【正文】 戶程序存儲(chǔ)區(qū)。它和硬件一起決定了該 PLC 的各項(xiàng)功能。一個(gè)開關(guān)量 I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)位（bit）, 一個(gè)模擬量 I/O 占用存儲(chǔ)單元中的一個(gè)字（16 個(gè) bit)。使這部分存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)得以保留；后者當(dāng) PLC 停止運(yùn)行時(shí)，將這部分存儲(chǔ)單元內(nèi)的數(shù)據(jù)全部置“零” 。因此，PLC 的邏輯線圈分為具有失電保持邏輯線圈和無(wú)失電保持邏輯線圈這兩種。當(dāng)該特殊邏輯線圈被斷開時(shí)，表示某一特定功能不起作用。這些特殊數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)都具有特定的含義，在訪問方式上可分為可讀、可寫和可讀/寫三種類型。這樣，當(dāng) PLC 再次上電運(yùn)行時(shí)，它將在原先計(jì)時(shí)值的基礎(chǔ)上繼續(xù)計(jì)時(shí)。（3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 用戶程序存儲(chǔ)區(qū)存放用戶編制的用戶程序。無(wú)論是小型的 PLC，還是中、大型的 PLC 其電源的性能都是一樣的，均能對(duì) PLC 內(nèi)部的所有器件提供一個(gè)穩(wěn)定可靠的直流電源。不過(guò)嚴(yán)格地來(lái)說(shuō)掃描周期還包括自診斷、通信等，如圖 所示。所以輸入如果是脈沖信號(hào)，它的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。例如：算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)傳達(dá)等。但由于原有機(jī)床設(shè)備的老化，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到現(xiàn)代加工中心的各種要求。它不僅具備一般 PLC 的優(yōu)點(diǎn)，除此之外還具有網(wǎng)絡(luò)通信能力和自我診斷能力。對(duì)于整個(gè)中心的網(wǎng)絡(luò)通信和網(wǎng)絡(luò)化管理本文將在第四、第五章作初步的敘述和探討。并提出了 PLC 的應(yīng)用背景，介紹了整體改造的思路和系統(tǒng)大致情況。主要論述了設(shè)備控制系統(tǒng)的概述和設(shè)計(jì)要求和 PLC 控制程序設(shè)計(jì)，并概述了一些控制系統(tǒng)的 PLC 程序指令。并針對(duì)于控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)所遇到的問題做了一些改進(jìn)措施等。使該機(jī)的各項(xiàng)性能指標(biāo)相比以前的 PLC 有了質(zhì)的飛躍。當(dāng)然其它指令也有著極高的速度。 50 種特殊功能模塊：如智能通信模塊（Basic 語(yǔ)言編程） ，網(wǎng)絡(luò)模塊（MELSECNET/10/11/MINI，CCLINK，光纖等） ，以太網(wǎng)絡(luò)模塊（B2/B5） ?？蓸?gòu)成三級(jí)通信網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。其中 LD，LDI 指令用于將觸點(diǎn)接到母線上。用 AND、ANI 指令可進(jìn)行觸點(diǎn)的串聯(lián)連接，串聯(lián)觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)沒有限制，該指令可多次重復(fù)使用。OR、ORI 指令是從該指令的當(dāng)前步開始，對(duì)前面的 LD、LDI 指令進(jìn)行并聯(lián)連接，該指令也可多次重復(fù)使用，但與前面的 LD、LDI 指令一樣由于設(shè)備的原因是有限制的（二十四行以下） 。ORB 與 ANB 指令可以連續(xù)使用，但此時(shí)要注意 LD、LDI 指令使用限制在八次以下。D 表示 PLC 中存放讀取數(shù)據(jù)的起始地址；N3 表示要讀取數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。，其梯形圖如圖 (c)所示：MOV K16 D20X10 [S] [D]圖 (c) 數(shù)據(jù)傳送梯形圖其功能是將源數(shù)據(jù)傳送至目的數(shù)據(jù)。它的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為雙環(huán)網(wǎng)（正環(huán)和副環(huán)） ，傳輸介質(zhì)為光纜或同軸電纜。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖 所示。在下層網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè) PLC 又可連接 32 個(gè) F 系列的 PLC、變頻器等。