸出控制.時(shí)鐘功能和小時(shí)表功能。在所有的FX1NPLC中都有實(shí)時(shí)時(shí)鐘標(biāo)準(zhǔn)。時(shí)間設(shè)置和比較指令易于操作。小時(shí)表功能對過程跟蹤和機(jī)器維護(hù)提供

72、了有價(jià)值的信息應(yīng)用范圍：停車場行業(yè)等參數(shù)說明：用在三菱電機(jī)上的附件電壓：三相AC200～230V/50 頻率：60HZ 控制方式：正弦波PWM控制、電流控制方式質(zhì)量：0.8～2KG。</p><p>　　3.2 試驗(yàn)臺介紹</p><p>　　目前我們實(shí)驗(yàn)室擁有的條件如圖所示：</p><p>　　可編程序控制器教學(xué)實(shí)驗(yàn)臺</p>

73、<p>　　電源板 PLC板 人機(jī)界面</p><p>　　TD3 TY3 TY7</p><p>　　實(shí)驗(yàn)板 實(shí)驗(yàn)板 變頻器 </p><p>　　TS1 TS2 TY6</p><p>　　直線運(yùn)動機(jī)械模型TM2&l

74、t;/p><p>　　鍵盤 鼠標(biāo)</p><p>　　計(jì)算機(jī)主機(jī)箱 實(shí)驗(yàn)掛板箱</p><p>　　圖3.2 六掛箱實(shí)驗(yàn)臺示意圖</p><p>　　3.3 所用模塊關(guān)系</p><p>　　電源給其他所有模塊供

75、電，可編程控制器SAC-PLC-TY9控制實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)模塊，與試驗(yàn)基礎(chǔ)模塊間相互作用達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?。?shí)驗(yàn)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)板SAC-PLC-TS1實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)功能滿足工作要求。</p><p>　　圖3.3 模塊間的關(guān)系</p><p>　　3.4 實(shí)驗(yàn)板組成及使用方法</p><p>　　TS1和TS2實(shí)驗(yàn)板為225×300平方毫米的實(shí)驗(yàn)板, 表面采用PVC材料及制作工藝

76、,并印制有形象直觀的彩色工業(yè)現(xiàn)場模擬圖。實(shí)驗(yàn)板正面裝有接線用的臺階插座、按鈕、開關(guān)以及聲光顯示和運(yùn)動機(jī)構(gòu)等器件。背面為單面印刷電路板,裝有實(shí)驗(yàn)所需的電氣元件。</p><p>　　TS1實(shí)驗(yàn)板有三個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)。分別為交通燈實(shí)驗(yàn)區(qū)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)驗(yàn)區(qū)、直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)區(qū)。TS2實(shí)驗(yàn)板有兩個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)和兩個(gè)輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)，分別為輸料線實(shí)驗(yàn)區(qū)、混料罐實(shí)驗(yàn)區(qū)；現(xiàn)場電氣操作輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)、常用輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)。</p><

77、;p>　　實(shí)驗(yàn)時(shí)，該實(shí)驗(yàn)板必須需配合電源板和PLC元件板一同配合使用。首先將電源板接通電源,再通過4號插座和實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線為可編程序控制器通電，根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,選擇好所需的輸入、輸出元件，并將信號通過2號臺階插座和實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線,引入到可編程序控制器的輸入、輸出端子區(qū)上。實(shí)驗(yàn)板上輸入元件的公共端要接到24V電源的負(fù)極上（24G），PLC上輸入信號的公共端（COM）要接到24V電源的負(fù)極上（-24V），這樣可連接好輸入電路，工作時(shí)可通過設(shè)備上的φ

78、3發(fā)光管顯示觀察到輸入元件的工作狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)板上輸出元件的公共端要接到5V電源的負(fù)極上（5VG），PLC上輸出信號的公共端要接到5V電源的正極上（+5V），這樣可連接好輸出電路，工作時(shí)可通過設(shè)備上的電機(jī)動作和φ5發(fā)光管顯示觀察到輸出元件的工作狀態(tài)。打開電源板開關(guān),接通可編程序控制器電源,輸入并運(yùn)行程序,觀察執(zhí)行情況,看是否滿足工藝要求,直到通過為止,達(dá)到學(xué)習(xí)的目的。</p><p>　　操作時(shí)注意區(qū)別實(shí)驗(yàn)板上的輸入

