【正文】 是一個(gè)具有數(shù)字顯示功能的多量程儀表 , 它是測(cè)量?jī)x表可測(cè)量電壓、電流和電阻中最常用的一個(gè)測(cè)試功能項(xiàng) .一旦測(cè)量?jī)x表的范圍和方式選定 , 既可測(cè)量直流信號(hào) ,也可測(cè)量交流信號(hào)的參數(shù) .有些數(shù)字表的設(shè)計(jì)是由電池驅(qū)動(dòng)且可攜帶 , 而另外一些是基于主機(jī)計(jì)算機(jī)驅(qū)動(dòng)且由磁盤(pán)安裝的數(shù)字式儀表與模擬式儀表相比 , 使用零件少 , 集成度高 , 穩(wěn)定性和可靠性相對(duì)較高 , 輸人阻抗高 , 提高了測(cè)量精度 . 目前許多數(shù)字測(cè)量?jī)x表的設(shè)計(jì)是基于微處理器的 ,本文介紹了一個(gè)用基于 PLC設(shè)計(jì)的數(shù)字電壓表。 傳統(tǒng)的電壓表一般采用指針式面板 , 精度低 , 可視距離近 ,已不適應(yīng)社會(huì)發(fā)展需要。隨著智能化微機(jī)測(cè)量和控制技術(shù)的迅速發(fā)展 , 以 PLC為核心的數(shù)字電壓表已凸顯出其優(yōu)勢(shì)。本文介紹以 PLC為核心的數(shù)字式電壓表設(shè)計(jì) , 該電壓表具有性價(jià)比高 , 使用方便 , 精度高等特點(diǎn) , 在工業(yè)生產(chǎn)等電子測(cè)量領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。 數(shù)字電壓表的設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)，已經(jīng)有多種類(lèi)型和款式。傳統(tǒng)的數(shù)字電壓表各有特點(diǎn)，它們適合在現(xiàn)場(chǎng)做手工測(cè)量，要完成遠(yuǎn)程測(cè)量并要對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)做進(jìn)一步分析處理，傳統(tǒng)數(shù)字電壓表是無(wú)法完成的。然而基于 PLC 的數(shù)字電壓表，既可以完成測(cè)量數(shù)據(jù)的傳遞，又可借助 PLC，做測(cè)量數(shù)據(jù)的處理。所以這種類(lèi)型的數(shù)字電壓表無(wú)論在功能和實(shí)際應(yīng)用上，都具有傳統(tǒng)數(shù)字電壓表無(wú)法比擬的特點(diǎn)，這使得它的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用具有良好的前景。 xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè) 共 40 頁(yè) 第二章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計(jì) 第 節(jié) 工業(yè)領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào) 工業(yè)領(lǐng)域標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)是指： （ 1）、 輸入信號(hào)： 0～ 10mA、 0～ 20mA、 4～ 20mA （ 2）、 輸出信號(hào)： 0～ 10mA、 0～ 20mA、 4～ 20mA （ 3）、 精度： % （ 4）、 線性度： % （ 5）、 隔離電壓： 2021V / 1 分鐘（輸入、輸出、電源及通道間相互隔離） （ 6）、 供電電源： 24VDC177。10 ％ 第 節(jié) 系統(tǒng)方案論證 三菱 FX 系列 PLC 概述 系列序號(hào)： 1S、 1N、 2N、 2NC；即 FX1S、 FX1N、 FX2N、 FX2NC、 I/O 總點(diǎn)數(shù) ： 14256。 單元類(lèi)型： M基本類(lèi)型。 EI/O 混合擴(kuò)展單元及擴(kuò)展模塊。 EX輸入專(zhuān)用模塊。 EY輸出專(zhuān)用擴(kuò)展模塊。 輸出形式： R繼電器輸出。 T晶體管輸出。 S晶閘管輸出。 特殊品種： DDC 電源， DC 輸出。 