【正文】 eed. Along with the intellectualized microputer survey and control technology39。在本文的硬件部分，主要對(duì)模擬量輸入輸出模塊FX4AD， FX2N32MR型PLC及人機(jī)界面F930進(jìn)行了詳細(xì)的介紹 。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)。本文對(duì)PLC的初學(xué)者而言，有著極大的引導(dǎo)入門價(jià)值。s rapidly expand, as the core digital voltmeter has highlighted its superiority take PLC. This article introduced that take PLC as the core digital voltmeter design, this voltmeter has the performancetoprice ratio to be high, the easy to operate, the precision higher characteristic, in electronic surveying domains and so on industrial production has the widespread application.This article first introduced that PLC the history and the development, and elaborated the PLC design digit voltmeter39。該設(shè)計(jì)規(guī)格需要固態(tài)系統(tǒng)和電腦技術(shù)，并要求能夠在工業(yè)環(huán)境中生存，也能夠方便地編程，并且可以重復(fù)使用。這些早期的控制器滿足了最初的要求，并且打開了新的控制技術(shù)的發(fā)展的大門?！褡詈鬄榻Y(jié)論和總結(jié)自己的心得體會(huì)本文可以為 PLC 的初學(xué)者提供了很好的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。 1968 年，通用汽車公司的液壓部門為了消除既復(fù)雜又昂貴的繼電器控制系統(tǒng)，確立了第一個(gè)可編程控制器的招標(biāo)指標(biāo)。其后，美國(guó)的 MODICON 公司也推出了同名的 084 控制器，1971 年日本推出了 DSC80 控制器，1973 年西歐國(guó)家的各種可編程控制器也研制成功。CPU 由中小規(guī)模數(shù)字集成電路構(gòu)成。擴(kuò)展的功能包括數(shù)據(jù)的傳送、數(shù)據(jù)的比較和運(yùn)算、模擬量的運(yùn)算等功能。由于在很短的時(shí)間內(nèi)，PLC 就已經(jīng)從汽車行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè)，作為繼電器的替代品進(jìn)入了食品、飲料、金屬加工、制造和造紙等多個(gè)行業(yè)。 （4）、開放階段：從 20 世紀(jì) 80 年代中期開始 由于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開放系統(tǒng)互連的參考模型 OSI，使 PLC 在開放功能上有較大發(fā)展。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。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。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。 EY輸出專用擴(kuò)展模塊。特殊品種：DDC 電源，DC 輸出。 F輸入濾波器 1MS 的擴(kuò)展模塊。2 .FX 系列 PLC 技術(shù)指標(biāo)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)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。150/60HZ輸入信號(hào)電流7mA/DC24V 5mA/DC24V 輸入 ON 電流 以上 以上 以上輸入 OFF 電流 以下 1mA 以下 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))[]感性負(fù)載 80VA 15VA/AC100V 30VA/700V 50VA/AC100V 100VA/AC200V12W/DC24V〈〉(24W/DC24V)[]最大負(fù)載燈負(fù)載 100W 30W(100W)〈〉(3W/DC24V)[1W/DC24V]開路漏電流 — 1Ma/AC100V 2MA/AC200V(3MA/AC200V) 以下響應(yīng)時(shí)間 約 10ms ON 時(shí)：1ms,OFF 時(shí)：10msON 時(shí)： 以下OFF 時(shí)： 以下大電流時(shí) 以下電路隔離 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 PLCFX2N 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)?；局噶?；應(yīng)用指令 。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)。使用 FX2N 的 PID 指令或 FX2N—2LC 溫控模塊可以實(shí)現(xiàn)過程控制?？梢赃B接到世界上最流行的開放式網(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。