如果網(wǎng)絡(luò)中兩站之間的正環(huán)和副環(huán)都斷開時(shí)，則可由其他的主副環(huán)自動(dòng)形成一個(gè)通訊回路。例如在我們?cè)O(shè)定線圈 B00 和數(shù)據(jù)寄存器 W00 由主站寫操作，而線圈 B10 和數(shù)據(jù)寄存器 W10 由從站 1 寫操作，同樣邏輯線圈 B20 和數(shù)據(jù)寄存器 W20 由從站 2 來(lái)進(jìn)行寫操作。在以太網(wǎng)中我們可通過(guò)上位機(jī)直接對(duì)網(wǎng)絡(luò)的每個(gè) PLC 進(jìn)行讀寫、監(jiān)控。三菱 PLC 的 MELSECNET 網(wǎng)A 系列 PLCA1SJ71E71B5 模塊終端電阻 終端電阻收發(fā)器管理計(jì)算機(jī)1管理計(jì)算機(jī)2管理計(jì)算機(jī)3收發(fā)器 收發(fā)器10BASES 粗纜……收發(fā)器圖 三菱 PLC 以太網(wǎng)連接示意圖 .A1SJ71E71 的三種數(shù)據(jù)通信方式。如圖(a)所示。它包括初始化參數(shù)區(qū)、通信初始化、狀態(tài)存儲(chǔ)區(qū)、固定緩存和兩個(gè)自由訪問緩存。幀頭部 應(yīng)用數(shù)據(jù) (多達(dá) 2048byte)子頭部(1byte) 正文(命令或響應(yīng))子頭部(2byte) 正文( 命令或響應(yīng))數(shù)據(jù)通信格式：二進(jìn)制通信格式:ASCII 碼通信格式:圖 (b) 通信格式：由于 A1SJ71E71 支持二進(jìn)制和 ASCII 碼的通信格式。其對(duì)應(yīng)的 ASCII 碼格式分別為：30H、33H 以及 38H、33H。例如要向 PLC 的 D100 寫入 1234H。0x01 和 0x00 表示要發(fā)送數(shù)據(jù)的長(zhǎng)度。 第三章：加工現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的 PLC 程序設(shè)計(jì)：設(shè)備控制系統(tǒng)的概述和設(shè)計(jì)要求江南重工軸系加工中心主要由四臺(tái)大中型立式車床和兩臺(tái)落地式銑鏜床以及其它一些小型機(jī)床設(shè)備組成。并且要具有一定的自我保護(hù)和報(bào)警功能。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本文所討論的電氣系統(tǒng)中的主軸傳動(dòng)系統(tǒng)采用的是德國(guó)西門子公司的 6RA27 系列的SIMODRIVE 直流調(diào)速裝置，該裝置系全數(shù)字化的可控硅直流調(diào)速裝置，所有的開環(huán)和閉環(huán)功能一一從斜坡函數(shù)發(fā)生器到觸發(fā)裝置幾乎所有的功能都由一個(gè) 16 位的微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，具有其它采用模擬電路的調(diào)速裝置所不能比擬的優(yōu)點(diǎn)；進(jìn)給調(diào)速系統(tǒng)采用仿西門子的 KSA63 調(diào)速系統(tǒng)。同時(shí)，對(duì)滑座、主軸箱、滑枕三個(gè)坐標(biāo)的位移設(shè)置了數(shù)字顯示裝置。同時(shí)機(jī)床上的檢測(cè)信號(hào)又通過(guò) PLC 反作用于 PLC 的輸出，限制機(jī)床的動(dòng)作。最后正常運(yùn)轉(zhuǎn)停車時(shí)，電機(jī)采用的是再生制動(dòng)。作為江南重工這樣大型的制造企業(yè)來(lái)說(shuō)，對(duì)程序運(yùn)行穩(wěn)定的要求十分高。程序的控制結(jié)構(gòu)如圖 所示：加工現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)程序報(bào)警模塊加工方式模塊長(zhǎng)度測(cè)量模塊通信模塊圖 加工現(xiàn)場(chǎng)控制系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu) .程序報(bào)警模塊設(shè)備控制系統(tǒng)在操作過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)各種電氣、機(jī)械、和操作失誤等引起的各類故障。該顯示組件輸入端為 A—D，采用 BCD 碼輸入顯示信號(hào)，經(jīng)過(guò) LCL002 內(nèi)部的寄存、譯碼，驅(qū)動(dòng)七段數(shù)碼管顯示輸入信號(hào)。以便讓主管和操作工人及時(shí)了解情況，采取措施。滑枕鏜軸進(jìn)給及鏜錐度和平旋盤公用一個(gè)功率 4KW 的直流電動(dòng)機(jī) M03 進(jìn)行正常進(jìn)給及點(diǎn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)，并可進(jìn)行從 30 轉(zhuǎn)/分~~2550 轉(zhuǎn)/分的無(wú)級(jí)調(diào)速。主軸傳動(dòng)包括鏜軸和銑軸的回轉(zhuǎn)，通過(guò)固定按鈕站和移動(dòng)按鈕盒就可對(duì)主的正向、反向和停止進(jìn)行控制。