【正文】 實現(xiàn)了對系 統(tǒng)的監(jiān)控功 能，并且 對一些變量 實現(xiàn)了遠(yuǎn)程 控制。 最初， PLC 主要是用在生產(chǎn)線控制和大型機(jī)械的控制上。 70 年代中期，美國和西德首先出現(xiàn)了微電腦化的小型 PLC。近年來，隨著我國對外開放，日、美、西德等國生產(chǎn)的 PLC 已通過多種途徑進(jìn)入了我國，引起了各方面的重視并得到應(yīng)用。這類系統(tǒng)的控制需要動作穩(wěn)定，具備連續(xù)可靠工作的能力。而在程序設(shè)計上采用整體式設(shè)計方法，這樣就可以使讀者一目了然地看懂整個程序，從而在一定程度上省去了使用人員閱讀并分析程序的大量寶貴時間，同時也使得程序的設(shè)計、修改和故障查找工作大為簡化。 PLC 的特點 1. 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。從 PLC的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。 2. 配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī) 界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人使用計算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 5. 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 3. 運動控制 PLC 可以用于圓周運動或直線運動的控制。 4. 過程控制 過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 5. 數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便 。因此， PLC 的合理選擇，對提高 PLC 控制系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指針以及對于控制系統(tǒng)都有著重要作用。當(dāng)汽車到來時，車輛檢測開關(guān) S2 接通，紅燈 L2 亮，綠燈 L1 滅，電動機(jī)M3 運行，電動機(jī) M2 在 M3 接通 2 秒后運行，電動機(jī) M1 在 M2 啟動 2 秒后運行，依次順序起動整個送料系統(tǒng)。 當(dāng)運料小車裝滿 后，稱重開關(guān) S3 動作，送料閥門 K2 關(guān)閉，同時電動機(jī) M1 延時 2 秒后停止，電動機(jī) M2 在 M1 停止 2 秒后停止，電動機(jī) M3 在 M2洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 停止 2 秒后停止。圖中， M1， M2， M3 為三臺皮帶傳輸送料電動機(jī)，交流接觸器 KM1~KM3 通過控制三臺電動機(jī)的運行 來控制三個傳送帶，從而進(jìn)行對物料的傳輸。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 表 21 自動送料裝置系統(tǒng) I/O 地址表 PLC 外部接線圖的設(shè)計 該控制系統(tǒng)核心部分是以德國西門子 CPU226 為主， CPU 模塊采用整體式結(jié)構(gòu)，它的體積小、價格低， CPU 模 塊、 I/O 模塊和電源裝在一個箱形機(jī)殼內(nèi)，前蓋下面有模式選擇開關(guān)、模擬量電位器和擴(kuò)展模塊連接器。 PLC 外部硬件接線圖如圖 22 所示 (PLC 外部接線圖 )。 輸 入 輸 出 啟動 電機(jī) M3 稱重開關(guān) 電機(jī) M2 下限 料位 電機(jī) M1 緊急停止 料斗開關(guān) K2 上限料位 進(jìn)料閥門 K1 紅燈 L2 綠燈 L1 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 9 I 0 . 0I 0 . 1I 0 . 2I 0 . 3I 0 . 4啟 動稱 重料 位 下 限停 止 開 關(guān)料 位 上 限2 4 V+_Q 0 . 0Q 0 . 1Q 0 . 2Q 0 . 3Q 0 . 4Q 0 . 5Q 0 . 6C P U 2 2 6 S2 2 0 V1 M1 LM 1M 2M 3K 1K 2L 1L 2F U 圖 22 PLC 自動送料 I/O 接線圖 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 10 第 3 章 系統(tǒng)軟件設(shè)計 系統(tǒng)功能的分析與設(shè)計 PLC 軟件功能的分析與設(shè)計實際上是 PLC 控制系統(tǒng)的功能分析與設(shè)計中的一個重要組成部分。 作為 PLC 控制系統(tǒng)，其最基本的要求就是如何通過 PLC 對被控對象實現(xiàn)人們所希望的控制，所以對于以上兩方面，控制功能是最基本的，必不可少。比如用皮帶傳輸送料電動機(jī)用于傳輸物料、用閥門打開與閉合控制物料的進(jìn)出等。發(fā)熱 。它包括 PLC 自身工作狀態(tài)的自診斷和系統(tǒng)中被控設(shè)備工作狀態(tài)的自診斷兩部分。