【正文】 自動化的完整體系。由于生產(chǎn)的需要與可能性，促使人們尋求新的出路， PLC 應(yīng)運(yùn)而生。 由于 PLC 同時(shí)提高了功能和柔性度，使其應(yīng)用迅速增 長，并普及 到 許多其它離散零件鋼鐵和有色冶金 35% 汽車和機(jī)械制造 20% 輕工、視頻包裝、造紙 16% 化工、石油、工藝過程 13% 交通運(yùn)輸、礦山 7% 能源、電站、泵站、水處理 7% 科研試驗(yàn)、教學(xué) 2% 7 制造工業(yè)領(lǐng)域。用戶存儲區(qū)容量在 2KB 左右，掃描速度為 20～ 50ms/KB，指令較為簡單，只有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等，編程語言采用簡單的語句表語言。 第三階段： 進(jìn)入 80 年代以來，隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路等微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，以 16 位和 32位微處理器構(gòu)成的 PLC 得到驚人 的發(fā)展，其功能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了上述兩階段的產(chǎn)品。編程語言普遍采用梯形語言， 同時(shí)也使用語句表和順序功能圖語言（典型的有 GRAFCET 語言）。 這一階段 PLC 的軟件設(shè)計(jì)也有很大改進(jìn)普遍實(shí)現(xiàn)了軟件模塊化設(shè)計(jì)，在 PLC 產(chǎn)品上提供大量的通用和專用 軟件功能模塊，用戶通過簡單的功能調(diào)用就可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的控制任務(wù)，給使用帶來極大的方便，使用的編程器越來越完善，專用編程器實(shí)際上已經(jīng)是一臺個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)離線編程或在線編程及監(jiān)控，程序打印以及程序固化，實(shí)現(xiàn)圖形組態(tài)，可以聯(lián)網(wǎng)（即掛在 PLC 網(wǎng)絡(luò)上），有些編程器還可以使用高級語言。 20 世紀(jì) 80 年代末、 90 年代初推出的小型機(jī)，在元件上大都選擇表面封裝元件，進(jìn)一步提高了產(chǎn)品的可靠性，且體積趨于超小型化。 (2)向高速度、大容量和智能化方向發(fā)展。 智能模塊與 PLC 的 CPU 并行工作，提高了 PLC 的速度和效率。 (3)PLC 編程工具與編程語言的多樣化、高級化、標(biāo)準(zhǔn)化。 PLC 與計(jì)算機(jī)之間的聯(lián)網(wǎng)能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）。為了及時(shí)診斷故障，有的公司研制了智能、可編程 I/O 系統(tǒng)或故障診斷程序，供用戶了解 I/O 組態(tài)的狀態(tài)和檢測系統(tǒng)的故障。對模塊式 PLC，有 CPU 模塊、 I/O 模塊內(nèi)存 、電源模塊、底板或機(jī)架。 與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。但工作節(jié)奏由振蕩信號控制。 CPU 模塊的外部變化就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、各種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。有的還有通訊接口 ，用于進(jìn)行通訊。 三、電源模塊： 有些 PLC 中的電源，是與 CPU 模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為 PLC各模塊的集成電路提供工 作電源。 五、 PLC 的外部設(shè)備 外部設(shè)備是 PLC 系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類： 1. 編程設(shè)備：有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC及 PLC 所控制的系統(tǒng) 工作狀況。 3. 存儲設(shè)備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如 EPROM、 EEPROM 寫入器等。 