【正文】 ................................................................................................................. 42 致謝 ..................................................................................................................... 43 參考文獻 ............................................................................................................. 44 1 第 1 章 緒論 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller） ，是指以計算機技術為基礎的新型工業(yè)控制裝置 。 PLC 是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模 擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。PLC 及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。 隨著 PLC 技術的發(fā)展，其功能越來越多，集成度也越來越高，它的型號和種類繁多，不同型號自成體系有不同的程序語言和使用方法。 在工業(yè)生產(chǎn)中，需要多個電機帶動一整塊模板同時上下回返運動。模板的上表面一定要保持水平，誤差盡可能小。若多個步進電機速度不同，會使模板在運動中卡死。 PLC 控制 步進 電機呢不是直接控制的，其實是 PLC 發(fā)出脈沖或控制信號控制 步進 驅(qū)動器，由驅(qū)動器來驅(qū)動 步進 電 機。 PLC 不具備驅(qū)動電機的能力，不能提供那么高的電壓和電流，它只能驅(qū)動控制器的控制信號。和發(fā)出可調(diào)的高頻脈沖。而伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機呢又恰恰需要外部的脈沖信號。這兩個東西就是這么合作的 。 PLC 在 步進 電機控制中的應用，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快，可靠性高，靈活性強等優(yōu)點，使得 PLC 成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱。隨著 PLC 成本的降低和應用的日益廣泛， 步進 電機的常規(guī)控制應用 PLC 技術越來越成為現(xiàn)實。所以用三菱系列 PLC 控制多個 步進 電機同步運動的研究具有現(xiàn)實意義。 本課題研究的 主要內(nèi)容 針對畢業(yè)設計課題進行分析， 三菱 PLC 同時控制三個 步進 電機同步運動 這一課題是在設計科研設備的過程中產(chǎn)生的，國內(nèi)外針對相同的科研測試，設備的設計方案也是各種各樣的，隨著將來工業(yè)制造工藝的發(fā)展，如快速成型之類的技術更加成熟，或許會有更好的解決方案，就目前而言，每種方案都有其優(yōu)缺點， PLC 在伺服電機控制中的應用，與傳統(tǒng)的繼電器控制相比，具有控制速度快，可靠性高，靈活性強等優(yōu)點，使得 PLC 成為現(xiàn)代工業(yè)自動化的支柱。隨著 PLC 成本的降低和應用的日益廣泛，伺服電機的常規(guī)控制應用 PLC 2 技術越來越成為現(xiàn)實。所以用三 菱系列 PLC 控制多個伺服電機同步運動的研究具有現(xiàn)實意義。 在 分析了國內(nèi)外的設計之后，提出了一種自己的解決方案，能很好的滿足該測量設備的設計要求，列出了需要的零件，設計原理圖，設備工程圖，程序源代碼，在進行可行性分析以及多次修改優(yōu)化之后，以實驗室提供的設備及原材料制作出了導師要求的功能模塊，經(jīng)過測試之后安裝到設備上。最終設備能達到設計要求。 3 第 2 章 PC 與 PLC 串口通信 VB 語言簡介 Basic 到 Visual Basic 的發(fā)展 BASIC 是 Beginner39。s Allpurpose symbolic instruction Code 初學者通用符號指令代碼的縮寫， 是國際上廣泛使用的一種計算機高級語言。 BASIC 簡單、易學 。目前仍是計算機入門的主要學習語言之一。 BASIC 語言的問世及發(fā)展 BASIC 語言自其問世經(jīng)歷了以下四個階段 。 第一階段 1964 年 70年代初 1964 年 BASIC 語言問世。 第二階段 1975 年 80年代中 微機上固化的 BASIC。 第三階段 80 年代中 90年代初 結(jié)構化 BASIC 語言。 