【正文】 情況則選用模塊式結(jié)構(gòu) PLC。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)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。 11 PLC 的編程分為離線編程和在線編程兩種 :離線編程的 PLC，其特點(diǎn)是主機(jī)和編程器共用一個(gè) CPU，在編程器上有一個(gè)“編程／運(yùn)行”選擇開(kāi)關(guān)或按鍵，選擇編程狀態(tài)時(shí)， CPU 將失去對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，只為編程器服務(wù)，這就是所謂的“離線”編程；程序編好后，如選擇運(yùn)行狀態(tài)， CPU 則去執(zhí)行程序而對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制，這時(shí)，CPU 編程指令按步作出響應(yīng)。主機(jī)的 CPU 則是完成對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制，并在一個(gè)掃描周期的末尾和編程器通信，編程器把編好或改好的程序發(fā)送給主機(jī)，在下一個(gè)掃描周期主機(jī)將按照新送人的程序控制現(xiàn)場(chǎng)，這就是所謂的“在線”編程：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 可編程序控制器控制系統(tǒng) I/O 點(diǎn)數(shù)估算 1)控制電磁閥等所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)。例如，用可編程序控制器控制一臺(tái) Y─△起動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)，一般需占用可編程序控制器的4個(gè)輸入點(diǎn)及 3 個(gè)輸出點(diǎn)?？刂埔慌_(tái)單向運(yùn)行的繞線轉(zhuǎn) 子交流電動(dòng)機(jī)，需 3 個(gè)輸入點(diǎn)及 4 個(gè)輸出點(diǎn)?？删幊绦蚩刂破鞯妮敵鲋饕紤]速度指令信號(hào)正向 l～ 3 級(jí)、反向 1～ 3 級(jí)、允許合閘信號(hào)、抱閘打開(kāi)信號(hào)等。 軟元件序號(hào) 軟元件的控制功能 M0 M1 M100 M101 M102 M103 M104 M105 M106 Y000 Y001 整個(gè)控制 系統(tǒng)的運(yùn)行啟動(dòng)按鈕 整個(gè)控制系統(tǒng)的停止按鈕 控制系統(tǒng)自動(dòng)和手動(dòng)切換按鈕 南北綠燈手動(dòng)按鈕 東西紅燈、南北馬路燈手動(dòng)按鈕 南北黃燈手動(dòng)按鈕 南北紅燈、東西馬路燈手等按鈕 東西綠燈手動(dòng)按鈕 東西黃燈手動(dòng)按鈕 作為啟動(dòng)置位輸出 北方綠燈 輸出 13 Y002 Y003 Y021 Y022 Y023 Y031 Y032 Y033 Y041 Y042 Y043 Y51 Y52 北方黃燈輸出 北方紅燈輸出 東方綠燈輸出 東方黃燈輸出 東方紅燈輸出 南方綠燈輸出 南方黃燈輸出 南方紅燈輸出 西方綠燈輸出 西方黃燈輸出 西方紅燈輸出 東西馬路燈輸出 南北馬路燈輸出 表 21 十字路口交通燈 PLC控制系統(tǒng)的 PLC I\O點(diǎn)分配 確定 I／ O 點(diǎn)數(shù)一般是必須說(shuō)明的首要問(wèn)題。 2．輸入輸出模塊的選擇 可編程序控制器輸入模塊是檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來(lái)自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備 (按鈕、限位開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)等 )的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)，模塊類型分直流 1 2 6 60V 幾種；交流 115V 和 220V 兩種。一般來(lái)講，同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)不得超過(guò) 60％：為了提高系統(tǒng)的 14 穩(wěn)定 l 哇，必須考慮門(mén)檻 (接通電平與關(guān)斷電平之差 )電平的大小。繼電器輸出模塊優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是壽命較短，響應(yīng)速度較慢。 用戶程序通過(guò)編程器鍵入主機(jī)內(nèi)，最后是以 機(jī)器語(yǔ)言的形式存放在內(nèi)存中。同樣的程序可以減少內(nèi)存量，從而降低內(nèi)存投資。這方面的經(jīng)驗(yàn)公式是根據(jù)開(kāi)關(guān)量輸 入、開(kāi)關(guān)量輸出的總點(diǎn)數(shù)給出的。 4 程序編寫(xiě)質(zhì)量 用戶程序優(yōu)劣對(duì)程序長(zhǎng)短和運(yùn)行時(shí)間都有較大影響。模擬量點(diǎn)數(shù) l 50。 控制步驟： 1》按下啟動(dòng)按鈕，南北綠燈開(kāi)始亮，設(shè)定時(shí)間為 30s，同時(shí)東西紅燈亮 30s。 5》南北紅燈亮 33s 后熄滅。 