當(dāng)然， PLC 之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的， PLC 與計(jì)算機(jī)之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議靠攏，這將使不同機(jī)型的 PLC 之間， PLC 與計(jì)算機(jī)之間可以方便地進(jìn)行通訊與聯(lián)網(wǎng)。例如，在輸入 /輸出（ I/O）電路中都采用了光電隔離措施，各個(gè) I/O 端口除采用常規(guī)模擬器濾波外，還加上數(shù)字 濾波；內(nèi)部采用了電磁屏蔽措施，防止輻射干擾；采用了絞線機(jī)的電源電路，以防止由電源回路傳入的干擾信號；采用了較合理的電路程序，一旦某模塊出現(xiàn)故障，進(jìn)行在線插拔、調(diào)試時(shí)不會影響各機(jī)的正常工作。 ? 編程簡 單，使用方便 PLC 采用面向控制過程、面向問題的“自然語言”編程，容易掌握。 PLC 的編程邏輯提供了能隨要求而改變的邏輯關(guān)系，這種生產(chǎn)線的自動化過程就能隨意改變。一般 PLC 網(wǎng)絡(luò)可分為兩類：一類是低俗網(wǎng)絡(luò)，采12 用主從方式通信，傳輸速率從幾千波特到上萬波特，傳輸距離為 500— 2500m；另一類為高速網(wǎng)絡(luò)，采 用令牌傳送方式通信，速率為 1M— 10Mbps，傳輸距離為 500— 1000m，網(wǎng)點(diǎn)上結(jié)點(diǎn)可達(dá) 1024 個(gè)。 PLC 以易維護(hù)作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。 可編程控制器的工作原理 (1)與計(jì)算機(jī)工作方式的區(qū)別 雖然 PLC 本質(zhì)上是一臺微型計(jì)算機(jī)，其工作原理與普通計(jì)算機(jī)類似，均有微型計(jì)算機(jī)的許多特點(diǎn)，坍塌的工作方式與微型計(jì)算機(jī)有較大不同，具有一定 的特殊性。如此周而復(fù)始地不斷循環(huán)刷新，故障診斷等操作。 (2)梯形圖程序的掃描原理 當(dāng) PLC 處理運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，它首先執(zhí)行系統(tǒng)程序，進(jìn)行自檢等工作。若程序中有中斷或跳 轉(zhuǎn)控制指令，則掃描在所在處中斷或跳轉(zhuǎn)執(zhí)行完其他操作后再返回中斷或跳轉(zhuǎn)處繼續(xù)掃描。所謂輸入刷新就是對 PLC 的輸入進(jìn)入一次讀取，將輸入端 各 變量的狀態(tài)重新讀入 PLC 中存入寄存器，輸出刷新就是將刷新的 運(yùn)算結(jié)果送到PLC 的輸入端。當(dāng) CPU 輸出時(shí)，就將映像區(qū)的內(nèi)容輸出到寄存器，這就是數(shù)據(jù)輸出的狀態(tài)刷新。而在 PLC 中，卻是用微處理器和存儲 器來代替繼電器控制線路，是通過用戶程序來控制這種“繼電器”的斷和通，所以這種繼電器稱為“軟繼電器”。其他時(shí)間范圍內(nèi)輸入信號的變化是不會影響輸入映像存儲器的內(nèi)容的。當(dāng)工作室內(nèi)的氣體達(dá)到預(yù)期的最終壓力時(shí)，工作室立即與壓出管接通，工作室再繼續(xù)縮小時(shí)，受壓縮的氣體被排出至排氣管道內(nèi)。 空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)由空氣濾清器、卸荷閥、單螺桿壓縮機(jī)、單向排氣閥、油氣分離器缸、油氣過濾器、單向閥、供油電磁閥、加載電磁閥、壓力控制閥、節(jié)流閥等組成。過濾后的潤滑油在這里與油氣細(xì)分離器經(jīng)單向閥送來的潤滑油匯合，其后共同經(jīng)過供油電磁閥，分為兩路。與混合的壓縮空氣排入油氣桶，經(jīng)油氣桶和油細(xì)分離器去除油后，純凈的空氣經(jīng)壓力維持閥、后部冷卻器，送入系統(tǒng)使用。 (2)進(jìn)氣閥 進(jìn)氣閥 是整個(gè)空壓機(jī)空氣流程機(jī)控制系統(tǒng)中核心元件之一。 一般單螺桿空氣壓縮機(jī)采用活塞式進(jìn)氣閥，結(jié)構(gòu)如圖 21 所示，主要由上蓋、底座、活塞等部分組成。管口的壓力供給與否由泄放電磁閥控制。 油氣罐側(cè)裝有觀油鏡用于觀察油位，正常的油位是：機(jī)器重車運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，油位位于油鏡兩條紅線之間。底部有泄油口，用于排放冷凝水及換油時(shí)排放潤滑油。 (5)油過濾器 油過濾器是一種紙質(zhì)的過濾器，其功能是初期油中顆粒雜質(zhì)。外邊有固定用的鐵網(wǎng)保持架以及法蘭、外殼等。但某些因素對其使用壽命影響很大。 ②潤滑油品質(zhì)。 ③檢視油壓是否偏高。