A1AC 電源、 AC輸出 H大電流輸出擴(kuò)展模塊（ 1A/點(diǎn)）。 V立式端子排的擴(kuò)展模塊。 C接插口 I/O 方式。 F輸入濾波器 1MS 的擴(kuò)展模塊。 LTTL 輸入型擴(kuò)展模塊。 S獨(dú)立端子（無(wú)公共端）擴(kuò)展模塊。 若特殊品種一項(xiàng)無(wú)符號(hào)，說(shuō)明通常指 AC 電源， DC 輸入，橫式端子排，繼電器輸出 2A/點(diǎn)，晶體管輸出 ，晶閘管輸出 。 xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè) 共 40 頁(yè) 2 .FX 系列 PLC 技術(shù)指標(biāo) FX 系列 PLC 的指標(biāo)包括一般技術(shù)指標(biāo)、輸入技術(shù)指標(biāo)、輸出技術(shù)指標(biāo)，分別如表 2表 2表 23所示 表 21 FX 系列 PLC一般指標(biāo) 環(huán)境溫度 055176。（使用時(shí)）； 20 +70176。 C(存儲(chǔ)時(shí) ) 環(huán)境濕度 35％ 85％ RH(不結(jié)露 )（使用時(shí)） 抗 震 JIS CO911標(biāo)準(zhǔn) 1050HZ (最大 2g)3軸方向各 2小時(shí)（使用 DIN導(dǎo)軌安裝時(shí) ） 抗沖擊 JIS CO912 標(biāo)準(zhǔn) 10g 3軸方向各 3次 抗噪聲干擾 用噪聲仿真器產(chǎn)生電壓為 1000VPP，脈沖寬度為 1us,頻率為 30100HZ的噪聲 耐 壓 AC1500Vmin 所有端子與接地端之間 絕緣電阻 5MΩ以上（ DC500V兆歐表） 接 地 第三種接地，不能接地時(shí)也可浮空 使用環(huán)境 無(wú)腐蝕性氣體，無(wú)塵埃 表 22 FX 系列 PLC 輸入技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 DC輸入 AC輸入 品種 FX0， FXON， FX2,FX2C FXON,FX2C(X10以內(nèi) ) FX2 輸入信號(hào)電壓 DC24V177。 10％ AC100V120V177。 150/60HZ 輸入信號(hào)電流 7mA/DC24V 5mA/DC24V 輸入 ON電流 輸入 OFF電流 1mA以下 輸入響應(yīng)時(shí)間 約 10ms，但 FX0系列的 X0X17和 FX0N的 X0X7，015ms可變 約 30ms 不可高速輸入 輸入信號(hào)形式 無(wú)電壓接點(diǎn)，或 NPN集電極開(kāi)路輸出晶體管 AC電壓 電路隔離 電路隔離 光耦合隔離（ FX0、 FXON） 輸入動(dòng)作顯示 輸入 ON時(shí) LED燈亮 xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè) 共 40 頁(yè) 表 23 FX 系列 PLC輸出技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 繼電器輸出 晶閘管輸出 晶體管輸出 外部電源 AC250V， DC30V以下（需外部整流二級(jí)管） AC85V240V DC5V30V 最 大 負(fù) 載 電阻負(fù)載 2A/1點(diǎn) 8A/4點(diǎn)公用，8A/8點(diǎn)公用 （ 1A/1點(diǎn) 2A/4點(diǎn)） (1A/1點(diǎn) 2A/4點(diǎn) ) [] 最 大 負(fù) 載 感性負(fù)載 80VA 15VA/AC100V 30VA/700V 50VA/AC100V 100VA/AC200V 12W/DC24V〈 〉 (24W/DC24V)[] 燈負(fù)載 100W 30W (100W) 〈 〉 (3W/DC24V)[1W/DC24V] 開(kāi)路漏電流 — 1Ma/AC100V 2MA/AC200V (3MA/AC200V) 響應(yīng)時(shí)間 約 10ms ON時(shí)： 1ms, OFF時(shí)： 10ms ON時(shí)： OFF時(shí)： 大電流時(shí) 電路隔離 機(jī)械隔離 光電晶閘管隔離 光耦合隔離 輸出動(dòng)作顯示 繼電器線圈通電時(shí)LED燈亮 光電晶閘管驅(qū)動(dòng) LED燈亮 光耦合驅(qū)動(dòng)時(shí) LED燈亮 3． FX2N 系列 PLC FX2N 系列 PLC 是 FX系列中最高級(jí)的模塊，它擁有無(wú)以匹敵的速度、高級(jí)的功能邏輯組件及定位控制等特點(diǎn)。 