【正文】 4 LS 08BUSYD0D1D7U2Q7 D7D6OELEQ6VSSQ DQCDU3:A74 LS 74CLXVCD643 21/WRRDYREQVCCRESVSS并行接口 BCD 顯示控制器與 MPU 的連線圖圖 29134519181716151412D1D7D6D5D4D3D2D01123101206789143478131718U4:A 28 表 27 基本的指令格式與含義 指令 打印機(jī)格式 指令格式 指令代碼 16 進(jìn)制 10 進(jìn)制 全屏 RESET 初始化打印機(jī) ESC 1B 40 27 64 一行顯示數(shù)據(jù)輸入 打印 M個曲線點(diǎn) ESCamp。同時， BCD 顯示控制器應(yīng)具有溫度補(bǔ)償功能，可以根據(jù)環(huán)境溫度來修正驅(qū)動時序，實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)溫。在選擇比較了一些指令格式后，我們認(rèn)為打印機(jī)的指令格式比較好。打開 U4 的“與”門， Q 為“ 0”，即 BUSY 為“ 0”表示不忙，已經(jīng)準(zhǔn)備好。 26 并行接口 顯示控制器圖27 串行接口 顯示控制器圖2 8 在應(yīng)用方面，串行接口 BCD 顯示控制器的連接方式比較簡單，如果使用 RS— 232 接口，則可以直接采用 MAX232 類的 IC 作為連接電路并行接口 BCD 顯示控制器。 針對接口總線的形式， 我們設(shè)計(jì)了并行接口和串行接口兩種 BCD 顯示控制器，它們的引腳定義，如圖 27 和圖 28所示。由于 BCD— LCD 具有存儲特性，不需要像 STNLCD 那樣，為了維持顯示畫面而循環(huán)掃描，只要寫入一楨顯示數(shù)據(jù)，就不必再重復(fù)寫入。在使用 BCD 顯示器之前，必須了解 BCD 顯示器的顯示機(jī)理和有關(guān)特性，才能夠成自己的設(shè)計(jì)思路，繪制出程序流程。 表 25 輸入設(shè)備地址分配 輸入地址 外設(shè)名稱 輸入地址 外設(shè)名稱 X0 啟動 X7 可調(diào)壓力壓差開關(guān) X1 停止 X10 供油閥壓差開關(guān) X2 緊急停止 X11 排氣超溫開關(guān) X3 狀態(tài)顯示檢查 X12 風(fēng)機(jī)過載開關(guān) X4 真空開關(guān) X13 主機(jī)過載開關(guān) X5 油 過濾壓差開關(guān) X14 逆相欠相信號 X6 油氣分離壓差開關(guān) X15 星三角連接互鎖開關(guān) 表 26 輸出設(shè)備地址分配表 I/O 地址 外設(shè)名稱 I/O 地址 外設(shè)名稱 Y0 BCD 碼的 1 信號輸出 Y15 報警鈴 Y1 BCD 碼的 2 信號輸出 Y16 運(yùn)行指示 Y2 BCD 碼的 4 信號輸出 Y17 空氣濾清器故障 Y3 BCD 碼的 8 信號輸出 Y20 排氣超溫 Y4 個位選通信號輸出 Y21 油過濾器故障 Y5 十位選通信號輸出 Y22 油氣分離器故障 Y6 百位選通信號輸出 Y23 供油故障 Y10 主機(jī)得電 KM2 Y24 卸載超時 Y11 主機(jī)星形啟動 KM1 Y25 主機(jī)過載 Y12 主機(jī)三角形運(yùn)行 KM2 Y26 風(fēng)機(jī)過載 Y13 加載電磁閥線圈 Y27 逆相、缺相 Y14 供油電磁閥線圈 Y30 緊急 BCD 的工作原理 BCD 顯示器（ Bistebe Cholesteric Display)，或稱 SSTCT（ Suxfece Stabilized Chloesteric Textere),統(tǒng)稱為雙穩(wěn)態(tài) LCD，是當(dāng)今液晶顯示器的一個新興分支。 4） RAM 文件寄存器 通道分配 D6000～ D7999，共 20xx 點(diǎn)。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC 運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不會變化。但是有 RUN—— STOP 時，全部數(shù)據(jù)均清零。 六、數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。當(dāng)?shù)?十次執(zhí)行線圈指令時，計(jì)數(shù)器輸出觸點(diǎn)即動作。 通用計(jì)數(shù)器的通信號： C0～ C99，共 100 點(diǎn)。每一個計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減 1， 當(dāng)前時值減到零時停止計(jì)數(shù)，同時觸點(diǎn)閉合。 