【正文】 序以及各種暫存 的數(shù)據(jù)、中間變量等。 輸入輸出模塊 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 21 N 可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它的控制對(duì)象是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，與DCS 相似，它與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的聯(lián)系也是通過(guò)輸入輸出接口模塊（ I/O）實(shí)現(xiàn)的。編程器將用戶(hù)所希望的功能通過(guò)編程語(yǔ)言送到 PLC 的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中。對(duì)于直流電源，應(yīng)并接續(xù)流二極管，對(duì)于交流電路應(yīng)并接阻容電路。 圖 輸入輸出口的保護(hù) 第三節(jié) 手持編程器 FX－ 20P－ E 的使用 FX20PE 簡(jiǎn)易編程器（ Handy Programming Panel， 簡(jiǎn)稱(chēng) HPP）適用于 FX 系列PLC，也可以通過(guò)轉(zhuǎn)換器 FX20PEFKIT 用于 F 系列 PLC【 17】 。編制的程序先寫(xiě)入HPP 內(nèi)部的 RAM，再成批地傳送到 PLC 的存儲(chǔ)器中，也可以在 HPP 和 ROM 寫(xiě)入器之間進(jìn)行程序傳送。每個(gè)功能鍵均有兩個(gè)功能并交替起作用：按一次時(shí)選擇第 1 功能；再按一次，則選擇第 2 功能。此鍵也可 以用于清除錯(cuò)誤信息，恢復(fù)原來(lái)的畫(huà)面。 （ 7）光標(biāo)鍵 [↑ ]、 [↓ ] 用此鍵來(lái)移動(dòng)光標(biāo)和提示符，指定當(dāng)前元件的前一個(gè)或后一個(gè)地址號(hào)元件，作行滾動(dòng)。 二 HPP的操作過(guò)程 HPP 的操作過(guò)程主要包括：操作準(zhǔn)備、方式選擇、編程、監(jiān)視與測(cè)試等。接通 PLC電源后， HPP 顯示屏上將顯示如圖 上部所示的畫(huà)面， 2 秒鐘后將自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一個(gè)畫(huà)面。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 26 圖 方式選擇 3． 編程 操作前，首先確認(rèn) PLC 的 [RUN/STOP]開(kāi)關(guān)為“ STOP”位置，然后在指定的范圍內(nèi)成批寫(xiě)入 NOP 指令，將 PLC 內(nèi)部用戶(hù)存儲(chǔ)器的程序全部清除，再用編程器的編輯功能 進(jìn)行編程。 編程操作： 以下分別說(shuō)明在聯(lián)機(jī)方式下，程序讀出、寫(xiě)入、插入、刪除等操作方法。基本邏輯指令 和步進(jìn)指令在 HPP 上有對(duì)應(yīng)的指令鍵，但沒(méi)有逐一對(duì)應(yīng)的功能指令鍵，需通過(guò) [FNC]和數(shù)字、字母鍵鍵入。 圖 根據(jù)步序號(hào)讀出程序的基本操作 例如：讀出第 55 步的程序指令，其操作步 驟如下： RD 功能下→ STEP→ 5→ 5→GO。 圖 根據(jù)指令讀出的基本操作 例如：讀出指令 PLS M104，操作如下： RD 功能下→ PLS→ M→ 1→ 0→ 4→ GO。 （ 1）基本指令的寫(xiě)入 基本指令（含步進(jìn)指令）的寫(xiě)入的基本操作如圖 所示。 程序的修改 在指定的步序上修改指令。根據(jù)資料的介紹，如果采用機(jī)械手，其機(jī)能要接近于人的上肢，則需要具有 27 個(gè)自由度，而每一個(gè)自由度至少要有一根“人造肌肉”來(lái)控制。 第二節(jié) 夾緊機(jī)構(gòu) 機(jī)械手手爪是用來(lái)抓取工件的部件。則同時(shí)考慮有足夠的開(kāi)口尺寸，以適應(yīng)被抓物體的尺寸變化為 擴(kuò)大機(jī)械手的應(yīng)用范圍，還需備有多種抓取機(jī)構(gòu)，以根據(jù)需要來(lái)更換手爪。 夾緊結(jié)構(gòu)形式多樣、有機(jī)械式、吸盤(pán)式和電磁式等。如按手指運(yùn)動(dòng)的方式和模仿人手的動(dòng)作，可分為回轉(zhuǎn)型、直進(jìn)型；按夾持方式可 分為內(nèi)撐式、外撐式和自鎖式；按手指數(shù)目可分為二指式、三指式、四指式；按動(dòng)力來(lái)源可分為彈簧式、氣動(dòng)式、液壓式等。 第三節(jié) 軀干 軀干有底盤(pán)和手臂兩部分組成。 