【正文】 即一個具有 PID 控制能力的 PLC 可用于過程控制。 PLC 的應(yīng)用通常可分為五種類型： （ 1）順序控制 這是 PLC 應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，用以取代傳統(tǒng)的繼電器順序控制。后來由于 PC 這個名稱常常被用來稱呼個人電腦（ Personal Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為 PLC。近年來隨著科技的飛速發(fā)展，單片機(jī)、 PLC 的應(yīng)用不斷地走向深入，同時帶動傳統(tǒng)的控制檢測技術(shù)的不斷更新。 關(guān)鍵詞 :PLC 知識競賽搶答器 PLC 程序設(shè)計 第 一 章 概述 可編程控制器（ PLC）是一種新型的通用自動化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點而應(yīng)用越來越廣泛。 PLC 及其有關(guān)的外圍設(shè)備 ,都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形式一體 ,易于拓展其功能的原則設(shè)計。 （ 2）運(yùn)動控制 PLC 制造商目前已提供了拖動步進(jìn)電動機(jī)或伺服電動機(jī)的單軸或多軸位置控制模版。著名的日本 FANUC 公司推出的 Systen 112 系列，已將 CNC 控制功能作為 PLC 的一部分。傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。 典型的小型機(jī)有 OMRON 公司的 CPM2A 系列、 SIEMEN 公司的 S7200 系列，MITSUBISH 公司的 FX 系列和 AB 公司的 SLC500 系列等整式 PLC 等產(chǎn)品。這種系統(tǒng)還可以和其他型號的 PLC 互聯(lián)，和上位機(jī)相連，組成一個集中分散的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量控制系統(tǒng)。小型機(jī)常用這種結(jié)構(gòu)。搶答器應(yīng)用場合效果如下圖 21 所示： 4 圖 21 競賽搶答器的控制要求 （ 1）知識競賽搶答器能使 4 個隊同時參加搶答。 （ 4）燈光與音響信號的意義如下： [1] 音響叫（響 1S） +某臺燈亮，由某參賽隊正常搶答。另外，單片機(jī)的所有器件均不是工業(yè)級的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而國內(nèi)的電源一般都很差，加上壓片機(jī)的變頻調(diào)速對電源的干擾很大，因此，更可能引起單片機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。 可編 程控制器（ PLC）： 所謂 PLC 系統(tǒng)就是采用目前市場上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計程序以達(dá)到所設(shè)計的功能。 特點：價格與前二種控制器相比略貴，可靠性好，操作簡單。 對于控制較復(fù)雜，要求實現(xiàn) PID 運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔 PLC。 ２ )機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。 （ 3） LDP（取上升沿指令） 與左母線連接的常開觸點的上升沿檢測指令，僅在指定位元件的上升沿（由 OFF→ON ）時接通一個掃描周期。 （ 2） ANI（與反指令） 一個常閉觸點串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與非”運(yùn)算。 （ 2） ORI（或非指令） 用于單個常閉觸點的并聯(lián)，實現(xiàn)邏輯 “或非 ”運(yùn)算。 （ 2） ANB（塊與指令） 用于兩個或兩個以上觸點并聯(lián)連接的電路之間的串聯(lián)。 12 圖 5 置位與復(fù)位指令的使用 SET 、 RST 指令的使用說明： 1） SET 指令的目標(biāo)元件為 Y、 M、 S， RST 指令的目標(biāo)元件為 Y、 M、 S、 T、 C、 D、V 、 Z。 