79、和輸出信號元件,因電壓和電路不同,盡量不要接錯(cuò)。直流開關(guān)電源具有短路保護(hù)作用。</p><p>　　圖3.4 實(shí)驗(yàn)接線原理圖</p><p><b>　　實(shí)驗(yàn)區(qū)</b></p><p>　　TS1板分為三個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)。分別為：交通燈實(shí)驗(yàn)區(qū)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)驗(yàn)區(qū)、直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)區(qū)。</p><p>　　TS2板分為三個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)。分別為：

80、輸料線實(shí)驗(yàn)區(qū)、混料罐實(shí)驗(yàn)區(qū)；現(xiàn)場電氣操作輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)、常用輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)。</p><p>　　1．交通信號燈實(shí)驗(yàn)區(qū)</p><p>　　該實(shí)驗(yàn)區(qū)在TS1實(shí)驗(yàn)板的上方。面板上示意十字路口交通信號燈, 由三色發(fā)光二極管形象顯示。信號燈分東西和南北兩組, 在印刷線路板上同組的相同顏色的信號燈相互并聯(lián)。用實(shí)驗(yàn)導(dǎo)線將5VG連接到5V電源的負(fù)極，再將5V電源的正極接至發(fā)光二極管臺階插座,對應(yīng)的一組

81、發(fā)光二極管就會發(fā)光。實(shí)驗(yàn)時(shí), 將這些插座連接至可編程序控制器的輸出端子上(這些端子與直流5V正極連接), 信號燈的工作狀態(tài)就受控于可編程序控制器的程序,顯示其控制功能。</p><p><b>　　2．旋轉(zhuǎn)運(yùn)動實(shí)驗(yàn)區(qū)</b></p><p>　　該實(shí)驗(yàn)區(qū)在TS1實(shí)驗(yàn)板的上方。主要由圓盤驅(qū)動電機(jī)、傳動機(jī)構(gòu)、旋轉(zhuǎn)盤、光電開關(guān)元件等組成。電機(jī)采用三極管構(gòu)成的調(diào)速電路和正反轉(zhuǎn)

82、控制電路,調(diào)速范圍較寬。有級調(diào)速分高、低兩擋,低速可由電位器調(diào)節(jié)。</p><p>　　圓形轉(zhuǎn)盤處裝有光電開關(guān)和孔盤,構(gòu)成位置檢測電路,也可供旋轉(zhuǎn)計(jì)數(shù)時(shí)使用。</p><p>　　實(shí)驗(yàn)時(shí),注意要將5VG連接到電源板5V電源的負(fù)極，還要將5V電源的正極接到電源板5V電源的正極，這樣輸出回路負(fù)載元件才能正常工作。24VG，要連接到電源板24V電源的負(fù)極上。5V電源還為光電開關(guān)輸入元件提供工作電

83、壓。</p><p><b>　　3．直線運(yùn)動實(shí)驗(yàn)區(qū)</b></p><p>　　該實(shí)驗(yàn)區(qū)在TS1實(shí)驗(yàn)板的中間。正面板為電梯控制示意圖。主要由按鈕、光電開關(guān)、發(fā)光二極管和直線行走機(jī)構(gòu)及驅(qū)動電機(jī)等元件組成。電梯樓層數(shù)為四層,滑塊為模擬轎箱。上方4個(gè)按鈕為轎箱內(nèi)選信號,下方6個(gè)按鈕為各層廳外呼梯信號,4個(gè)光電開關(guān)為樓層位置信號。樓層位置可由數(shù)碼顯示指示。電機(jī)速度也分高、低