第四階段 1991 年以來 Visual BASIC。 BASIC 是種易學易用的高級語言 ,非常適合初學者學習運用。常用的編譯軟件有 True BASIC,Turbo BASIC Quick BASIC,Visual BASIC,CAREALIZER,GFA BASIC,POWER BASIC,等等 ...... 1991 年 微軟推出了 Visual 版。這在當時引起了很大的轟動。許多專家把VB 的出現(xiàn)當做是軟件開發(fā)史上的一個具有劃時代意義的事件 。其實 以我們現(xiàn)在的目光來看VB10 的功能實在是太弱了。但在當時 它是第一個 可視 的編程軟件。這使得程序員欣喜之極 都嘗試在 VB 的平臺上進行軟件創(chuàng)作。微軟也不失時機地在四年內(nèi)接連推出, 三個版本。并且從 開始 微軟將 ACCESS 的數(shù)據(jù)庫驅(qū)動集成到了VB 中 ， 這使得 VB 的數(shù)據(jù)庫編程能力大大提高。從 開始 VB 也引入了面向?qū)ο蟮某绦蛟O計思想。 VB 功能強大 ,學習簡單。而且 VB還引入了 “ 控件 ” 的概念 使得大量已經(jīng)編好的VB 程序可以被我們直接拿來使用 。 如今 VB已經(jīng)有了 版。 通過幾年的發(fā)展 它已成為一種真真專業(yè)化的開發(fā)語言和環(huán)境。用戶認為可用 Visual Basic 快速創(chuàng)建 Windows 程序 。 在現(xiàn)在還可以編寫企業(yè)水平的客戶 服務器程序及強大的數(shù)據(jù)庫應用程序 。 Visual Basic 新版中還有更多可用功能。 Visual Basic 的編程基礎 首先需要知道下面這個問題的答案 ，“程序到底是什么？ ” 計算機程序是指令集。它 4 告訴計算機如何執(zhí)行特殊的任務。讀者也許對許多種指令熟悉， 如按菜譜烹調(diào) 特殊的食物或按指定的方向到達不熟悉的目的地。沒有這些特殊的指令 就不 能執(zhí)行預期的任務。 計算機也是一樣 ， 只是它們需要為執(zhí)行的每一個任務提供指令。甚至對最簡單的任務也需要指令 ，例如如何取得擊鍵？怎樣在屏幕上放一個字母？ 怎樣在磁盤中保存訊息 ？ 幸運的是許多這樣的指令包含在處理器芯片中或內(nèi)置于操作系統(tǒng)中 ， 因此用戶不必擔心它們。 相反 ，應集中于為任務提供指令。如計算雇員工資， 創(chuàng)建鄰居 郵件列表 或設置格式化文本以顯示最近的年度報表信息。 雖然我們用自然語言讀這些指令 ，但計算機指令必須是二進制代碼。即一系列在計算機內(nèi)存和處理器中的開或關的狀態(tài)。有些語言 如匯編程序 ，可以允許直接寫這種類型的代碼。 但是以這種方法編程十分困難。 因此 Visual Basic 和其他編程語言使程序員可以用與自然語言有點相近的方式編寫指令。 即使是這些指令仍有限， 并要遵循高度定義的結(jié)構。 Visual Basic 允許創(chuàng)建反映用戶動作和系統(tǒng)事件的程序。這種編程叫事件驅(qū)動編程。要了解事件驅(qū)動程序是怎樣工作的 ， 先要了解過去的程序怎樣運行及在 Windows 環(huán)境中有何不同。在 Windows 之前 ， 回到往日的 DOS 和“史前時代” ， 之前，程序以順序方式運行，也就是說 一旦程序啟動 ， 它就一條指令一條指令的向前執(zhí)行 ， 直 到程序 結(jié)束或出現(xiàn)致命錯誤。 使創(chuàng)建 Windows 程序較為容易的關鍵技術是面向?qū)ο缶幊?。這種技術可以創(chuàng)建可重用組建 ， 它是程序的組成模塊。 4. VB 中的 幾個定義 在討論 Visual Basic 時 ，經(jīng)?？梢月牭竭@些術語， 因此對這些術語的基本理解 對編程 十分有幫助。 控件： 提供程序可見界面的可重用對象?？丶氖纠形谋究?、標簽和命令按鈕。 事件： 由用戶或 操作系統(tǒng)引發(fā)的動作。事件的示例有擊鍵、單擊鼠標、一段時間的限制 或從端口接收數(shù)據(jù)。 方法： 嵌入在對象定義中的程序代碼。 它 定義對象怎樣 處理信息并響應某事件。例如 ，數(shù)據(jù)庫對象有打開紀錄集并從一個記錄移動到另一個記錄的方法。 對象： 程序的基本元素 。它含有定義其特征的屬性， 定義其任務和識別它可以響應的事件的方法?？丶痛绑w是 Visual Basic 中所有對象的示例。 5 過程： 為完成任務而編寫的代碼段。過程通常用于響應特定的事件。 屬性： 對象的特征 ，如尺寸、位置、顏色或文本。屬性決定對象的外觀， 有時也決定對象的行為。屬性也用于為對象提供數(shù)據(jù)和從對象取回信息。 VB 與串口通信 接口技術是工業(yè)實時控制和數(shù)據(jù)采集中非常重 要的計算機應用技術，它可以實現(xiàn) CPU與存儲器， I/O 設備，控制設備，通信設備， A/D 及 D/A 轉(zhuǎn)換器的信息交換。 