2） 16 位運(yùn)算時占 5 個程序步， 32 位運(yùn)算時則占 9 個程序步。它是將源操作數(shù)元件的數(shù)據(jù)逐位取反并傳送到指定目標(biāo)。 （ 5）多點傳送指令 FMOV (D)FMOV(P)指令的編號為 FNC16。如圖 1 所示為輸入繼電器 X1 的等效電路。如圖 1 所示為輸出繼電器Ｙ０的等效電路。 17 輔助繼電器采用 M 與十進(jìn)制數(shù)共同組成編號（只有輸入輸出繼電器才用八進(jìn)制數(shù)）。它之所以能在電源斷電時保持其原有的狀態(tài)，是因為電源中斷時用 PLC 中的鋰電池保持它們映像寄存器中的內(nèi)容。 3．特殊輔助繼電器 PLC內(nèi)有大量的特殊輔助繼電器，它們都有各自的特殊功能。 M8034：若使其線圈得電，則將 PLC 的輸出全部禁止。從啟動開始由上至下隨著狀態(tài)動作的轉(zhuǎn)移，下一狀態(tài)動作則上面狀態(tài)自動返回原狀。 FX2N 系列中定時器時可分為通用定時器、積算定時器二種。這類定時器是對 10ms時鐘累 積計數(shù)，設(shè)定值為 1～ 32767，所以其定時范圍為 ～ 。 （ 2） 100ms 積算定時器（ T250～ T255）共 6點，是對 100ms 時鐘脈沖進(jìn)行累積計數(shù)的定時的時間范圍為 ～ 。本節(jié)以 FX2N 為例，介紹其基本邏輯指令和步進(jìn)指令及其應(yīng)用。 25 圖 1 右、左循環(huán)移位指令的使用 帶進(jìn)位的循環(huán)右移位指令 (D) RCR(P) 帶進(jìn)位的循環(huán)左移位指令和 (D) RCL(P) 2．帶進(jìn)位的循環(huán)移位指令 帶進(jìn)位的循環(huán)右、左移位指令 (D) RCR(P)和 (D) RCL(P)編號分別為FNC32 和 FNC33。位右移指令使用如圖 3 所示。 先入先出寫入指令 SFWR 的使用如圖 4 所示 , 當(dāng) X0 由 OFF 變?yōu)?ON 時，SFWR 執(zhí)行， D0中的數(shù)據(jù)寫入 D2，而 D1變成指針，其值為 1（ D1 必須先清 0）；當(dāng) X0 再次由 OFF變?yōu)?ON時， D0 中的數(shù)據(jù)寫入 D3， D1變?yōu)?2，依次類推， D0中的數(shù)據(jù)依次寫入數(shù)據(jù)寄存器。圖 2是共陰和共陽極數(shù)碼管的內(nèi)部電路，它們的發(fā)光原理是一樣的，只是它們的電源極性不同而已。故實際應(yīng)用時必須增加 *驅(qū)動器進(jìn)行驅(qū)動，增加了硬體電路的復(fù)雜性。反之，應(yīng)檢查接線或者是 I/O點壞。 把 PLC 控制單元的工作方式設(shè)置為“ RUN”開始運(yùn)行。 （ 4） 帶設(shè)備調(diào)試 。 但是，隨著科學(xué)技術(shù)飛速的發(fā)展，搶答器由硬件化逐步向軟件化發(fā)展。通過投影儀大屏幕或電視墻在現(xiàn)場播放，給觀眾強(qiáng)烈的視聽感受，凝聚競賽現(xiàn)場氣氛 。還有感謝那些其它的同學(xué)，他們給我們提供了一些設(shè)備（比如電腦等），在此我深表謝意！最后再次感謝以上領(lǐng)導(dǎo)，老師，同學(xué)對我的幫助，使我能順利的完成這次實訓(xùn)，同時學(xué)到了許許多多的東西！ 參考文獻(xiàn) [1] 康華光 ,鄒壽彬編 .電 子技術(shù)基礎(chǔ)數(shù)字部分（第四版） [M].北京 :高等教育出版社 ,2020 [2] 康華光，鄒壽彬編 .電子技術(shù)基礎(chǔ)模擬部分（第四版） [M].北京 : 高等教育出版社 ,2020 [3] 謝自美編 .電子線路設(shè)計毫不夸張，除了電視臺專業(yè)制作外，搶答器競賽軟件是所有同類軟件中功能最全的！最適宜普通知識競賽操作的！將會全面發(fā)展到社會各個企事業(yè)單位。 以往企業(yè)自己搞知識競賽，都是主持 人讀題，觀眾選手得安靜仔細(xì)聽題目，有條件的花上萬元買個電子搶答器，算是給知識競賽賽場添彩了。若去掉程序中的互鎖功能，可以將本搶答器改成呼叫器，用在醫(yī)院病房等多種地方。調(diào)試中多數(shù)是控制程序問題。 