【文章內(nèi)容簡介】 程序的長短。實(shí)際上，由于在程序執(zhí)行過程中，運(yùn)算條件不同、執(zhí)行語句不同、子程序的執(zhí)行次數(shù)不同等，就使得每執(zhí)行一次用戶程序掃描周期的時(shí)間不同，量掃描周期時(shí)間顯然是不準(zhǔn)確的。第四節(jié) PLC的幾種編程語言 PLC作為專為工業(yè)控制而開發(fā)的自動裝置，其主要使用者為工廠的廣大電氣技術(shù)人員，考慮到他們的傳統(tǒng)習(xí)慣以利于使用推廣普及，通常PLC不采用微機(jī)的編程語言，而采用梯形圖語言、指令助記符語言、控制系統(tǒng)流程圖語言、布爾代數(shù)語言等、在這些語言中，尤以梯形圖、指令助記符語言最為常用。一： 梯形圖語言 PLC的梯形圖在形式上沿襲了傳統(tǒng)的繼電器—接觸器控制圖，是在原繼電器—接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演化而來的一種圖形語言。它將PLC內(nèi)部的各種編程元件（如繼電器的觸點(diǎn)、線圈、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等）和各種具有特定功能的命令用專用圖形符號、標(biāo)號定義，并按邏輯要求及連線規(guī)律組合和排列，從而構(gòu)成了表示PLC輸入、輸出之間控制關(guān)系的圖形。由于它在繼電接觸器的基礎(chǔ)上加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指令，并將計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)融合進(jìn)去，是邏輯關(guān)系清晰直觀、編程容易、可讀性強(qiáng)，所實(shí)現(xiàn)的功能大大超過傳統(tǒng)的繼電接觸控制回路，所以很受用戶歡迎。他是目前用的最多的PLC編程語言。在梯形圖中，分別用符號 、表示PLC編程軟件（軟繼電器）的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。與傳統(tǒng)的控制圖一樣，每個(gè)繼電器和相應(yīng)的觸點(diǎn)都有自己的特定符號，以示區(qū)別，其中有些對應(yīng)的PLC外部的輸入。輸出，有些對應(yīng)內(nèi)部的繼電器和寄存器。應(yīng)當(dāng)注意的是它們并非是物理實(shí)體，而是“軟繼電器” 。每個(gè)“軟繼電器”僅對應(yīng)PLC存貯單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”時(shí)，對應(yīng)的繼電器線圈接通，其常開觸點(diǎn)緊閉、常閉觸點(diǎn)斷開；狀態(tài)為“0”時(shí)，正好相反。還應(yīng)注意的PLC梯形圖表示的并不是一個(gè)實(shí)際電路，而只是一個(gè)控制程序，其間的連線表示的是他們之間的邏輯關(guān)系即所謂“軟連線”。另外一些在PLC中進(jìn)行特殊運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理的指令，也被看作是一些廣義的、特殊的輸出軟件，常用類似于輸出線圈的方括號加上一些特定符號來表示。這些運(yùn)算符號活哈促里一般是以前面的邏輯運(yùn)算作為其觸發(fā)條件。二、指令助記符語言 助記符語言類似于計(jì)算機(jī)匯編語言，它用一些簡潔易記的文字符號表達(dá)PLC的各種指令。對于同一廠家的PLC產(chǎn)品，其助記符語言和梯形圖語言是相互對應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。助記符語言常用于手持編程器中，因其顯示屏幕小不便于輸入和顯示梯形圖。特別是再生產(chǎn)現(xiàn)場編制、調(diào)試程序時(shí)，經(jīng)常適用于手持編程器。而梯形圖多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中。第五節(jié) 立石公司C系列P型機(jī)的基本特性O(shè)MRON（立石）公司的C系列P型機(jī)屬于小型PLC,其品種亦有100多種。