具體表現(xiàn)為當(dāng)三個傳送帶 PD PD2 和 PD3 中任意一個或多個發(fā)生過載時，系統(tǒng)通過不同的信號燈的狀態(tài)變化實現(xiàn)自動報警，并通過在程序中控制其它被控對象的運行狀態(tài)來及時準(zhǔn)確的處理相應(yīng)故障。I/O 信號分析的主要內(nèi)容有： （ 1）定義每一個輸入信號并確定它的地址。 （ 3）審核上述分析設(shè)計是否能滿足系統(tǒng)規(guī)定的功能要求。通常把系統(tǒng)中 I/O 點數(shù)和存放用戶機(jī)器語言所占內(nèi)存數(shù)之比成為內(nèi)存利用率。當(dāng)然，這要以功能算法、硬件設(shè)備要求、預(yù)計的程序結(jié)構(gòu)和占有量為依據(jù)，綜合考慮來決定。 程序設(shè)計的常用方法 在工程中，對 PLC 應(yīng)用程序的設(shè)計有多種方法，這些方法的使用，也因各個設(shè)計人員的技術(shù)水平和喜好有較大的差異。這種方法對于一些 簡單的控制系統(tǒng)的設(shè)計是比較湊效的，可以收到快速、簡單的效果。而繼電器、交流接觸器的觸點都只有兩種狀態(tài)即：斷開和閉合，因此用“ 0”和“ 1”兩種取值的邏輯代數(shù)設(shè)計電氣控制線路是完全可以的。 3. 順序控制法 對那些按動作的先后順序進(jìn)行控制的系統(tǒng)，非常適合使用順序控制設(shè)計法進(jìn)行編程。 功能圖由流程步、有向線段、轉(zhuǎn)移和動作組成，在使用時它有一些使用規(guī)則，具體如下： （ 1）步與 步之間必須用轉(zhuǎn)移隔開； （ 2）轉(zhuǎn)移與轉(zhuǎn)移之間必須用步隔開； （ 3）轉(zhuǎn)移和步之間用有向線段連接，正常畫順序功能圖的方向是從上向下或則從左向右。程序設(shè)計要對做一些必要的準(zhǔn)備工作，首先要了解系統(tǒng)的概況形成整體概念。 PLC 程序流程圖 PLC 采用計算機(jī)控制技術(shù)，其程序設(shè)計同樣可遵循軟件工程設(shè)計方法，程序工作過程可用流程圖 31 表示。表示小車可以進(jìn)入。 開始裝料： 閉合， 斷開， 接通，表示裝料中。組態(tài)王 (KingView ) 是目前國內(nèi)比較流行的一種國產(chǎn)工業(yè)自動化通用組態(tài)軟件 ,適用于中小規(guī)模工業(yè)監(jiān)控機(jī) ,價格低廉。使用更方便，功能更強(qiáng)大，性能更優(yōu)異，軟件更穩(wěn)定，質(zhì)量更可靠。亞控科技一直是 這個領(lǐng)域的開拓者， 組態(tài)王 的 Inter 版本立足于門戶概念，采用最新的 JAVA 2 核心技術(shù)，功能更豐富，操作更簡單。用戶還可以自己編輯發(fā)布的網(wǎng)站首頁信息和圖標(biāo)，成為真正企業(yè)信息化的 Inter 門戶。 繪制、移動、選擇圖素時，畫面自動跟蹤滾動。任意選擇畫面中的圖素 ， 在畫面中使用鍵盤和鼠標(biāo)結(jié)合可以任意選擇多個圖素進(jìn)行組合、排列等操作 。彈出“新建工程向?qū)е粚υ捒颉比鐖D 32 所示 。單擊“完成”完成工程的新建。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 20 圖 33 新建工程向?qū)е? 組態(tài)畫面的建立 打 開“組態(tài)王工程管理器”，在“組態(tài)王工程管理器”， 中找到我們已經(jīng)建立好的工程名，點擊這個工程名，會彈出來一個提示對話框，我們不用管它直接點“忽略”。提 供了對圖形對象在窗口內(nèi)任意移動、縮放、改變形狀、復(fù)制、刪除、對齊等編輯操作，全面支持鍵盤、鼠標(biāo)繪圖，并可提供對圖形對象的顏色、線型、填充屬性進(jìn)行改變的操作工具。 1. 定義新畫面 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 21 進(jìn)入新建的組態(tài)王工程，選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“文件 \畫面”，在工程瀏覽器右 側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 圖 34 工具箱 工具箱提供了許多常用的菜單命令，也提供了菜單中沒有的一些操作。 ：繪制各種圖素（矩形、橢圓、直線、折線、多邊形、圓弧、文本、點位圖、按鈕、菜單、報表窗口、實時趨勢曲線、歷史趨勢曲線、控件、報警窗口）的工具；剪切、 粘貼、復(fù)制、撤消、重復(fù)等常用編輯工具；合成、分裂組合圖素，合成、 分裂單元；對圖素的前移，后移，旋轉(zhuǎn)，鏡像等操 作工具。之所以稱為“精靈”，是因為它們具有自己的“生命”。 只有在定義了外部設(shè)備之后，組態(tài)王 才能通過 I/O 變量和它們交換數(shù)據(jù)。假設(shè)西門子S7200 PLC 連接在計算機(jī)的 COM1 口。 在彈出圖框中設(shè)置通信故障恢復(fù)參數(shù) (一般情況下使用系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置即可 )，單擊“下一步”，彈出“設(shè)備配 置向?qū)А保垯z查各項設(shè)置是否正確，確認(rèn)無誤后，單擊“完成”。 