如果是積算定時器，它的符合接線如圖 25 所示： 圖25 定時器 線圈 T250 的驅(qū)動輸入 X001 接通時， T250 的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對 100ms 的時鐘脈沖進(jìn)行累加計(jì)數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定 K345 相等時，定時器的輸出觸點(diǎn)動作。 定時器通道范圍如下： 100ms 定時器 T0～ T199； 共 200 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 10ms 定時器 T200～ T245，共 46 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 1ms 積算定時器 T245～ T249，共 5 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 100ms 積算定時器 T250～ T255，共 6點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 定時器指令符合及應(yīng)用如圖 24所示： 圖2 4 當(dāng)定時器線圈 T200 的驅(qū)動輸入 X000 接通時， T200 的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對 10ms 的時鐘脈沖進(jìn)行累加計(jì)算，當(dāng)前置于設(shè)定值 K123 相等時， 定時器的輸出接點(diǎn)動作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動線圈后的 秒（ 10*123ms＝ ）時才動作，當(dāng) T200 觸點(diǎn)吸合后， Y000 就有21 輸出。 圖23 四、定時器（ T） 在 PLC 內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時間達(dá)到設(shè)定值時，其輸出觸點(diǎn)動作，時鐘脈沖有 1ms、 10ms、 100ms。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。他們一般位于機(jī)器的下端。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到 PLC 的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開 /常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。內(nèi)部有常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等 級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。 選擇 PLC 根據(jù)上面的點(diǎn)數(shù)可知采用一臺小型 PLC 就能滿足要求。 ④報警用的指示燈 11 個。 (2)輸出設(shè)備的量。 ○11壓縮機(jī)啟動按鈕一個。 ⑦風(fēng)機(jī)過載保護(hù)開關(guān)一個。 ③油過濾器中的壓力開關(guān)一個。根據(jù)上述功能要求，空壓機(jī)控制系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)成單級控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)對各驅(qū)動器件的控制，運(yùn)行方式需要選用自動運(yùn)行方式和手動運(yùn)行方式。系統(tǒng)一旦啟動，空壓機(jī)的動作將自動地連續(xù)不斷地周期性循環(huán)，直至系統(tǒng)接收到停止信號。 單螺桿空氣壓縮機(jī)的 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng) PLC 設(shè)計(jì)原則 (1)選用 PLC 必須滿足被控對象的控制要求； (2)選用 PLC 不僅要著眼于現(xiàn)在，還要適當(dāng)?shù)目紤]到將來發(fā)展的需要； (3)在滿足上述兩個前提的情況下，力求該系統(tǒng)具有良好的性價比。 ② 冷卻器暴露于空氣中 ,翅片上會沾上灰塵 ,如聚集灰塵太多 ,會嚴(yán)重影響冷卻器換熱 效果。當(dāng)這些阻塞后使前后壓差達(dá)到壓差設(shè)定值時，壓差開關(guān)動作，信號輸入 CPU，則控制面板上響應(yīng)指示燈亮，表明該元件阻塞，應(yīng)在最短的時間更換。 (8)止回閥 止回閥位于回油管與集體之間。