1） 特點(diǎn) （ 1） 控制點(diǎn)數(shù)為 16 點(diǎn) 256點(diǎn)（主單元： 16 點(diǎn)、 32點(diǎn)、 48 點(diǎn)、 65點(diǎn)、 80 點(diǎn)、 128 點(diǎn)）。 （ 2） 靈活的配置。除了具有滿足特殊要求的大量特殊功能模塊外， 6個(gè)基本 FX2N 單元中的每個(gè)可擴(kuò)展到 256 點(diǎn)的 I/O （ 3） 高速運(yùn)算?；局噶?；應(yīng)用指令 。 xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 共 40 頁(yè) （ 4） 突出的寄存器容量。 FX2N 系列包括 8000 步內(nèi)置 RAM 寄存器，用一個(gè)寄存器盒可擴(kuò)展到 16000 步 RAM或 EEPROM。 （ 5） 豐富的器件資源。輔助繼電器 3072 點(diǎn)、計(jì)時(shí)器 256 點(diǎn)、計(jì)數(shù)器 235 點(diǎn)、數(shù)據(jù)寄存器 8000 點(diǎn)。 2） 功能 （ 1） 實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí) 鐘功能可以滿足對(duì)時(shí)間的應(yīng)用要求。 （ 2） 增加了過(guò)程控制。使用 FX2N 的 PID 指令或 FX2N— 2LC 溫控模塊可以實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制。 （ 3） 特殊功能模塊。增加了大量的特殊功能模塊滿足單個(gè)需要， FX2N 主單元可配置總計(jì)達(dá) 8個(gè)特殊功能模塊，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 （ 4） 網(wǎng)絡(luò)能力。可以連接到世界上最流行的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)（ CClink、 Profibus 、 DP 和DeviceNET）或者采用傳感器 （ 5） 很強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集。使用 32 位處理、浮點(diǎn)數(shù)、方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能。 （ 6） 基于 Windows 軟件。使用 GXDeveloper或 FXPCS/WinC軟件能快速、容易的開(kāi)發(fā)程序。 （ 7） 定位控制功能。通過(guò)定位模塊（ FX10GM\FX2N20GM）或脈沖輸出模塊（ FX2N1PG）最多可達(dá) 16 軸的控制。 （ 8） 密碼保護(hù)。使用一個(gè) 8位數(shù)密碼保護(hù)程序。 （ 9） 遠(yuǎn)程維護(hù)。通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通信可以監(jiān)測(cè)、上傳或下載程序和數(shù)據(jù)到遠(yuǎn)處的編程軟件上。 xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) 共 40 頁(yè) 3） FX2N 系列 PLC 主單元型號(hào)一覽表（見(jiàn)表 24和表 25） 表 24 交流電源、 24V 直流輸入類(lèi)型 型號(hào) I/O總點(diǎn)數(shù) 輸入 輸出 尺寸 /mn m mn (長(zhǎng)厚寬 ) 數(shù) 目 類(lèi)型 數(shù)目 類(lèi)型 FX2N16MR001 16 8 漏型 8 繼電器 130 87 90 FX2N16MT 16 8 漏型 8 晶體管 130 87 90 FX2N32MR001 32 16 漏型 16 繼電器 150 87 90 FX2N32MT 32 16 漏型 16 晶體管 150 87 90 FX2N48MR001 48 24 漏型 24 