當(dāng)機(jī)組在這些狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，此閥斷電導(dǎo)通，將系統(tǒng)內(nèi)壓力泄放掉。當(dāng)需要空壓機(jī)重車時(shí)，17 此閥得電關(guān)閉，進(jìn)氣口打開，停止供氣。這些過濾元件一旦阻塞將對機(jī)組運(yùn)行造成不良影響，故機(jī)組為這三種元件分別配置了壓差開關(guān)。 使用風(fēng)冷型機(jī)組需注意： ① 冷空氣的溫度（基本等同于換進(jìn)溫度）很重要，不能過高，建議不超過 40℃。清潔時(shí)，可 拆開冷卻器支架側(cè)面的蓋板，手持風(fēng)槍向上吹掃。 控制功能 根據(jù)所介紹的單螺桿空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)有如下功能要求： (1)連續(xù)操作。 (3)復(fù)位操作。 ②油氣細(xì)分離器的壓力開關(guān)一個(gè)。 ⑥為保持供油閥不間斷供油而設(shè)的壓力開關(guān)一個(gè)。 ⑩星、三角連接互鎖開關(guān)一個(gè)。 ○14保證狀態(tài)指示燈正常工作時(shí)的狀態(tài)顯示檢查按鈕一個(gè)。 ③控制主機(jī)風(fēng)機(jī)得電的接觸器 KM3 一個(gè)。 ⑦控制加載電磁閥及供油電磁閥線圈一個(gè)，因此共需開關(guān) 控制量 25 個(gè)。 FX2N64MS 及其編程元件 FX2N64MS 的技術(shù)指標(biāo) FX2N 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但他們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱他們?yōu)椤败浝^電器”。 一、輸入繼電器（ X） PLC 的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口， PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器 X室用光電隔離的電子繼電器，他的編號與界限端子編號一致（按八進(jìn)制輸入），線圈 的吸合或釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。 二、輸出繼電器（ Y） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。 Y000～ Y007,Y010～ Y017,Y020～ Y027。它的電子常 /開常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。輔助繼電器 中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器，保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累計(jì)值。 五、計(jì)數(shù)器（ C） FX2N 中的 16 位增計(jì)數(shù)器，是 16 位二進(jìn)制加法計(jì)時(shí)器，它是在計(jì)數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，幾個(gè)用于計(jì)數(shù)。 設(shè)定值 K0與 K1 含義相同，即在第一次時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動作。 舉個(gè)例子： 圖26 由計(jì)數(shù)器輸入 X011 每次驅(qū)動 CO 線圈時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加 1。 應(yīng)該注意的是，計(jì)算器 C100～ C199，即發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點(diǎn)的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。 只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入得數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化。 基本上同通用數(shù)據(jù)寄存器。 文件寄存器是在用戶程序存儲器（ RAM、 EFPROM、 EPROM）內(nèi)的一個(gè)存儲區(qū)，以500 點(diǎn)為一個(gè)單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時(shí)到 20xx 點(diǎn)。 