當(dāng)空壓機(jī)重車時此閥的點(diǎn)關(guān)閉，系統(tǒng)停止泄放。 ④電流是否增加。如潤滑油品質(zhì)不佳或已變質(zhì)，會嚴(yán)重影響其壽命。如： ①潤滑油的潔凈程度。經(jīng)油細(xì)分離器分離后壓縮空氣中的含油量可控制在 3ppm 以下（油細(xì)分離器對蒸汽狀態(tài)存在于空氣中的油則無能為力，故這部分油被空氣帶走）。 當(dāng)控制面板上油過濾器壓差指示燈亮?xí)r，表示油過濾器阻塞，必須更換，但壓縮機(jī)仍然繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。 (4)安全閥 若系統(tǒng)發(fā)生故障時油氣罐內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定排氣壓力 倍以上時，安全閥即會打開，使壓力降至設(shè)定排氣壓力以下。如重車運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)現(xiàn)油位高于上紅線則油位過高；如重車運(yùn)轉(zhuǎn)時發(fā)現(xiàn)油位低于下紅線則油位過低，建議此時應(yīng)立即加油。 進(jìn)氣口活塞上蓋底座 圖 21名稱 (3)油氣罐 油氣罐的作用有兩個：儲存潤滑油及油氣第一次分離。當(dāng)空壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時，只要管路 壓力輸入，微孔就會泄放掉活塞底部的氣壓，活塞就會在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的真空吸力下往下運(yùn)動，進(jìn)氣口打開，空氣被吸入，空載壓機(jī)重運(yùn)轉(zhuǎn)。進(jìn)氣閥的打開或關(guān)閉的動作對應(yīng)著空壓機(jī)的兩種運(yùn)行狀態(tài)：（進(jìn)氣閥的打開或關(guān)閉是針對閥內(nèi)的進(jìn)氣口而言，進(jìn)氣閥打開即進(jìn)氣口打開） 重車：進(jìn)氣閥全開，空壓機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)全氣量輸出。 二、氣路中各組件功能說明 (1)空氣濾清器 15 空氣濾清器濾芯為一干式紙質(zhì)過濾濾芯，其主要功能是過濾空氣中的塵埃。一路由主機(jī)下端噴入壓縮室冷卻壓縮空氣；另一路流到主機(jī)兩端用來潤滑軸承，然后聚集在壓縮室底部隨壓縮空氣排出。外界空氣由空氣過濾器除塵后，經(jīng)卸荷閥進(jìn)入壓縮機(jī)主機(jī)進(jìn)行壓縮，在壓縮腔內(nèi)與潤滑油混合，壓縮后的混合油氣經(jīng)單向排氣閥進(jìn)入油氣分離缸，在油氣分離缸內(nèi)分離大部分潤滑油，在經(jīng)過油氣細(xì)分離器過濾掉殘余所謂潤滑油，接著經(jīng)過最小壓力閥，空氣冷卻器，空氣干燥器，截止閥后，以較低的溫度和較干燥的壓縮空氣送入使用系統(tǒng)，供用戶使用?；钊綁嚎s機(jī)的工作室有一個活塞在其中做往復(fù)運(yùn)動的汽缸組成，對于螺桿式壓縮機(jī)其內(nèi)部則有一對斜齒的轉(zhuǎn)子副在與它精密配合的殼體內(nèi)轉(zhuǎn)動。在程序執(zhí)行結(jié)束（或下次掃描用戶程序前） PLC 才將輸出映像存儲器的內(nèi)容通過鎖定器輸入端上，刷新后的輸入狀態(tài)要保持到下次刷新為止。 輸入操作實(shí)際上是采用輸入信號刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容，輸出操作則是送出處理結(jié)果—— 按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路， PLC 在每次掃描中將會保存輸入和輸出狀態(tài)的寄存器的內(nèi)容，進(jìn)行一次更新。由映像存儲器中的內(nèi)容構(gòu)成了當(dāng)前狀態(tài)表。 在 PLC 的存儲器中，有一個專門存放數(shù)據(jù)的區(qū)域。 順序掃描的工作方式簡單，直觀，它簡化了程序的設(shè)計(jì)，并為 PLC 的可靠運(yùn)行提供了非常有用的保證。然后開始執(zhí)行用戶程序。 PLC 運(yùn)行時，用戶程序中有許多操作需要執(zhí)行，但 CPU 是不能同時執(zhí)行多個操作的（對于每一個操作周期而言），只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個 操作。 計(jì)算機(jī)一般采用等待輸入，響應(yīng)處理的工作方式，如果沒有輸入就一直等待輸入，如果鍵盤按下的動作或鼠標(biāo)等 I/O 中斷的觸發(fā)則計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序，一旦該程序執(zhí)行結(jié)束，又進(jìn)入等待狀態(tài)。