84、兩擋,使用時(shí)需與正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)端子配合連接。低速可由電位器調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　4．輸料線實(shí)驗(yàn)區(qū)</b></p><p>　　該實(shí)驗(yàn)區(qū)在TS2實(shí)驗(yàn)板的左上方。正面板為輸料生產(chǎn)線示意圖。上料倉底下有背景光顯示料位,下料倉背景光顯示料位的有無。下料倉料位的料滿和料欠傳感器信號由三位雙刀手動開關(guān)代替。卸料閥皮帶等工作狀態(tài)由發(fā)光二極管表示。輸料線起動和停止的順序應(yīng)以

85、不積壓物料和節(jié)能等方面予以考慮。輸料線的起動和停止信號選用直線區(qū)的按鈕實(shí)現(xiàn)。自動起停時(shí),撥動手動開關(guān)產(chǎn)生模擬的料滿或料欠信號,即可模擬實(shí)現(xiàn)輸料線各級皮帶的自動順序起停。</p><p><b>　　5．混料罐實(shí)驗(yàn)區(qū)</b></p><p>　　該實(shí)驗(yàn)區(qū)在TS2實(shí)驗(yàn)板的右上方。正面板為混料罐設(shè)備示意。液體 A和液體 B的輸入和輸出混合液體C的工作狀態(tài)以及攪拌機(jī)的工作狀態(tài)

86、均由發(fā)光二極管表示。液體的液面高低由可升降的背景光表示,液體 A或液體 B輸入時(shí),料位上升；混合液體 C輸出時(shí),料位下降。液面的高中、低三個(gè)位置信號由三個(gè)光電開關(guān)產(chǎn)生,應(yīng)接至可編程序控制器的輸入端。</p><p>　　混料罐的控制方式可分為手動、自動、單周期和連續(xù)等控制方式,信號可選至輔助信號區(qū)的方式開關(guān)。起動和停止信號可選用直線區(qū)的按鈕產(chǎn)生。</p><p><b>　　6．

87、輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)</b></p><p>　　在TS2實(shí)驗(yàn)板的下方,有兩個(gè)輔助信號區(qū),上方為現(xiàn)場電氣操作輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū),下方常用輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)。</p><p>　　現(xiàn)場電氣操作輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)有電源來電指示信號燈、設(shè)備送電投入運(yùn)行指示信號燈，有自動、單步、手動工作方式指示信號燈,有設(shè)備各個(gè)部分工作運(yùn)行指示信號燈,有設(shè)備啟動和停止?fàn)顟B(tài)的信號燈，有設(shè)備暫停和急停信號燈。</p&

88、gt;<p>　　現(xiàn)場電氣操作輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)還有電源控制啟、停按鈕，有控制工作方式開關(guān)，有手動操作按鈕，有設(shè)備運(yùn)行啟、停按鈕，有設(shè)備暫停和急停按鈕。</p><p>　　常用輔助信號實(shí)驗(yàn)區(qū)提供了撥碼盤信號、方式選擇信號、開關(guān)信號;聲光顯示和數(shù)碼顯示。 這些信號還可以作為現(xiàn)場電氣操作輔助信號的補(bǔ)充，例如聲光顯示可以作為設(shè)備故障報(bào)警信號的補(bǔ)充，使現(xiàn)場信號更加完善。</p><p>

89、;　　這些輔助信號信號可加到其它程序中使用,增加其控制功能。例如:用數(shù)碼顯示電梯樓層、轉(zhuǎn)盤位置顯示等。</p><p>　　第四章 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</p><p><b>　　4.1 設(shè)計(jì)軟件</b></p><p>　　應(yīng)用程序編制完成后要下載到PLC中才能調(diào)試運(yùn)行，才能最終檢驗(yàn)程序的編制正確與否。本次設(shè)計(jì)采用的軟件是GX Developer

90、 8.52 中文。下面對該軟件進(jìn)行簡單的簡介。</p><p>　　主界面含以下幾個(gè)主要分區(qū)：菜單欄、工具欄、用戶編輯區(qū)、編輯區(qū)左邊分別是狀態(tài)欄及功能欄，界面右側(cè)還可以看到功能欄，其主界面外觀如圖4.1所示</p><p>　　圖4.1 GX Developer 8.52主界面</p><p>　　4.1.1 菜單欄</p><p>　　菜