（7） 定位控制功能。（9） 遠(yuǎn)程維護(hù)。1） 特點(diǎn)（1）控制點(diǎn)數(shù)?；締卧蓴U(kuò)充到 256 點(diǎn)的 I/O。（4）突出的寄存器容量。 2）功能（1）實(shí)時(shí)時(shí)鐘功能。（3）網(wǎng)絡(luò)能力。（4）基于 Windows 軟件。通過調(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。對(duì)于軟件方面，可以自己編制，也可以委托軟件開發(fā)公司編制，對(duì)于那些復(fù)雜的工藝要求或需要網(wǎng)絡(luò)通信控制系統(tǒng)，如果自己的技術(shù)力量不夠，委托有關(guān)公司或廠商開發(fā)軟件，不失為一個(gè)好辦法。必須根據(jù)應(yīng)用目標(biāo)，來(lái)確定 PLC 的選型。在選擇機(jī)型前，用戶首先襖對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行下列估計(jì)：1)有多少個(gè)開關(guān)量輸入，電壓分別為多少；2)有多少個(gè)開關(guān)量輸出，輸出功率為多少；3)有多少模擬量輸入輸出點(diǎn)；4)是否有特殊控制要求，如高速計(jì)數(shù)器等；5)機(jī)房與現(xiàn)場(chǎng)的最遠(yuǎn)距離為多少；6)現(xiàn)場(chǎng)對(duì) PLC 的響應(yīng)速度有何要求；xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 14 頁(yè) 共 40 頁(yè)這里所講的實(shí)時(shí)響應(yīng)性主要是指 PLC 的掃描速度。1） 內(nèi)存估計(jì)：用戶程序所需的內(nèi)存量受下述四個(gè)因素的影響： 內(nèi)存利用率； 開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)； 模擬量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)； 程序編寫者的編程水平；在編程器上用圖形編輯的程序，最后是以機(jī)器語(yǔ)言的形式存放于內(nèi)存中。2） I/O 模塊配置及系統(tǒng)電源容量校驗(yàn)：模塊確定后，要根據(jù)每個(gè)模塊各支路同時(shí)工作，即系統(tǒng)最大可能工作需要的電流數(shù)來(lái)校核電源容量，當(dāng)各機(jī)架負(fù)載不勻時(shí)，亦可將模塊的配置予以適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。PLC 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容：1） 存儲(chǔ)器（包括 RAM 和 ROM）空間的分配。4） 主程序的編制及調(diào)試。xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 15 頁(yè) 共 40 頁(yè)8） 如果有通信網(wǎng)絡(luò)，還需通信網(wǎng)絡(luò)有關(guān)程序的設(shè)計(jì)。2）在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便。近年來(lái)，從美國(guó)、日本、德國(guó)等國(guó)引進(jìn)的 PLC 產(chǎn)品及國(guó)內(nèi)廠家組裝或自行開發(fā)的產(chǎn)品已有幾十個(gè)系列，上百種型號(hào)。這樣，才會(huì)使你用最小的代價(jià)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行改變或增加新功能。具體應(yīng)考慮以下幾方面：（1）結(jié)構(gòu)合理 對(duì)于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱?chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu) PLC。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制、全 PLC 的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。數(shù)學(xué)運(yùn)算功能要求：四則數(shù)學(xué)運(yùn)算、開方、對(duì)數(shù)、函數(shù)計(jì)算、雙倍精度的數(shù)學(xué)運(yùn)算。矩陣功能功能要求：邏輯與、邏輯或、異或、比較、置位（位修改）、移位和變反等。可選模塊：如為實(shí)時(shí)多任務(wù)處理的協(xié)處理器。串行接口（RS232C）：一般中型以上的 PLC 都提供一個(gè)或一個(gè)以上串行標(biāo)準(zhǔn)接口（RS232C），以便連接打印機(jī)、CRT、上位計(jì)算機(jī)或另一臺(tái) PLC。當(dāng)被控設(shè)備的工藝過程改變時(shí)，只需用編程器重新修改程序，就能滿足新的餓控制要求，給生產(chǎn)帶來(lái)很大方便。此類 PLC，由于編程器和主機(jī)共用一個(gè) CPU，因此節(jié)省了大量的硬件和軟件編程器的價(jià)格也比較便宜。此類 PLC 由于增加了硬件和軟件，所以價(jià)格貴，但應(yīng)用領(lǐng)域較寬。輸入輸出的選擇PLC 是一種工藝控制系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，它的工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。