由于本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用的是C60P及C60P擴(kuò)展。所以說明特性的同時(shí)主要以C60P為例。按照功能可分為三類：基本型、擴(kuò)展型和專用型單元?；拘蛦卧菐в蠧PU的單元，又稱為主機(jī)。它既有輸入端又有輸出端，可以單獨(dú)使用。擴(kuò)展型又稱為I/O單元，不帶CPU，不能單獨(dú)使用，只能作I/O點(diǎn)擴(kuò)展或單一輸入或單一輸出擴(kuò)展，以增加系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)。專用單元也不帶CPU，不能單獨(dú)使用，它們是一些專用部件，如模擬定時(shí)單元，連接單元等，不辦不用作I/O擴(kuò)展，而用于其它功能擴(kuò)展，但要占用I/O端口地址。一． C系列P型機(jī)可編程控制器的型號 1． 基本單元型號由三部分組成，與部分是系列號，I/O點(diǎn)數(shù)，另一部分是但愿特性，最后一部分是單元供電種類。例如C60PCDRD表示是C系列P型32直流24V輸入，28點(diǎn)繼電器節(jié)電輸出，直流24V供電的基本單元。2． 擴(kuò)展單元擴(kuò)展單元分為I/O擴(kuò)展單元和單一擴(kuò)展單元。（1）I./O擴(kuò)展單元的型號和基本單元大致相同，只在型號第二個(gè)部分單元種類改用E表示擴(kuò)展，I/O點(diǎn)數(shù)與基本單元一樣。（2）單一擴(kuò)展單元型號與基本單元相似，只是單元種類改為表示輸入擴(kuò)展，或改為輸出擴(kuò)展。例如：C60PEARA表示C系列P型擴(kuò)展單元，交流240~100V供電，有32點(diǎn)交流100V輸入，有28點(diǎn)繼電器接（帶插座）輸出.3． 專用單元用于其它功能擴(kuò)展，要占用I/O地址。二． 系統(tǒng)配置由C 系列P型PLC組成的控制系統(tǒng)，至少要一臺P型的基本單元。如果系統(tǒng)的輸入信號和輸出信號控制點(diǎn)多，基本單元的I/O口點(diǎn)不夠用時(shí)，可以引入I/O擴(kuò)展單元來滿足實(shí)際需要。有4種型號的CPU單元與6種型號的I/O擴(kuò)展單元組合，構(gòu)成I/O點(diǎn)從20點(diǎn)到120點(diǎn)的系統(tǒng)，可有30多種不同的組合。系統(tǒng)配置原則：1． 一個(gè)系統(tǒng)只設(shè)置一個(gè)基本單元。2． 一個(gè)基本單元可連接I/O擴(kuò)展單元增加I/O點(diǎn)，I/O總數(shù)不得超過80。與下檔擴(kuò)展單元組合，系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)小于2倍基本單元I/O數(shù)。與同檔擴(kuò)展單元組合，系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)為基本單元I/O點(diǎn)數(shù)的兩倍。但是廠家推薦，采用主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)大于擴(kuò)展I/O點(diǎn)數(shù)的方式。對CPU單元來講，只能增設(shè)一臺擴(kuò)展I/O單元。3． 模擬定時(shí)器單元或I/O鏈接單元可在上述任何組合中任接一個(gè)。三． 可編程控制器的器件PLC可看成許多繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等器件組成的集合體，這些期間就稱為PLC器件。一般包括：輸入繼電器（IR）、輸出繼電器（OR）、內(nèi)部輔助繼電器（MR）、專用內(nèi)部輔助繼電器（SMR）、暫存繼電器（TR）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（TIM/CNT）、保持繼電器（HR）和數(shù)據(jù)存儲區(qū)（DM）。第六節(jié) 松下電工可編程控制器產(chǎn)品——FP1介紹日本松下電工的FP系列產(chǎn)品雖然進(jìn)入中國市場較晚，但由于設(shè)計(jì)上的獨(dú)到處以及優(yōu)良的控制功能，一經(jīng)推出，就備受歡迎。