由于人員和設(shè)備的原因，設(shè)備的操作方式現(xiàn)還停留在手動(dòng)操作方式。既所有的加工數(shù)據(jù)都可輸入 PLC，然后選擇適當(dāng)?shù)募庸し绞剑涂梢酝瓿杉庸と蝿?wù)。關(guān)于此模塊具體的設(shè)計(jì)與應(yīng)用，本文將在下一章展開討論。這部分的控制程序還可細(xì)分為主軸送電（117~152） 、正轉(zhuǎn)（153~163） 、反轉(zhuǎn)（164~174） 、點(diǎn)動(dòng)控制（175~193）和主軸換擋（194~207） 。Socket 模型將網(wǎng)絡(luò)通信的兩臺(tái)主機(jī)或進(jìn)程當(dāng)作是兩個(gè)端點(diǎn)（端點(diǎn)既 Socket） 。它的接口模型仍采用“打開——讀——寫——關(guān)閉”方式。 Socket：建立一個(gè) Socket 后，還須按照 Socket 的用途使用其他函數(shù)為它進(jìn)行配置。Socketddr 的結(jié)構(gòu)定義如下：struct sockaddr{ u_short sa_family。 Socket 連接:面向連接的 Socket 是使用 connect 函數(shù)來(lái)建立連接的。：當(dāng)面向連接的數(shù)據(jù)鏈建立好以后，就可進(jìn)行數(shù)據(jù)通信了。第二個(gè)參數(shù)指明要發(fā)送數(shù)據(jù)的首地址。如果置標(biāo)志為MSG_PEEK，傳輸層將不會(huì)從輸入隊(duì)列中移走所有的數(shù)據(jù)。主要參數(shù)有 IP 地址、超時(shí)設(shè)置、TCP 重發(fā)裝置、TCP 完成時(shí)間設(shè)置和看門狗設(shè)置。三. A1SJ71E71 執(zhí)行初始化過(guò)程。打開通信信道的緩存包括（buffer16buffer79） ，需要設(shè)置的通信參數(shù)主要有：打開模式、協(xié)議選擇、固定緩存應(yīng)用和通信 IP 目的地址與端口設(shè)置。，初始化完成信號(hào) X10 置位。PLC 不需要進(jìn)行通信編程，所有通信請(qǐng)求由上位計(jì)算機(jī)完成?？紤]到在江南重工軸系加工中心控制系統(tǒng)中共有六臺(tái)大型機(jī)床設(shè)備，則需要打開六條類似的信道，并分別設(shè)置其 IP 地址和端口號(hào)。下面給出利用 Winsock 建立網(wǎng)絡(luò)連接的簡(jiǎn)化子程序段。SOCKET s=socket(AF_INET,SOCK_STREAM,0)。=i(INADDR_ANY)。SOCKADDR_IN sa。if(connect(s,(PSOCKADDR)amp。通信完畢后，關(guān)閉 SOKET，完成通信過(guò)程。在編程手段上 C++BUILDER 是可視化的編程，可視化構(gòu)件在編程的整個(gè)過(guò)程中都是激活的，開發(fā)者可隨時(shí)查看構(gòu)件隨數(shù)據(jù)變化的結(jié)果。在數(shù)據(jù)庫(kù)支持上 C++BUILDER 以BDE（Borland Datebase Engine）為基礎(chǔ)支持各種本地和遠(yuǎn)地的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，而且支持 ODBC 的接口。除此之外遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)庫(kù)連接有兩種方式：SQL LINKS 和 ODBC。它們都在應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)程序之間采用了一套 API 接口來(lái)統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)訪問的界面，而且 ODBC 的多束驅(qū)動(dòng)程序與 BDE SQL LINKS 在提供對(duì) SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器的訪問方面也具有相似的功能。并能開發(fā) DLL 的應(yīng)用，開發(fā) CORBA 分布式對(duì)象。作為編程語(yǔ)言它支持完整的 OOP 的語(yǔ)言，而它的集成開發(fā)環(huán)境是由 C++語(yǔ)言寫成的。return true。=i(“”)。if(bind(s,(PSOCKADDR)amp。SOCKADDR_IN sal。i=f(int initstalus=WSASTartup(MAKEWORD(1,1),amp。：客戶端程序根據(jù)面對(duì)對(duì)象的 Socket 模型，本文的程序在 Windows 系列的平臺(tái)上進(jìn)行開發(fā)和運(yùn)行，而開發(fā)工具則采用 Broland 公司的 C++Builder。通信模式如圖 (b)所示：管理計(jì)算機(jī)A1SJ71E71 通信模塊A 系列 PLC發(fā)送讀/ 寫命令幀收到 PLC 的響應(yīng)幀(b) 通信模式圖通信過(guò)程最后，當(dāng)客戶端關(guān)閉 Socket 連接時(shí)，服務(wù)器端也應(yīng)關(guān)閉相應(yīng)的信道。