VB是程序設計人員在 Windows 環(huán)境下最常用的開發(fā)串口通信程序的編程語言。利用 VB開發(fā)串口通信程序主要有兩種方法：一是使用 MSComm 串口控件，二是調(diào)用 Windows API函數(shù)。 在實踐中，使用 VB 串口控件 MSComm 實現(xiàn)通信的方法比調(diào)用 API 函數(shù)的方法更加方便，快捷，而且用較少的代碼可以實現(xiàn)相同的功能，從而使編程效率大大提高。 串口通信的基本參數(shù) 串行端口的通信方式是將字節(jié)拆分成 一個接著一個的位再傳送出去，接到此電位信號的一方再將此一個一個的位組合成原來的字節(jié)，如此形成一個字節(jié)的完整傳送。雙方為了進行通信，必須遵守一定的通信規(guī)則，這個共同的規(guī)則就是通信端口的初始化。 通信端口的初始化必須對以下幾項參數(shù)進行設置。 串行通信的傳輸受到通信雙方硬件配備性能及通信線路的特性控制，收發(fā)雙方必須按照同樣的速度進行串行通信，即收發(fā)雙方采用同樣的波特率。我們通常將傳輸速度稱為波特率，指的是串行通信中每一秒所傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)，單位是 bit/s。例如，在某異步串行通信中，每傳送一個 字符需要 8 位，如果采用波特率為 4800bit/s 進行傳送，則每秒可傳送 600個字符。 一般串行通信端口所傳送的數(shù)據(jù)是字符型，若用來傳輸文件，則會使用二進制的數(shù)據(jù)型。當使用字符型時，工業(yè)界使用到的有 ASCII 字符碼及 JIS 字符碼。 ASCII 碼使用了 8位形成一個字符，而 JIS 碼則以 7 位形成一個字符。以實際的 RS232 傳輸上看來，由于工業(yè)上常使用的 PLC大多只是傳送文字碼，因此只要 7 位就可以將 ASCII 碼的 0127 碼表達出來（共有 128 種組合方式），所有的可見字符也落在此范圍內(nèi)，所以只要 7 個數(shù)據(jù)位就夠了。不同的情況下（看所使用的協(xié)議），會使用到不同的傳送單位，使用多少位合成一個字節(jié)必須先行確定。 6 由于異步串行傳輸中并沒有使用同步脈沖作基準，故接收端完全不知道發(fā)送端何時將進行數(shù)據(jù)的傳送，發(fā)送端準備要開始傳送數(shù)據(jù)時，發(fā)送端會在所送出的字符前后分別加上高電位的起始位（邏輯 0）及地點為的停止位（邏輯 1），它們分別是所謂的起始位與停止位。也就是說，當發(fā)送端要開始傳送數(shù)據(jù)時，便將傳輸線上的電位由低電位提升至高電位，而當傳送結(jié)束后，在將電位降至低電位。接收端會因起始位的觸發(fā)（因電壓 由低電位升至高電位）而開始接受數(shù)據(jù)，并因停止位的通知（因電壓維持在低電位）而明確數(shù)據(jù)的字符信號已經(jīng)結(jié)束。當加入了起始位及停止位才比較容易達到多字符的接受能力，起始位固定為 1 位，而停止位則有 1,， 2 位等多種選擇。該如何選擇呢？只要通信雙方協(xié)議通過即可，沒有強制規(guī)定。 為了預防錯誤的產(chǎn)生，使用校驗位作為檢查的機制。校驗位是用來檢查所傳送數(shù)據(jù)正確性的一種核對碼，又分成奇校驗與偶校驗兩種，分別是檢查字符碼中 1 的數(shù)目是奇數(shù)或偶數(shù)。以偶校驗為例，“ A”的 ASCII 碼是 41H（十六進制），將它以二進制 表示時，是 01000001，其中 1 的數(shù)目是 2，因此校驗位便是 0，使 1 的數(shù)目保持偶數(shù)。同樣的，校驗位是奇數(shù)、校驗時，“ A”的校驗位便是 1，使 1 的數(shù)目保持在奇數(shù)。接受者在重新計算奇偶校驗位，如果新的計算值正確，那么表示正常。如果新的計算值有誤，那么接收端就會收到一些指示，表示此次接受的數(shù)據(jù)有誤。 VB 的通訊控件及屬性 1. MSComm 通訊控件簡介 微軟的軟件系統(tǒng)中 提供了 MSComm 通訊控件。該控件在 windows\system 目錄下。通訊控件是 PC機通過串行端口與其它設備實現(xiàn)輕松連接 的通用工具 Visual basic、 Visual C++等開發(fā)人員都可以使用它。通過使用 MSComm 通訊控件 ，可以簡單高效地實現(xiàn)設備之間的通訊， 而不必調(diào)用低級的 API函數(shù) ，從而使編程效率大大提高， 也降低了因編程不當導致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 2. MSComm 控件的引用 （ 1） 創(chuàng)建新的工程 啟動 Visual Basic 在 文件 菜單中 單擊 新建工程 選擇 標準 .exe單擊確定 。新建工程如圖 21 所示。 7