繼電器 182 87 90 FX2N48MT 48 24 漏型 24 晶體管 182 87 90 FX2N64MR001 64 32 漏型 32 繼電器 220 87 *90 FX2N64MT 64 32 漏型 32 晶體管 220 87 *90 FX2N80MR001 80 40 漏型 40 繼電器 285 87 90 FX2N80MT 80 40 漏型 40 晶體管 285 87 90 FX2N128MR001 128 64 漏型 64 繼電器 350 87 90 FX2N128MT 128 64 漏型 64 晶體管 350 87 90 表 25 24V 直流電源、 24V 直流輸入類(lèi)型 型號(hào) I/O總點(diǎn)數(shù) 輸入 輸出 尺寸 /mn m mn (長(zhǎng)厚寬 ) 數(shù)目 類(lèi)型 數(shù)目 類(lèi)型 FX2N32MRD 32 16 漏型 16 繼電器 150 87 90 FX2N32MTD 32 16 漏型 16 晶體管 150 87 90 FX2N48MRD 48 24 漏型 24 繼電器 182 87 90 FX2N48MTD 48 24 漏型 24 晶體管 182 879 0 FX2N64MRD 64 32 漏型 32 繼電器 220 87 90 FX2N64MTD 64 32 漏型 32 晶體管 220 87 90 FX2N80MRD 80 40 漏型 40 繼電器 285 87 90 FX2N80MTD 80 40 漏型 40 晶體管 285 87 90 4． FX2NC 系列 PLC FX2NC 系列 PLC 是在保留了 FX2N 強(qiáng)大功能特色的前提下實(shí)現(xiàn)了卡片式大小的 PLC。 I/O接口降低了接線成本并節(jié)省了空間。 1） 特點(diǎn) （ 1）控制點(diǎn)數(shù)。 16點(diǎn) 256 點(diǎn)（主單元： 16點(diǎn)、 32 點(diǎn)、 64 點(diǎn)、 96點(diǎn)）。 （ 2）體積小，靈活的配置。體積小，可以安裝到比標(biāo)準(zhǔn) PLC 小很多的位置上 。基本單元可擴(kuò)充到 256 點(diǎn)的 I/O?？梢允褂酶哌_(dá) 4 個(gè)特殊功能模塊來(lái)擴(kuò)展 FX2NC 的能力。 xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 共 40 頁(yè) （ 3）高速運(yùn)算?；局噶?；應(yīng)用指令 。 （ 4）突出的寄存器容量。 FX2NC 系列包括 8000 步內(nèi)置 RAM 寄存器，用一個(gè)寄存器盒可擴(kuò)充到 16k步。 （ 5）豐富的器件資源。輔助繼電器 3072 點(diǎn)、定時(shí)器 256 點(diǎn)、數(shù)據(jù)寄存器 8000 點(diǎn)。 2）功能 （ 1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。使用標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能可以滿足對(duì)時(shí)間的應(yīng)用要求。 （ 2）定位 /模擬量控制?？梢赃B續(xù)多達(dá) 4 個(gè)定位模擬量等特殊功能 模塊，利用它內(nèi)置的功能控制兩軸（包括插補(bǔ)）或通過(guò)增加擴(kuò)展單元能控制多軸。 （ 3）網(wǎng)絡(luò)能力。通過(guò)連接擴(kuò)展板或特殊適配器實(shí)現(xiàn)多種通信和數(shù)據(jù)連接。利用 CCLink、Profibus DP 和 DeviceNET 可以連接到世界上最流行的開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)；串行通信選項(xiàng)包括RS232C、 RS485。數(shù)據(jù)鏈接包括 N： N連接、并行連接、計(jì)算機(jī)連接及 I/O 連接。 （ 4）基于 Windows 軟件。使用 GXDeveloper 或 FXPCS/WinC軟件能快速、容易的開(kāi)發(fā)程序 （ 5）密碼保護(hù)。使用一個(gè) 8位數(shù)密碼保護(hù)程序。 （ 6）遠(yuǎn)程 維護(hù)。通過(guò)調(diào)制解調(diào)器通