91、單欄是以菜單形式操作的入口，菜單含文件、編輯、工具、插入、格式、表格、窗口、幫助。用鼠標(biāo)點(diǎn)擊某項(xiàng)菜單，可彈出該菜單的細(xì)目，如文件項(xiàng)目的細(xì)目含新建、打開、保存等。</p><p>　　4.1.2 工具欄</p><p>　　工具條提供簡便的鼠標(biāo)操作，將最常用的編輯操作一按鈕形式設(shè)定到工具條。可以在菜單欄中的“視圖”菜單選項(xiàng)來顯示或隱藏工具條。菜單條中涉及的各種功能在工具條中大多都能找到。&

92、lt;/p><p>　　4.1.3 編輯區(qū)</p><p>　　編輯區(qū)用來顯示編輯操作的工作對象?？捎锰菪螆D、語句表等方式進(jìn)行程序的編輯工作。也可以使用菜單欄中的“視圖”菜單及工具中的梯形圖及指令表按鈕實(shí)現(xiàn)梯形圖程序與語句表程序的轉(zhuǎn)換。</p><p>　　4.1.4 狀態(tài)欄、功能鍵欄及功能圖欄</p><p>　　編輯區(qū)下部是狀態(tài)欄，用于標(biāo)

93、示編輯PLC類型、軟件的應(yīng)用狀態(tài)、及所處的程序不數(shù)等。狀態(tài)欄下為功能鍵欄，其與編輯區(qū)中的功能能欄都很有各種梯形圖符號，相當(dāng)于梯形圖繪制的圖形符號庫。</p><p><b>　　4.2 編程操作</b></p><p>　　4.2.1 單按鈕單路輸出控制設(shè)計(jì)程序</p><p>　　單按鈕單路輸出控制程序設(shè)計(jì)采用計(jì)數(shù)指令實(shí)現(xiàn)?？刂埔鬄橛靡?/p>

94、只按鈕控制一盞燈，第一次按下時(shí)燈亮第二次按下燈滅，奇數(shù)次燈亮，偶數(shù)次燈滅。</p><p>　　器件與PLC內(nèi)部等效繼電器地址對照表</p><p>　　表4.1 器件與PLC內(nèi)部等效繼電器地址對照表</p><p>　　單按鈕單路輸出控制梯形圖</p><p>　　圖4.2 單按鈕單路輸出控制梯形圖</p><p>

95、　　(3) 單按鈕單路輸出控制指令程序</p><p>　　LD X000</p><p><b>　　OR M1</b></p><p><b>　　ANI C1</b></p><p><b>　　OUT M1</b></p><p&

96、gt;　　LD X000</p><p><b>　　OUT C0</b></p><p><b>　　K 1</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C0</b></p

97、><p>　　LD X000</p><p><b>　　OUT C1</b></p><p><b>　　K 2</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C1<

98、/b></p><p><b>　　LD C0</b></p><p><b>　　LDI C1</b></p><p>　　OUT Y000</p><p><b>　　END</b></p><p>　　(4) 程序編制成功后的時(shí)

99、序截圖</p><p>　　圖4.3 單按鈕單路輸出控制程序編制成功后的時(shí)序截圖</p><p>　　4.2.2 單按鈕雙路單通輸出控制程序</p><p>　　單按鈕雙路單通輸出控制程序采用計(jì)數(shù)指令實(shí)現(xiàn)?？刂埔鬄橛靡恢话粹o控制二盞燈，第一次按下時(shí)第一盞燈亮，第二次按下時(shí)第一盞燈滅，同時(shí)第二盞燈亮，第三次按下時(shí)兩盞燈滅……律循環(huán)下去。</p>&l

100、t;p>　　(1) 器件與PLC內(nèi)部等效繼電器地址對照表</p><p>　　表4.2器件與PLC內(nèi)部等效繼電器地址對照表</p><p>　　(2) 單按鈕雙路單通輸出控制梯形圖</p><p>　　圖4.4單按鈕雙路單通輸出控制梯形圖</p><p>　　(3) 單按鈕雙路單通輸出控制指令程序</p><p>