PLC 從現(xiàn)場(chǎng)搜集的這些信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號(hào)都需經(jīng)過一定的距離，為了確保這些信息的正確無(wú)誤，PLC 的 I/O 接口模塊都具有較好的抗干擾能力。典型的交流輸入/輸出信號(hào)為 24240V，支流輸入/輸出信號(hào)為 5240V。用戶應(yīng)當(dāng)考慮供銷廠商是否提供一些特殊的有助于最大限度減少控制作用的模塊。所謂智能式輸入/輸出模塊，就是模塊本身帶有處理器，對(duì)是湖如或輸出信號(hào)作預(yù)先處理，將其處理結(jié)果送入 CPU 或直接輸出，這樣可提高 PLC 的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器的容量。表 28 選擇 I/O 模塊的一般規(guī)則I/O 模塊類型現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備或操作（舉例） 說(shuō)明離散輸入模塊和 I/O 模塊選擇開關(guān)、按鈕、光電開關(guān)、限位開關(guān)、電路斷路器、接近開關(guān)、液位開關(guān)、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)、撥盤開關(guān)輸入模塊接受 ON/OFF 或OPENED/CLOSED（開或關(guān)）信號(hào)離散信號(hào)可以是直流的，也可以是交流的離散輸出塊和 I/O 模塊報(bào)警器、控制繼電器、風(fēng)扇、指示燈、揚(yáng)聲器、閥門、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器、電磁線圈輸出模塊將信號(hào)傳遞到 ON/OFF或 OPENED/CLOSED（開或關(guān)）設(shè)備。 當(dāng)框架中帶有遠(yuǎn)程適配器模塊或擴(kuò)展本地 I/O 適配器模塊時(shí)，加上其最大電流值。6） 根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊(cè)中選擇合適的電源。b) 估算法 用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進(jìn)行估算。一般，一個(gè)系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的?？捎玫闹噶罴瘜⒅苯佑绊憣?shí)現(xiàn)控制程序所需的時(shí)間和程序時(shí)間。3) IBMPC 及其兼容機(jī)編程軟件包，由于 IBMPC 已得到普及推廣，它是 PLC 很好的編程工具，因此 PLC 廠商紛紛開發(fā)適用于自己的機(jī)型的 IBMPC 及其兼容機(jī)編程軟件包，并獲得成功。3) 圖形和文本的處理。盡管如此，每種 PLC 都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時(shí)，特別是在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，對(duì)環(huán)境條件要給予充分的考慮。Cxx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）第 21 頁(yè) 共 40 頁(yè)濕度 相對(duì)濕度 5％95％（無(wú)凝結(jié)霜）振動(dòng)和沖擊 滿足國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)電源 AC200V，允許變化范圍為15％ +15％，頻 率為 4753HZ 瞬時(shí)停電保持 10ms環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體第 節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的指針式面板電壓表性價(jià)比不高, 本文介紹的以PLC為核心的數(shù)字式電壓表系統(tǒng)對(duì)此有所改進(jìn), 它由外部信號(hào)為具備05V的電壓源，三菱公司的FX4AD的模擬量模塊，主機(jī)單元為FX2nc32mr的PLC，輸出采用人機(jī)界面FXGOT 930幾部分組成。FX4AD的技術(shù)指標(biāo)如表31所示。1％(相對(duì)于最大值)轉(zhuǎn)換速度 15MS（14）通道（14通道）隔離方式 光隔離及采用DC/AC轉(zhuǎn)換器使輸入和PLC電源間隔離（個(gè)輸入端間不隔離）模擬量用電源 DC24V177。改寫帶*號(hào)的 BFM 的設(shè)定值即可改變 FX4AD 模塊的運(yùn)行參數(shù)，調(diào)整其輸入方式，輸入增益和零點(diǎn)等。 各通道平均值取樣次數(shù)分別由BFM14來(lái)指定。則增益和零點(diǎn)的是設(shè)定值禁止改動(dòng)，要改動(dòng)零點(diǎn)和增益的設(shè)定值時(shí)必須令bb0的值分別為0、1。需要調(diào)整的輸入通道由BFM22的G、0（增益零點(diǎn)）位的狀態(tài)來(lái)指定。FX4AD的識(shí)別碼為K2022。用FROM指令將其讀入，即可作相應(yīng)處理。二. 存儲(chǔ)器PLC 的存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，可分為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器和用戶程序存儲(chǔ)器。 3. EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memor