技術(shù)指標(biāo)是 PLC 的重要技術(shù)參數(shù)，為了正確使用 PLC 在安裝 ，接線，編程之前應(yīng)首先了解 PLC 的技術(shù)指標(biāo)，以下技術(shù)指標(biāo)包括輸入技術(shù)指標(biāo)、輸出技術(shù)指標(biāo)、電源技術(shù)指標(biāo)，一般技術(shù)指標(biāo) ,見表 21～表 24 表 21 FX2N64MS 的輸入技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 DC輸入 AC 輸入 輸入電壓 DC24V10% AC100120V? 10%， 50/60HZ 輸入電壓 7mA/DC24V ,60HZ 工作電流 ON(mA) ? ? 工作電流 OFF(mA) ? ? 響應(yīng)時(shí)間 約 10ms 約 30ms，不可高速輸入 23 表 22 FX2N64MS 的輸出技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 項(xiàng)目 外部電源 DC5～ 30V 最 小負(fù)載 —— 最大電阻負(fù)載 ， → ON ? 最大感性負(fù)載 12W/DC24V 響應(yīng)時(shí)間 ON→ OFF ? 最大燈負(fù)載 開路漏電流 動作顯示 驅(qū)動時(shí) LED 燈亮 表 23 FX2N64MS 的電源技術(shù)指標(biāo) 項(xiàng)目 AC 電源 DC 電源 電源電壓 100～ 240V+10%～ 15% 24V? 8V 允許瞬時(shí)斷電時(shí)間 在 10ms 繼續(xù)工作 在 5ms 繼續(xù)工作 電源熔斷器 250V5A5Φ 20mm 250V5A5Φ 20mm 消耗功率 60W 50W 傳感器電源 DC24V? 460mA —— 表 24 FX2N64MS 的一般技術(shù)指標(biāo) 溫度環(huán)境 055℃（使用時(shí)）， 20～ 70℃（存放時(shí)） 環(huán)境濕度 35%85%RH（不結(jié)露），（使用時(shí)） 抗震 JISC0911 標(biāo)準(zhǔn) 1055HZ，振幅 抗沖擊 JISC0912 標(biāo)準(zhǔn) 3軸方向各三次 抗噪聲干擾 最大噪聲峰值 1000V，脈寬 1um,頻率 3100HZ 耐壓 各端子與接地端子之間 AC1500V,1min 絕緣電阻 50MΩ以上 接地 第 三中接地 ,也可浮動 使用環(huán)境 無腐蝕性氣體 ,無塵埃 ,無導(dǎo)點(diǎn)顆粒 24 一般來說，在統(tǒng)計(jì)完輸入 /輸出設(shè)備的數(shù)量并確定 PLC 的機(jī)型后，應(yīng)建立輸入 /輸出地 址分配表，這對于繪制 PLC 與輸入 /輸出設(shè)備之間的接線圖及編制用戶程序都有很大幫助。 BCD 顯示器的驅(qū)動電路提供了 LCD 驅(qū)動所需25 的所有信號。 BCD 顯示控制器接口所提供的驅(qū)動信號與 STNLCD 所提供的驅(qū)動信號一樣，有 FLM、CP、 IP、 M、 Di 等信號。于是，我們選用 89C2051 作為控制器的母片。 (2)串行接口形式 RXD—— 數(shù)據(jù)接收端； TXD—— 數(shù)據(jù)發(fā)送端，控制器工作引腳； RES—— 復(fù)位信號，高電平復(fù)位； M—— 交流驅(qū)動信號； DISC—— 顯示開關(guān)控制信號； D0－ D7—— 列數(shù)據(jù)信號； XTAL1， XTAL2—— 振蕩器連接端； VCU， VSS—— 邏輯電源端， VCU 為邏輯 +， VSS 為邏輯地。 U3的 Q 端向系統(tǒng) MPU 發(fā)出 BUSY 信號，表示 MPU 的操作控制器已經(jīng)收到信號正在處理信號中， BCD 顯示27 控制器在 REQ 端為低電平時(shí)，將 RDY 置 0”，讀入 U2 輸出的數(shù)據(jù)，然后將 RDY 置“１”，再次封鎖 U2 的輸出；此時(shí) U3 的 Q 值為“ 1”。控制器的大部分時(shí)間是等待系統(tǒng)發(fā)來的信息，然后根據(jù)這個(gè)信息，對 BCD 顯示器進(jìn)行 操作。由于 BCD 顯示控制器的驅(qū)動列數(shù)據(jù)的位數(shù)隨不同型號的 BCD 顯示模塊所示永恒的驅(qū)動器的要求而進(jìn)行變化的如 8 位數(shù)據(jù)形式， 4 位數(shù)據(jù)形式， 1 位數(shù)據(jù)形式等，因而產(chǎn)生了一系列控制器。 BCD 顯示器是基于我們多年來的技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗(yàn)和設(shè)計(jì) QPYD 系列液晶顯示器的思路提出