手臂使機(jī)械手的主要部分，它是支撐手爪、工件使它們運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。采用絲杠、螺母結(jié)構(gòu)傳動(dòng)的特點(diǎn)是易于自鎖、位置精度較高，傳動(dòng)效率較高。 在 SWOPCFXGP/WINC 中，可通過(guò)線路符號(hào)、列表語(yǔ)言及 SFC 符號(hào)來(lái)創(chuàng)建指令程序，建立注釋數(shù)據(jù)及設(shè)置寄存器數(shù)據(jù)。在執(zhí)行菜單命令【文件】下【退出】可退出編程 軟件。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 33 表 PLC 輸入 /輸出分配表 輸入信號(hào) 輸入信號(hào) 手動(dòng) SA X0 底盤(pán)逆限位 SQ6 X23 回原位 SA X1 手順限位 SQ7 X24 連續(xù) SA X2 手逆限位 SQ8 X25 回原位 SB1 X3 底旋轉(zhuǎn)脈沖 X26 啟動(dòng) SB2 X4 前行 SB12 X30 停止 SB3 X5 后退 SB13 X31 下降 SB4 X6 輸出信號(hào) 上升 SB5 X7 上升 /下降步進(jìn)電機(jī) YA0 Y0 夾緊 SB6 X10 YA1 Y1 松開(kāi) SB7 X11 YA2 Y2 手順轉(zhuǎn) SB8 X12 前進(jìn) /后退步進(jìn)電機(jī) YA3 Y3 手逆轉(zhuǎn) SB9 X13 YA。 圖 編程軟件界面 第二節(jié) FX1N PLC 梯形圖中的編程元件 設(shè)計(jì)選用 FX1N－ 60MR，其輸入繼電器（ X） 36 點(diǎn)，輸出繼電器 (Y)24 點(diǎn)，輔助繼電器 (M)384 點(diǎn)，狀態(tài)繼電器 (S)1000 點(diǎn)，定時(shí)器 (T)256 點(diǎn)，計(jì)數(shù)器 (C)，數(shù)據(jù)寄存器(D)等。 該程序在串行系統(tǒng)中可以與可編程控制器進(jìn)行通信、文件傳輸、操作監(jiān)控以及各種測(cè)試功能。編碼盤(pán)的機(jī)構(gòu)如圖： 圖 自動(dòng)的功能流程圖 /底順轉(zhuǎn)后退手逆轉(zhuǎn)上升松開(kāi)下降/前伸底逆轉(zhuǎn)后退上升夾緊下降手順轉(zhuǎn)前伸初始回原點(diǎn)陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 31 圖 旋轉(zhuǎn)編碼盤(pán) 可以通過(guò)改變程序中計(jì)數(shù)器 C0 的初值來(lái)確定所要轉(zhuǎn)過(guò)的角度，這里可以通過(guò)用手持編程器讀出指令表，然后修改得到不同的控制角度。手臂采用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠、螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)伸縮和升降運(yùn)動(dòng)。底盤(pán)采用一個(gè)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，底盤(pán)旋轉(zhuǎn)時(shí)帶動(dòng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)編碼盤(pán)旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手每旋轉(zhuǎn)三度發(fā)出一個(gè)脈沖，由傳感器檢測(cè)并送入可編程控制器，從而計(jì)算底盤(pán) 旋轉(zhuǎn)的角度。由可編程控制器控制電磁閥動(dòng)作，從而控制手爪的開(kāi)閉。本設(shè)計(jì)采用機(jī)械式夾緊裝置。為防止突然斷電造成被抓物體落下，還可以有自鎖結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)制造夾緊機(jī)構(gòu) —— 機(jī)械手，首先要從機(jī)械手的坐標(biāo)形式，運(yùn)行速度和加速度的情況來(lái)考慮。 本設(shè)計(jì)的機(jī)械手，它共有自由度 5 個(gè)。 如果要修改功能指令中的操作數(shù)，讀出該操作數(shù)后，將光標(biāo)移到欲修改的操作數(shù)所在的行，然后修改該行的參數(shù)。 圖 修改的基本操作 例如，輸入指令 OUT T0 K10，按 [GO]鍵前（確認(rèn)前），欲將 K10 改為 D9，其操作為： WR 功能下→ OUT→ T→ 1→ 0→ SP→ K→ 1→ 0→ CLEAR→ D→ 9→ GO。 （ 3）根據(jù)指針讀出 當(dāng) PLC 處于 STOP 狀態(tài)時(shí)，指定指針，從用戶(hù)程序存儲(chǔ)器中讀出并顯示程序，其基本操作如圖 所示： 圖 根據(jù)指針讀出的基本操作 例如：讀出指針編號(hào)為 3 的標(biāo)號(hào)，其操作步驟如下： RD 功能下→ P→ 3→ GO。若反復(fù)按 [GO]鍵，則顯示指令的第 5 行以后的畫(huà)面并滾動(dòng)進(jìn)行。在脫機(jī)方式下，不管 PLC 處于“ RUN”狀態(tài)還是“ STOP”狀態(tài)，所有讀出方式有效。按功能鍵或 [OTHER]鍵，可切換到其他功能或項(xiàng)目單。如指定元件的 ON/OFF 狀態(tài)， T、 C、 D 及文件寄存器的設(shè)定值和當(dāng)前值。如選擇脫機(jī)方式，將光標(biāo)移到 [OFF LINE]位置，再按 [GO]鍵。HPP 本身不帶電源，只能通過(guò)電纜由 PLC 供電。 （ 9）指令、元件符號(hào)及數(shù)字鍵 共 24 個(gè)，都是雙功能（ 指令 /元件符號(hào)及數(shù)字）復(fù)用鍵，用于程序的輸入、讀出或監(jiān)視。 （ 5）空格鍵 [SP] 在輸入時(shí)，用該鍵指定軟元件的編號(hào)和常數(shù)。安裝 ROM 寫(xiě)入器模塊時(shí)，在脫機(jī)方式項(xiàng)目單上進(jìn)行項(xiàng)目選擇。 HPP 配有 FX20PCAB 電纜（適用于 FX2 系列 PLC）或 FX20PCABO 電纜（適用于 FX0 系列 PLC），用來(lái)與 PLC 連接；還有系統(tǒng)的存儲(chǔ)卡，用來(lái)存放系統(tǒng)軟件（在系統(tǒng)軟件修改版本時(shí)更換）；其它如 ROM 寫(xiě)入器模塊、 PLC 存儲(chǔ)器卡盒等均為選用件。在寫(xiě)入程序時(shí)，若 PLC 內(nèi)未裝 EEPROM 存儲(chǔ)器，程序?qū)懭?PLC 內(nèi)部 RAM，若 PLC 內(nèi)裝有 EEPROM 存儲(chǔ)器，程序?qū)懭朐摯鎯?chǔ)器。續(xù)流二極管可選 1A 的管子，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的 3 倍。隨著 PLC 的功能不斷增強(qiáng)，編程語(yǔ)言多樣化，編程已經(jīng)可以在計(jì)算機(jī)上完成。 PLC 連接的過(guò)程變量按信號(hào)類(lèi)型劃分可分為開(kāi)關(guān)量 （即數(shù)字量）、模擬量和脈沖量等，相應(yīng)輸入輸出模塊可分為開(kāi)關(guān)量輸入模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊、脈沖量輸出模塊等?？勺贤饩€擦除電編程的只讀存儲(chǔ) EPROM，它主要用來(lái)存放 PLC 的操作系統(tǒng)和監(jiān)控程序，如果用戶(hù)程序已完全調(diào)試好，也可將程序固化在 EPROM 中。 一 PLC內(nèi)部功能 中央處理器 CPU CPU 的主要作用是解釋并執(zhí)行用戶(hù)及系統(tǒng)程序，通過(guò)運(yùn)行用戶(hù)及系統(tǒng)程序完成所有控制、處理、通信以及所賦予的其它功能，控制整個(gè)系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致工作。 FX 系列 PLC 硬件 組成與其它類(lèi)型 PLC 基本相同，主體由三部分組成，其PLC 的基本結(jié)構(gòu)如圖 系統(tǒng)電源有些在 CPU 模塊內(nèi)，也有單獨(dú)作為一個(gè)單元的，編程器一般看作 PLC 的外設(shè)。硬件構(gòu)成有微處理器、存儲(chǔ)器和各種輸入、輸出接口。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 表 FX1n 性能規(guī)格 【 3】 FX1n 性能規(guī)格 項(xiàng)目 規(guī)格 備注 運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法 通過(guò)儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn) I/O 控制方法 批次處理方法（當(dāng)執(zhí)行 END指令時(shí)） I/O 指令可以刷新 運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間 基本指令： 至 s 應(yīng)用指令： 至幾百μ s 編程語(yǔ)言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進(jìn)梯形圖能生成 SFC 類(lèi)型程序 程式容量 