，X10 復(fù)位。 Y8 置位。五. 請(qǐng)求信號(hào) Y19 復(fù)位。通信參數(shù)初始化設(shè)置具體步驟如下： TO 指令將 IP 等初始化參數(shù)寫入相應(yīng)的緩存。A1SJ71E71 通信的整個(gè)過(guò)程流程圖如圖 (a)所示。第四個(gè)參數(shù)是標(biāo)志。result=write(socket_handle,message_buffer,buffer_length,special_flag)。其用法如下：result=connect(connect_handle,remote_socket_address,address_length)。 }。Int PASCAL FAR bind(SOCKET s,const struct socketddr FAR*name,int namelen)。 Socket：socket_handle=socket(protocol_family,socket_type, protocol)。另外 Socket 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)通信，當(dāng)某個(gè)程序要和另一個(gè)程序通信，這個(gè)程序只需簡(jiǎn)單的將信息發(fā)送給 Socket，Socket API 將處理與 TCP/IP 協(xié)議棧的接口。) 表 主軸控制程序指令表第四章：網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)計(jì)：Socket 套接字Socket 是一種網(wǎng)絡(luò)編程接口，可以適用不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如 TCP/IP、 APPLE TALK） 。也就是決定哪些外部設(shè)備將發(fā)送信號(hào)到 PLC 和哪些外部設(shè)備從 PLC 接受信號(hào)；（3）使用繼電器梯形符號(hào)，畫出梯形圖以描述所需操作的順序和他們之間的內(nèi)部關(guān)系；（4）如果使用編程器，應(yīng)把梯形符號(hào)轉(zhuǎn)換為記憶符指令代碼是程序能夠被輸入到 CPU；（5）通過(guò)編程器，GPC（圖形編程器） ，F(xiàn)IT（工廠智能終端）或是使用裝有編程軟件的上位計(jì)算機(jī)把寫的指令傳送到 CPU；（6）對(duì)程序的錯(cuò)誤進(jìn)行檢查；（7）修改程序以糾正錯(cuò)誤；（8）運(yùn)行程序來(lái)測(cè)試執(zhí)行錯(cuò)誤；（9）再次調(diào)整程序以糾正錯(cuò)誤。通信模塊將可以實(shí)現(xiàn) PLC 與上位計(jì)算機(jī)的通信。長(zhǎng)度測(cè)量模塊主要由測(cè)長(zhǎng)編碼器、接近開關(guān)和計(jì)數(shù)器組成。初此之外滑座和主軸箱運(yùn)動(dòng)主要用于加工之前的刀頭位移調(diào)整。而平旋盤進(jìn)給其實(shí)就是滑枕進(jìn)給，所不同的是在選擇平旋盤進(jìn)給時(shí)將向 C 程序?qū)l(fā)出指令，將電磁離合器 YC9 接通，通過(guò)機(jī)械傳動(dòng)帶動(dòng)平旋盤上滑板的運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行工件加工。而正常情況下錯(cuò)誤代碼寄存器為 0。使用者便可通過(guò)故障表參照，很方便地了解機(jī)床發(fā)生的故障。因此在機(jī)床電柜的柜門上設(shè)有故障顯示機(jī)構(gòu)，用于顯示機(jī)床的故障，以便于使用者維修。所以本文在設(shè)計(jì)程序時(shí)將它設(shè)計(jì)成一個(gè)模塊化的控制程序。而滑座、主軸箱、滑枕和鏜軸（X、Y、Z 軸）三個(gè)坐標(biāo)進(jìn)給移動(dòng)與主軸傳動(dòng)基本相似，當(dāng)然運(yùn)轉(zhuǎn)的前提是各自的靜壓和放松電機(jī)、潤(rùn)滑和供油電機(jī)也必須得電工作。當(dāng)要選擇它正向或反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，首先要滿足的是電機(jī) M29（滑枕和主軸箱靜壓電機(jī)） 、M30（主軸箱和滑枕放松及主軸箱潤(rùn)滑電機(jī)） 、M40（主軸箱付油箱電機(jī)）必需得電工作。另外為便于維修和保養(yǎng)，在設(shè)備的 PLC 控制柜的柜門上設(shè)置了兩位的 LED 管數(shù)字顯示，用于主要的故障顯示。由上述系統(tǒng)所組成的電氣控制系統(tǒng)是具有高性能、高可靠性的電氣系統(tǒng)。另外需設(shè)置必要的電氣操縱控制、信號(hào)指示、互鎖和限位保護(hù)裝置。. 落地式銑鏜床電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)的工藝要求落地式銑鏜床的電氣系統(tǒng)是較為復(fù)雜的，僅僅電機(jī)就多達(dá)十七臺(tái)。響應(yīng)幀：0x80x00。寫入命令幀：0x00xff、0x00、0x0a、0x60x00、0x00、0x00、0x0x40x00x00、0x30x12。而邏輯位 M 則用代