17 1 2 3 21 4 PLC 與觸摸屏的在線模擬 PLC 是專門(mén)為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置，它使用了可以編程的記憶單元來(lái)存儲(chǔ)指令，執(zhí)行數(shù)學(xué)的和邏輯的運(yùn)算，并通過(guò)數(shù)字輸入輸出實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的控制，它以高可靠性，易操作性，靈活性廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。 上位機(jī)與下位機(jī)之間的數(shù)據(jù)通訊一般使用 RS232C 或 RS485 接口。無(wú)協(xié)議通訊不適合上、下位機(jī)的通訊，而且一般 PLC廠家都提有協(xié)議的通訊模塊，以 三菱 為例，它與上位機(jī)通訊是利用 PS432 口，使用 HOSTLINK 通訊協(xié)議，用 三菱 PLC 構(gòu)成上， 下位機(jī)結(jié)構(gòu)的監(jiān)控系統(tǒng)分為兩類：一類使系統(tǒng)僅由一臺(tái) PLC 和一臺(tái)微機(jī)組成，及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。命令兩個(gè)字節(jié)，有兩個(gè)級(jí)別共 44 條命令，包括對(duì) PLC 的讀寫(xiě)和設(shè)定各方面，報(bào)文的內(nèi)容根據(jù)命令而定。原因是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊格式中，不含有校碼，而校碼是檢查通訊是否正確的重要手段。一旦 PLC加電，其接口 DTR 為高電平，當(dāng) PLC 掉電或通訊故障時(shí)， 微機(jī)一端的 DSR 信號(hào)即低，讀出通訊狀態(tài)，狀態(tài)低字節(jié)的第五位正用來(lái)檢查接口的 DSR 狀態(tài)的。 首先對(duì)可編程序控制器外部接線作仔細(xì)檢查，外部接線一定要準(zhǔn)確、無(wú)誤。 必須特別指出，在確定控制方式之后和進(jìn)行 I 佃地址分配之前，必須進(jìn)行外圍電路的設(shè)計(jì)；在確定存儲(chǔ)器容量之后和選擇 I／ O 模塊之前必須進(jìn)行選擇外圍設(shè)備的工作；在選擇 I／ O模塊之后和進(jìn)行控制回路設(shè)計(jì)之前．必須進(jìn)行控制盤(pán)／柜的設(shè)計(jì)：這些工作可在上述適當(dāng)?shù)臅r(shí)候穿插進(jìn)行，但在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，這是必不可少的工作 。我要在這里對(duì)他們表示深深的謝意！ 感謝我的指導(dǎo)老師 —— 權(quán)軼老師，沒(méi)有您的悉心指導(dǎo)就沒(méi)有這篇論文的順利完成。 感謝夏寒飛，安農(nóng)禮堂里 揮汗如雨，日月湖畔閑庭信步，綠蔭場(chǎng)上把酒言歡??最難忘的記憶里都有你身影。四年生活在同一屋檐下，感謝我們一起經(jīng)歷的點(diǎn)點(diǎn)滴滴。 6a*CZ7H$dq8Kqqf HVZFedswSyXTyamp。 qYpEh5pDx2zVkumamp。 qYpEh5pDx2zVkum amp。ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 27 參考文獻(xiàn) [1]何衍慶 .《可編程控制器原理及應(yīng)用技巧》 [J].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2000 [2]陳金華 .《可編程控制器（ PC）應(yīng)用技術(shù)》 [J].北京：電子工業(yè)出版社， 1995 [3]郭和偉 .《基于 PLC 的交通信號(hào)燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 [J].北京：公路交通技術(shù)，2020 [4]易銘，李秀忠 .《 PLC 控制的交通燈控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》 [J].北京：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， 2020 [5]吳中俊 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這是可編程序控制器構(gòu)成控制系統(tǒng)的最后一個(gè)設(shè)計(jì)步驟 =用戶程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需進(jìn)行模擬調(diào)試。除此之外， 三菱 通訊協(xié)議中還提供了另一種校碼方式，從通訊協(xié)議中可以看到有二位校碼，該碼是將各信元的二進(jìn)制數(shù)逐位異或，分別取結(jié)果高低八位值的十六進(jìn)制數(shù)而成。點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊格式與多 PLC 的通訊格式相似，只有缺少地址和校碼。 22 圖 41 十字路口交通燈狀態(tài)圖 三菱 PLC 和觸摸屏通訊 圖 42 PLC和觸摸屏的通訊圖 通訊時(shí)首先從上位機(jī)向下位機(jī) PLC 發(fā)出指令， PLC 接受命令執(zhí)行后，向上位機(jī)發(fā)出回應(yīng)信號(hào)和數(shù)據(jù)。首先介紹一下 PLC 與 PC 的通訊。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，組態(tài)軟件的出現(xiàn)彌補(bǔ)了 PLC 控制系統(tǒng)的不足，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)大量使用以組態(tài)軟件為開(kāi)發(fā)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在計(jì)算機(jī)作為監(jiān)控系統(tǒng)中的上位機(jī)，下位機(jī)通常都是使用工業(yè)級(jí)的設(shè)備，如各種 PLC 作為下位機(jī)，下位機(jī)用來(lái)如完成如數(shù)據(jù)采集，警報(bào)邏輯判斷，控制輸出等任務(wù)。