內(nèi)置 8K 步 EEPROM 存儲(chǔ)盒（ FX1n－ EEPROM－ 8L）可選 指令數(shù)目 基本順序指令： 27 步進(jìn)梯形指令： 2 應(yīng)用指令： 85 最大可用 177 條應(yīng)用指令，包括所有的變化 I/O 配置 最大硬體 I/O 配置 128，依賴(lài)于用戶(hù)的選擇（最大軟件可設(shè)定地址輸入 12輸出 128） 輔助繼電器（ M 線圈） 一般 384 點(diǎn) M0 到 M383 鎖定 1152 點(diǎn)（子系統(tǒng)） M384 至 M1535 特殊 256 點(diǎn) M8000 至 8255 狀態(tài)繼電器（ S 線圈） 一般 1000 點(diǎn) S0 至 S999 初始 10 點(diǎn)（子系統(tǒng)） S0 至 S9 定時(shí)器（ T） 100 毫秒 范圍： 0 至 秒 200 T0 至 T199 10 毫秒 范圍： 0 至 秒 46點(diǎn) T200 至 T245 1 毫秒 范圍： 至 秒4 點(diǎn) T246 至 T249 100 毫秒 范圍： 0 至 秒 6 點(diǎn) T250 至 T255 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 積算 計(jì)數(shù)器（C） 一般 范圍： 0 至 32767 數(shù) 16 點(diǎn) C0 至 C15 類(lèi)型： 16 位上計(jì)數(shù)器 鎖定 184 點(diǎn)（子系統(tǒng)） C16 至 C199 類(lèi)型： 16 位上計(jì)數(shù)器 一般 范圍： 1 至 32767 數(shù) 20 點(diǎn) C200 至 C219 類(lèi)型： 32 位雙向計(jì)數(shù)器 鎖定 15 點(diǎn)（子系統(tǒng)） C220 至 C234 類(lèi)型： 32 位雙向計(jì)數(shù)器 高速計(jì)數(shù)器（C） 單相 范圍：2147483648+2147483648數(shù)；選擇多達(dá) 4 個(gè)單相計(jì)數(shù)器，組合計(jì)數(shù)頻率不；大于 相或 A/B 相計(jì)數(shù)器 ,組合；計(jì)數(shù)頻率不大于 意所有的計(jì)數(shù)器都鎖定。通過(guò) CCLink 網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)展可以實(shí)現(xiàn)最多達(dá) 384 點(diǎn)（包括遠(yuǎn)程 I/O 在內(nèi)）的控制。內(nèi)置 6 點(diǎn)同時(shí)100kHz 的高速計(jì)數(shù)功能，雙相計(jì)數(shù)時(shí)可以進(jìn)行 4 倍頻計(jì)數(shù)。內(nèi)置了高達(dá) 64K 步的大容量 RAM 存儲(chǔ)器。 FX 系列 PLC 是由三菱公司近年來(lái)推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原 F、 F F2 系列 PLC 產(chǎn)品。 二 確定型號(hào) FX1N－ 60MR 綜上，對(duì)于被控對(duì)象，采用 PLC 系統(tǒng)與采用其它形式的控制系統(tǒng)相比較，力求具有較好的性?xún)r(jià)比，使用和維修方便；選用的 PLC 主機(jī)和配置、控制功能等必須能滿(mǎn)足被控對(duì)象的各種控制要求；選用的 PLC 主機(jī)及配置必須是功能較強(qiáng)的新一代PLC 機(jī) 型，一般最好不要選用舊機(jī)型（若采用三菱公司的 PLC，則選 FX 系列，不選 F1 系列）。 FX 系列 PLC 基于“基本功能、高速處理、便于使用”的研發(fā)理念，使其具有數(shù)據(jù)傳送與比較，四則運(yùn)算與邏輯運(yùn)算、數(shù)據(jù)循環(huán)與移動(dòng)等應(yīng)用指令系統(tǒng)。日本三菱電機(jī)公司研發(fā)的。 FPe（晶體管輸出，繼電器輸出）特點(diǎn)：面板式安裝型控制器，電源電壓 24VDC， 程序容量 步，運(yùn)算速 度 s。 編程環(huán)境與 CQM1 及 SYSMAC A 等機(jī)種相同。 CPU 單元與擴(kuò)展 I/O 并用，可完成 10 點(diǎn)到 100陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 13 點(diǎn)的輸入輸出要求。 SYSMAC CPM1A 的大小僅相當(dāng)于一個(gè) PC 卡 (對(duì)于 10 點(diǎn)的機(jī)型來(lái)說(shuō) )，從而使安裝體積大幅度減小，同時(shí)也進(jìn)一步節(jié)省了控制柜的空間。 歐姆龍與中國(guó)的淵源可以追溯到