系統(tǒng)調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試應(yīng)首先按控制要求將電源、外部電路與輸入輸出端子連接好，然后裝載程序于 PLC 中，運(yùn)行 PLC 進(jìn)行調(diào)試。 外部硬件接線圖 四路搶答器的原理圖 第四章 軟件設(shè)計 30 4. 輸入和輸出點分配表 表 2 搶答器傳送系統(tǒng)輸入和輸出點分配表 輸入：主持人 SB0 X0 第一個選手 SB1 X1 第二個選手 SB2 X2 第三個選手 SB3 X3 第四個選手 SB4 X4 報警指示燈 SB5 X5 PLC 接線圖。下面將介紹常用 LED 數(shù)碼管內(nèi)部引腳圖片 圖 1 這是一個 7段兩位帶小數(shù)點 10 引腳的 LED數(shù)碼管 圖 2 引腳定義 每一筆劃都是對應(yīng)一個字母表示 DP 是小數(shù)點 . LED 數(shù)碼管要正常顯示，就要用驅(qū)動電路來驅(qū)動數(shù)碼管的各個段碼，從而顯示出我們要的數(shù)位，因此根據(jù) LED 數(shù)碼管的驅(qū)動方式的不同，可以分為靜態(tài)式和動態(tài) 29 式兩類。 2）指令只有 16 位運(yùn)算，占 7個程序步。字右移和字 左移指令以字為單位，其工作的過程與位移位相似，是將 n1 個字右移或左移 n2 個字。 3）用連續(xù)指令執(zhí)行時，循環(huán)移位操作每個周期執(zhí)行一次。 微分指令的使用如圖 1 所示，利用微分指令檢測到信號的邊沿，通過置位和復(fù)位命令控制Ｙ０的狀態(tài)。當(dāng) X0再次接通， T253 從保留的當(dāng)前值開始繼續(xù)累積，經(jīng)過 t1時間，當(dāng)前值達(dá)到 K345 時，定時器的觸點動作。若外部電源斷電，定時器也將復(fù)位。通用定時器有 100ms 和 10ms 通用定時器兩種。 中的定時器（ T） 相當(dāng)于繼電器控制系統(tǒng)中的通電型時間繼電器。 如圖 36 所示，我們用機(jī)械手動作簡單介紹狀態(tài)器 S的作用。 M801 M801 M8013 和 M8014 分別是產(chǎn)生 10ms、 100ms 、 1s 和 1min 時鐘脈沖的特殊輔助繼電器。 X X0為限位輸入信號。通用輔助繼電器常在邏 輯運(yùn)算中作為輔助運(yùn)算、狀態(tài)暫存、移位等。 在實際使用中，輸入、輸出繼電器的數(shù)量，要看具體系統(tǒng)的配置情況。注意，基本單元輸入繼電器的編號是固定的，擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊是按與基本單元最靠近開始，順序進(jìn)行編號。 三菱 FX 系列 PLC 常數(shù)（ K、 H） K 是表示十進(jìn)制整數(shù)的符號，主要用來指定定時器或計數(shù)器的 設(shè)定值及應(yīng)用功能指令操作 數(shù)中的 數(shù)值 ； H 是表示十六進(jìn)制數(shù)，主要用來表示應(yīng)用功能指令的 操作 數(shù)值 。 （ 4）塊傳送指令 BMOV BMOV(P)指令的 ALCE 編號為 FNC15，是將源操作數(shù)指定元件開始的 n 個數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)塊傳送到指定的目標(biāo)。然后 D2中的BCD 碼會自動轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，而 D2 中的第 1 位和第 4 位 BCD 碼不變。如圖 1所示，當(dāng) X0 為 ON時，則將 [S.]中的數(shù)據(jù) K100 傳送到目標(biāo)操作元件 [D.]即 D10 中。 三菱 FX 系列 PLC 置位與復(fù)位指令（ SET/RST） 置位與復(fù)位指令（ SET/RST） （ 1） SET（置位指令） 它的作用是使被操作的目標(biāo)元件置位并保持。 10 圖 3 觸點并聯(lián)指令的使用 觸點并聯(lián)指令的使用說明： 1） OR、 ORI、 ORP、 ORF 指令都是指單個觸點的并聯(lián)，并聯(lián)觸點的左端接到 LD、LDI、 LDP 或 LPF 處，右端與前一條指令對應(yīng)觸點的右端相連。 9 圖 2 觸點串聯(lián)指令的使用說明： 1） AND、 ANI、 ANDP、 ANDF都指是單個觸點串聯(lián)連接的指令，