東西紅燈亮的同時(shí)東西馬路等亮綠燈，時(shí)間為 33s。 3》東西紅燈亮 33s 后熄滅，東西綠燈亮，時(shí)間設(shè)定為 30s，同時(shí)南北紅燈亮，時(shí)間為 30s。 16 3 交通燈信號(hào)燈控制系統(tǒng) 設(shè)計(jì)步驟 更具控制任務(wù)要求，可以算出 I/O 點(diǎn)數(shù)。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)仞學(xué)者應(yīng)為內(nèi)存多留一些余量，而對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的編程者可少留一些余量。 在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量進(jìn)行讀入、數(shù)字濾波編成子程序使用，這樣會(huì)使所占內(nèi)存大大減少，特別是在模擬量路數(shù)比較多時(shí)，每一路模擬量所需的內(nèi)存數(shù)會(huì)明顯減少。 可編程序控制器開(kāi)關(guān)量輸入輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需內(nèi)存存儲(chǔ)器容量的重要根據(jù)。我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語(yǔ)言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為內(nèi)存利用率。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。 輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電平轉(zhuǎn)換為外部過(guò)程的控 制信號(hào)。一般 1 24V 屬低電平，傳輸距離不宜太遠(yuǎn)，例如 5V 的輸入模塊最遠(yuǎn)不能超過(guò) lOm，也就是說(shuō)，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓的模塊比較可靠。 I／ 0 點(diǎn)數(shù)是衡量可編程序控制器規(guī)模大小的重要指標(biāo)。表 111是典型傳動(dòng)設(shè)備及電氣元件所需可編程序控制器 I/O 點(diǎn)數(shù)表。 3)控制直流電動(dòng)機(jī)所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)：晶閘管直流電動(dòng)機(jī)調(diào)速系統(tǒng)足直流調(diào)速的主要形式，它采用晶閘管整流裝置對(duì)直流電動(dòng)機(jī)供電?？刂埔慌_(tái)可逆運(yùn)行的籠型電動(dòng)機(jī)．需 5 個(gè)輸入點(diǎn)及 2 個(gè)輸出點(diǎn)。 2)控制交 流電動(dòng)機(jī)所需的 I/O 點(diǎn)數(shù)。 是否在線編程，應(yīng)根據(jù)被控設(shè)備工藝要求的不 同來(lái)選擇。中、小型 PLC：多采用離線編程。 4．是否 在線編程 : PIC 的特點(diǎn)之一是使用靈活。 對(duì)于以開(kāi)關(guān)量為主、帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用帶 A/D、 D/A 轉(zhuǎn)換、加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)。因此，合理選擇 PLC，對(duì)于提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要的作用。這是南北紅燈亮，東西綠燈亮。在南北紅燈亮的同時(shí)東西綠燈也亮，并維持 30s。 8 交通燈控制系統(tǒng)的控制要求和流程圖 圖 11 路口交通燈示意圖 控制要求 信號(hào)燈手啟動(dòng)開(kāi)關(guān)控制，當(dāng)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接通時(shí)，信號(hào)燈系統(tǒng)開(kāi)始工作，先南北紅燈亮，東西紅燈亮。 （ 7） 擴(kuò)展功能 擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入輸出擴(kuò)展單元（即 I/O 擴(kuò)展單元）模塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高 PLC 的控制功能。 （ 3） 步進(jìn)控制功能 步進(jìn)控制功能是指用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成以后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控 7 制器。 （ 8）可實(shí)現(xiàn)三電一體化 PLC 將電控（邏輯控制）、電儀（過(guò)程控制）和電結(jié)（運(yùn)動(dòng)控制）這三電集于一體，可以方便、靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。而采用 PLC 控制，由于其硬軟件齊全，為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在 PLC 到貨前進(jìn)行，