101、;　　LD X000</p><p><b>　　OR M1</b></p><p><b>　　ANI C2</b></p><p><b>　　OUT M1</b></p><p>　　LD X000</p><p><

102、;b>　　OUT C0</b></p><p><b>　　K 1</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C0</b></p><p>　　LD X000</p>

103、<p><b>　　OUT C1</b></p><p><b>　　K 2</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C1</b></p><p>　　LD X0

104、00</p><p><b>　　OUT C2</b></p><p><b>　　K 3</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C2</b></p><p&g

105、t;<b>　　LD C0</b></p><p><b>　　ANI C1</b></p><p><b>　　ANI C2</b></p><p>　　OUT Y000</p><p><b>　　LD C1</b></p

106、><p><b>　　ANI C2</b></p><p>　　OUT Y001</p><p><b>　　END</b></p><p>　　(4) 程序編制成功后的時(shí)序截圖</p><p>　　圖4.5單按鈕雙路單通輸出控制程序編制成功后的時(shí)序截圖</p>

107、;<p>　　4.2.3 單按鈕雙路單雙輸出控制程序</p><p>　　單按鈕雙路單雙輸出控制程序采用計(jì)數(shù)指令實(shí)現(xiàn)?？刂埔鬄橛靡恢话粹o控制二盞燈，第一次按下時(shí)第一盞燈亮，第二次按下時(shí)第一盞燈滅，同時(shí)第二盞燈亮，第三次按下時(shí)兩盞燈同時(shí)亮，第四次按下時(shí)兩盞燈同時(shí)滅……規(guī)律循環(huán)下去。</p><p>　　器件與PLC內(nèi)部等效繼電器地址對照表</p><p&

108、gt;　　表4.3器件與PLC內(nèi)部等效繼電器地址對照表</p><p>　　(2) 單按鈕雙路單雙輸出控制程序梯形圖</p><p>　　圖4.6單按鈕雙路單雙輸出控制程序梯形圖</p><p>　　(3) 單按鈕雙路單雙輸出控制指令程序</p><p>　　LD X000</p><p><b>　　

109、OR M1</b></p><p><b>　　ANI C3</b></p><p><b>　　OUT M1</b></p><p>　　LD X000</p><p><b>　　OUT C0</b></p><p&g

110、t;<b>　　K 1</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C0</b></p><p>　　LD X000</p><p><b>　　OUT C1</b></p&

111、gt;<p><b>　　K 2</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C1</b></p><p>　　LD X000</p><p><b>　　OUT C2</

112、b></p><p><b>　　K 3</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C2</b></p><p>　　LD X000</p><p><b>　　O

113、UT C3</b></p><p><b>　　K 4</b></p><p><b>　　LDI M1</b></p><p><b>　　RST C3</b></p><p><b>　　LD C0</b><

114、/p><p><b>　　ANI C1</b></p><p><b>　　OR C2</b></p><p><b>　　ANI C3</b></p><p>　　OUT Y000</p><p><b>　　LD C1&

115、lt;/b></p><p><b>　　ANI C3</b></p><p>　　OUT Y001</p><p><b>　　END</b></p><p>　　(4) 程序編制成功后的時(shí)序截圖</p><p>　　圖4.7單按鈕雙路單雙輸出控制程序編制成功

116、后的時(shí)序截圖</p><p>　　第五章 系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)調(diào)試</p><p>　　5.1 PLC的調(diào)試</p><p>　　現(xiàn)場調(diào)試是整個(gè)控制系統(tǒng)完成的重要環(huán)節(jié)。任何程序的設(shè)計(jì)很難說不經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試就能使用的。只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制回路和控制程序不能滿足系統(tǒng)要求之處；只有通過現(xiàn)場調(diào)試才能發(fā)現(xiàn)控制電路和控制程序發(fā)生矛盾之處；只有進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試才能最后實(shí)地測試和最后調(diào)整