構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫是“組態(tài)王 ”軟件的核心部分，工業(yè)現(xiàn)場的生產(chǎn)狀況要以動畫的形式反映在屏幕上，操作者在計算機(jī)前發(fā)布的指令也要迅速送達(dá)生產(chǎn)現(xiàn)場，所有這一切都是以實時數(shù)據(jù)庫為中介環(huán)節(jié) ，所以說數(shù)據(jù)庫是聯(lián)系上位機(jī)和下位機(jī)的橋梁。 在工程瀏覽器中左邊的目錄樹中選擇“數(shù)據(jù)詞典”項，右側(cè)的內(nèi)容顯示區(qū)會顯示當(dāng)前工程中所定義的變量?！白兞繉傩浴睂υ捒蛉缦滤締?擊“確定”按鈕，則工作 人員定義的變量有效時保存新建的變量名到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)詞典中。選擇工程瀏覽器左側(cè)大綱項“數(shù)據(jù)庫 \數(shù)據(jù)詞典”，在工程瀏覽器右側(cè)用鼠標(biāo)左鍵雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“變量 屬性”對話框。在“變量名”處輸入變量名，如：紅燈；在“變量類型”處選擇變量類型如： IO 整數(shù)；在“連接設(shè)備”中選擇先前定義好的 IO 設(shè)備：新 IO 變量；在“寄存器”中定義為： ；在“數(shù)據(jù)類型”中定義為： Bit 類型。數(shù)據(jù)庫變量的變化又如何導(dǎo)致畫面的動畫效果呢？通過“動畫連接” —— 所謂“動畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對應(yīng)關(guān)系。“組態(tài)王”系統(tǒng)還為部分動畫連接的圖形對象設(shè)置了訪問權(quán)限，這對于保障系統(tǒng)的安全具有重要的意義 。} 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 if(\\本站點 \輸送機(jī) M2==1) {\\本站點 \M2 皮帶 =\\本站點 \M2 皮帶 +10。} if(\\本站點 \輸送機(jī) M1==1) {\\本站點 \皮帶 1 貨物 =\\本站點 \皮帶 1 貨物 +5。} if(\\本站點 \輸送機(jī) M3==1) {\\本站點 \皮帶 3 貨物 =\\本站點 \皮帶 3 貨物 +5。} if(\\本站點 \紅燈 HR==1) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 {\\本站點 \貨車 1=0。} if(\\本站點 \紅燈 HR==1) {\\本站點 \貨物 =\\本站點 \貨物 +3。} if(\\本站點 \漏斗料 55) {\\本站點 \漏斗料 =0。使用斷點跟蹤可以找到程序的出錯位置，縮小查找錯誤的范圍，提高調(diào)試的效率。當(dāng)然更重要的還是調(diào)試的策略。 回溯法是調(diào)試人員檢查錯誤征兆，確定最先發(fā)現(xiàn) “ 癥狀 ” 的地方，然后人工沿程序的控制流往回追蹤源程序代碼，直到找出錯誤根源或確定故障范圍為止。對于程序中有故障的那部分再重復(fù)使用這個方法，直到把故障范洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圍縮小到容易診斷的程度為止。最后，證明剩下的原因是錯誤的根源。 PPI 是一種主 /從協(xié)議通信，主 /從站在一個令牌環(huán)網(wǎng)中，在 CPU 內(nèi)用戶程序調(diào)用網(wǎng)絡(luò)讀（ NETR） ,寫（ NETW）指令即可。用戶程序一般先在實驗室模擬調(diào)試，實際的輸入信號可以用鈕子開關(guān)和按鈕來模擬，各輸出量的通 /斷狀態(tài)用 PLC 上有關(guān)的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接 PLC 實際的負(fù)載 (如接觸器、電磁閥等 )。發(fā)現(xiàn)問題后應(yīng)及時修改梯形圖和 PLC 中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關(guān)系完全符合要求。 1. 選擇工作模式 選擇菜單欄中的“ PLC ”“運行”或者“ PLC ”“停止”可進(jìn)入相對的 PLC 模式；單擊工具欄中的“運行”按鈕或“停止”按鈕，也可進(jìn)入相應(yīng)模式；還可以手工改 變位于 PLC 上的開關(guān)或在程序內(nèi)插入停止指令。 選擇“排錯”菜單中的“程序狀態(tài)”，打開輸出窗口；或單擊調(diào)試工具條中的 “程序狀態(tài)”按鈕，短暫停頓后，程序編輯器窗口開始顯示狀態(tài)。任何時候 PLC 從停止模式進(jìn)入運行模式，該掃描的第一掃描位 ()將被激活。 可在程序編輯器窗口顯示要監(jiān) 控的程序部分，確定打開程序狀態(tài)，將PLC 置于停止模式，使用“單次掃描”命令。確定 PLC 為停止模式后，選擇菜單欄中的“排錯”“多次掃描”，出現(xiàn)執(zhí)行掃描對話礦，如圖？所示。當(dāng)然，若不想對自己的程序進(jìn)行洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 34 保密設(shè)置，就在“密碼”及“驗證”框中不輸入任何數(shù)值。組態(tài)王驅(qū)動程序采用最新軟件技術(shù)，使通訊程序和組態(tài)王構(gòu)成一個完整的系統(tǒng)。 單擊“調(diào)試”菜單，彈出下拉式菜單，如圖 41 所