由于幾 乎所有器件都是模塊化的，維護(hù)時只需要更換模塊級插入式部件，故障檢測電路將診斷指示器嵌在每一部件中，能顯示出是否正常工作，借助于編程設(shè)備可見輸入 /輸出是 ON/還是 OFF，還可寫編程指令來報告故障。這兩類網(wǎng)絡(luò)可以級聯(lián)，網(wǎng)上可兼容不同類型的可編程控制器和計(jì)算機(jī)，從而組成控制范圍很大的局部網(wǎng)絡(luò)。這種性能使 PLC 具有很高的經(jīng)濟(jì)效益。例如，目前大多數(shù) PLC 均采用梯形圖語言編程，既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀感，又估計(jì)大多數(shù)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及應(yīng)用微機(jī)的水平，很容易被電氣技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時也容易修改，很靈活方便。 由于 PLC 本身 具有很高的可靠性，所以發(fā)生故障的部位大多集中在輸入輸出的部件如傳感器件、限位開關(guān)、觀點(diǎn)開關(guān)、電磁閥、電機(jī)等外圍設(shè)備上。 11 了解了 PLC 的基本結(jié)構(gòu)，我們在購買可編程控器時就有了一個基本配置的概念，做到既經(jīng)濟(jì)又合理，盡可能發(fā)揮 PLC 所提供的最佳功能。 4. 輸入輸出設(shè)備：用于接受信號或輸出信號，一般有條碼讀入器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、檢測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的部件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。同時，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 CPU 模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對 PLC 作設(shè)定，如設(shè)定其實(shí)工作方式、內(nèi)存區(qū)等。一10 般講， CPU 模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)指示燈，如電源顯示、運(yùn)行顯示、故障顯示等。 CPU 的運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。無論哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其 I/O 能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。近年來研制推出可公共回路遠(yuǎn)距離診斷而后網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)。 (5)FAZ 技術(shù)和故障診斷。 PLC 的編程語言目前朝著三個方向發(fā)展： ① 是多種編程語言，多種語言之間并存、互補(bǔ)； ② 是高級語言如 BASIC,C,FORTRAN 等； ③ 使編程語言標(biāo)準(zhǔn)化，從而使不同 PLC 的用戶程序可以互相兼容。各種智能模塊的不斷推出，如技術(shù)模塊、 PID 回路控制、溫度控制模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、通信和人機(jī)接口模塊等。由于采用了微處理器或大規(guī)模集成芯片， PLC 的速度大大提高。例如，以三菱公司的 FX0、FX2 系列 PLC 為例， FX0 行 的 I/O 點(diǎn)數(shù)為 14 點(diǎn)，體積最小的是 100mm 80mm 47mm，卻具有高技術(shù)、終端 PWM 等功能，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出早期的小型 PLC 產(chǎn)品。 除了專用編程器外，很多 PLC 可以使用通用的筆記本電腦實(shí)現(xiàn)編程，開發(fā)一些專用軟件，充分利用個人計(jì)算機(jī)的能力，完成各種高級的編程功能，省卻了專用編程器，既便于推廣又節(jié)省投資。為了提高系統(tǒng)的可靠性，設(shè)計(jì)上考慮了容錯技術(shù)和冗余技術(shù)等。使 PLC 在概念，設(shè)計(jì)，性價比以及應(yīng)用