【文章內(nèi)容簡介】 各種功能的實現(xiàn) ,不僅基于其硬件的作用 ,而且要靠其軟件的支持。實際上， PLC 就是一種工業(yè)控制計算機，其系統(tǒng)組成、工作原理、操作使用原理都與計算機相同。 PLC 的操作是按其程序要求進行的，而程序是用程序語言表達的。表達方式有多種多樣，不同的 PLC 生產(chǎn)廠家， 不同的機種，采用的表達方式也不相同。但基本上可歸納為字符表達式 (即用文字符號來表達程序 ,如語句表程序表達方式 )和圖形符號表達方式 (即用圖形符號來表達程序 ,如梯形圖程序表達方式 )這兩大類。也有將這兩種方式結(jié)合起來表示 PLC 的程序。 8 （ 1）梯形圖 PLC 的梯形圖編程語言與傳統(tǒng)的“繼電、接觸 ” 控制原理圖十分相似，它形象、直觀、實用 ,為廣大電氣技術(shù)人員所熟知。這種變成語言繼承了傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運算方式和輸入輸出形式，使得程序直觀易讀。當今世界各國的 PLC 制造家所生產(chǎn)的 PLC大都采用梯形圖 語言編程。 （ 2）指令表 用指令表所描述的編程方式是一種與計算機匯編語言相類似的助記符編程方式。由于不同型號的 PLC 的表識符和參數(shù)表示方法不一，所以無千篇一律的格式。 （ 3）邏輯符號圖 采用邏輯符號圖表示控制邏輯時 ,首先要定義某些邏輯符號的功能和變量函數(shù)，它類似于 “ 與 ” 、 “ 或 ” 、 “ 非 ” 邏輯電路結(jié)構(gòu)的編程方式。一般來說，用這三種邏輯能夠表達所有的控制邏輯。這是國際電工委員會 (IEC)頒布的 PLC 編程語言之一。 （ 4）高級語言編程 隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，近年來推出的 PLC，尤其是大型的 PLC，已開始用高級語 言進行編程。許多 PLC 采用類似 PASCAL 語言的專用語言，系統(tǒng)軟件具有這種專用語言編程的自動編譯程序。采用高級語言編程后，用戶可以像使用普通微型計算機一樣操作 PLC。除了完成邏輯控制功能外，還可以進行 PID 調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集和處理以及與計算機通信等。 PLC 的工作方式 通常把 PLC 看作是由等效的繼電器、計時器、計數(shù)器等元件組成的裝置。 PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，其工作過程可分為 :內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個階段，整個過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。在內(nèi)部處理階段 ,PLC 檢 查 CPU 模塊內(nèi)部硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視計時器，以及完成其他一些內(nèi)部處理。在通信處理階段， PLC與帶微處理器的智能裝置通信，響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容。在 PLC處于停止運行狀態(tài)時，只完成內(nèi)部處理和通信服務(wù)工作。在 PLC 處于運行狀態(tài)時，除完成上述操作外，還要完成輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理工作。 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計步驟 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計一般按下述幾個步驟進行： （ 1）熟悉被控對象 首先要全面詳細地了解被控對象的機械結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝 9 過程，了解機械設(shè)備的運動要求、運動方式和步驟 ,歸納出工 作循環(huán)圖或狀態(tài) (功能 )圖。 （ 2）明確控制任務(wù)與設(shè)計要求 要了解工藝過程和機械運動與電氣執(zhí)行元件之間的關(guān)系和對控制系統(tǒng)的要求，歸納出電氣執(zhí)行元件的動作節(jié)拍表。 PLC 控制系統(tǒng)的根本任務(wù)就是正確實現(xiàn)這個節(jié)拍表。 （ 3）指定電器控制方案 根據(jù)生產(chǎn)工藝和機械運動的控制要求，確定控制系統(tǒng)的工作方式，還要確定系統(tǒng)應(yīng)有的其它功能。 （ 4）確定控制系統(tǒng)的輸入輸出信號 通過研究工藝過程或機械運動的各個步驟、各種狀態(tài)、各種功能的發(fā)生、維持、結(jié)束、轉(zhuǎn)換和其它的相互關(guān)系，來確定各種控制信號和檢測反饋信號、相互的轉(zhuǎn)換和聯(lián)系信號。并且 確定哪些信號需要輸入 PLC，哪些信號要由 PLC 輸出或者哪些外部負載要由 PLC 驅(qū)動，分類統(tǒng)計出各輸入輸出量的性質(zhì)及參數(shù)。 （ 5） PLC 的選型與硬件配置 根據(jù)以上步驟得到的結(jié)果，選擇合適的 PLC 型號并確定各種硬件配置。 （ 6） PLC 元件的編號分配 對各種輸入輸出信號占用 PLC 輸入、輸出端點及其它 PLC 元件進行編號分配，并設(shè)計出 PLC 的外部線路圖。 （ 7）程序設(shè)計 程序設(shè)計是 PLC系統(tǒng)應(yīng)用中最關(guān)鍵的問題，也是整個控制系統(tǒng)設(shè)計的核心，其主要工作就是要設(shè)計出梯形圖和語句表程序。 （ 8）模擬運行與調(diào)試程序 將設(shè)計好的程 序通過編程器或微機傳送至 PLC內(nèi)部之后，首先要逐條進行檢查和驗證，改正程序設(shè)計中的邏輯、語法、數(shù)據(jù)錯誤或輸入過程中的按鍵及傳輸錯誤，然后，可以在實驗室里進行模擬運行與調(diào)試程序，觀察在可能的情況下個輸入量、輸出量之間的變化關(guān)系是否符合設(shè)計要求，發(fā)現(xiàn)問題及時修改設(shè)計，并改正傳送到 PLC 中去的程序，直到完成滿足工作循環(huán)圖或狀態(tài)流程圖的要求。在進行程序設(shè)計和模擬運行調(diào)試的同時，可以進行平行地進行控制系統(tǒng)的其它部分的設(shè)計、裝配、安裝和接線工作。 （ 9）現(xiàn)場運行調(diào)試 完成以上各種工作之后，即可將已初步調(diào)試好的程序傳送 到現(xiàn)場使用的 PLC 存儲器中， PLC接入實際輸入信號與實際負載，進行現(xiàn)場運行調(diào)試，即解決調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題，直到完全滿足設(shè)計要求，即可交付使用。 PLC 按結(jié)構(gòu)可分為整體型和模塊型兩類。整體型 PLC的 I/0 點數(shù)較少且相對固 10 定，因此用戶選擇的余地較小，通常于小型控制系統(tǒng)。這一類 PLC 的代表有：西門子公司的 S7200 系列、三菱公司的 FX 系列、歐姆龍公司的 CPM1A 系列等。 模塊型 PLC 提供多種 I/O 模塊，可以在 PLC 基板上插接，方便用戶根據(jù)需要合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點數(shù)。因此，模塊型 PLC的配置比 較靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如西門子公司的 S7300 系列和 S7400 系列、三菱公司的 Q系列、歐姆龍公司的 CVM1 系列等。 第 4 章 太陽能硅片清洗機 PLC 的選型 選擇日本三菱 FX2N 系列小型模塊按 I/O點數(shù)分類，一般小于 512 點為小型PLC， 512～ 2048 點為中型 ,2048 點以上為大型 PLC。此清洗機輸入輸出點小于 256點應(yīng)選小型 PLC，即選 FX2N128MR 加擴展單元 FX2N48ER。 表 11 FX2N 系列 PLC 技術(shù)指標 電 源 AC110~120V/220~240V 單相 50~60Hz 電源波動范圍 AC99~132V/198~264V，電源可瞬間失效 10ms 環(huán)境溫度 0~55℃ 環(huán)境濕度 45~96%（無凝露） 防震性能 10~55Hz， （最大： 2G） 抗沖擊性能 10G，在 x， y， z三個方向定時 抗噪聲能力 X504V 峰 峰值， 1μ s， 30~100Hz（噪聲模擬器） 擊穿電壓（絕緣耐壓） AC1500V， 1min（接地端與其它端子間） 絕緣電阻 5MΩ， 500VDC（接地端與其它端子間） 接地電阻 小于 100Ω（如接地有困難可不接地） 環(huán) 境 無腐蝕性氣體，無導(dǎo)電粉末，微粒 可編程控制器的輸入與輸出分配 PLC I/O 接口分配表： X0 臂停止 Y0 X1 自動 /手動 Y1 X2 自動起動 Y2 X3 自動停止 Y3 X4 蜂鳴停止 Y4 運行指示 X5 緊急停止 Y5 原點指示 11 X6 電機過載 Y6 故障指示 X7 變頻報警 Y7 蜂鳴器 X10 1槽水位儀 Y10 1槽水泵 X11 2槽水位儀 Y11 2槽水泵 X12 3槽水位儀 Y12 3槽水泵 X13 4槽水位儀 Y13 4槽水泵 X14 5槽水位儀