FP1是一種功能很強(qiáng)的小型機(jī)，在設(shè)計(jì)過程中采用先進(jìn)的方法及組件，使其具有通常只在大型PLC中才具備的功能，且具有其他控制器所不具備的功能。雖然是小型機(jī)，但其性價(jià)比較高，比較符合我國國情，特別是適合在輕工業(yè)中、小型企業(yè)中使用。一、 FP1系列產(chǎn)品的類型及構(gòu)成在日本松下電工公司生產(chǎn)的FP系列產(chǎn)品中，F(xiàn)P1屬于小型PLC產(chǎn)品。該產(chǎn)品系列有緊湊小巧的C14型與C16型，還具有高級處理功能的C2CC5C72型等多種規(guī)格。擴(kuò)展單元有E8－E40四種規(guī)格，形成系列化產(chǎn)品。產(chǎn)品型號標(biāo)志中，以C字母開頭代表主控單元（或稱主機(jī)），以E字母開頭代表擴(kuò)展單元（或稱擴(kuò)展機(jī)），后面跟的字母代表I/O點(diǎn)數(shù)。下面以FP1系列C24型可編程控制器為例子，說明控制器的各部分簡單說明：（1） RS232口：只有C型機(jī)才配有，該口能與PC機(jī)通信編程，也可連接其他外圍設(shè)備（，條形碼判讀器和串行打印機(jī)等）。（2） 運(yùn)行監(jiān)視指示燈（3） 電池座：在控制單元內(nèi)設(shè)有蓄電池，電池壽命一般為3到6年。（4） 電源輸入端子：FP1型主機(jī)有交流和支流兩種類型，交流型接100～240V交流電源，直流型接24V直流電源。（5） 工作方式選擇開關(guān)：共有三個(gè)工作方式檔位，即“RUN”、“REMOTE”、“PROG”。（6） 輸出端子和輸入端子（7） 編程工具連接插座（RS422口）：它可專用外設(shè)電纜連接編程工具。（8） 波特率選擇開關(guān)：有19200bps和9600bps兩檔，當(dāng)可編程控制器與外部設(shè)備通信時(shí)候，應(yīng)根據(jù)不同的外設(shè)選擇波特率。（9） I/O狀態(tài)指示燈：用于指示輸入/輸出的通斷狀態(tài)。（10） I/O擴(kuò)展單元接口插座：用于連接FP1擴(kuò)展單元及A/D、D/A轉(zhuǎn)換單元、鏈接單元。二、 FP1的基本指令系統(tǒng)基本指令分為以下四大類，即：（1） 基本順序指令：主要執(zhí)行以位（bit）為單位的邏輯操作，是繼電器控制電路的基礎(chǔ)。（2） 基本功能指令：有定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和移位寄存器指令。（3） 控制指令：可根據(jù)條件判斷，來決定程序執(zhí)行順序和流程指令。（4） 比較指令：主要驚醒數(shù)據(jù)比較。第七節(jié) 可編程控制器的編程編制 一． 編程控制器程序設(shè)計(jì)語言PLC地控制邏輯是由編程實(shí)現(xiàn)的。PLC 的程序設(shè)計(jì)語言可分為梯形圖、邏輯功能圖、指令語句表及邏輯代數(shù)式等幾種。各種類型PLC基本上同時(shí)具備兩種或兩種以上的編程語言，其中一梯形圖和編碼表用得最多。梯形圖是在繼電控制系統(tǒng)電氣原理圖基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一中梯形圖語言。它沿用了繼電器、接點(diǎn)、串并聯(lián)等術(shù)語和類似的圖形符號，信息流向清楚、簡單、直觀、容易看懂，不需要學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)專業(yè)知識。梯形圖在PLC中非常普遍。通常個(gè)廠家、各類型PLC都適合于邏輯代數(shù)基礎(chǔ)和熟悉數(shù)字電路的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員使用最為方便。各廠家各型號PLC的梯形圖略有差別，但是指令功能、編程原理和方法是一致的。下面僅以日本立石公司的C系列P型機(jī)進(jìn)行介紹。二． 基本指令P型PLC中的基本指令可以用簡易編程器上相應(yīng)的指令鍵輸入PLC。在簡易編程器上的指令鍵有：LD、AND、OR、NOT、OUT、CNT、TIM、TR、HR、SFT。此處只對本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中所用到的指令進(jìn)行說明。第三章 松下電工PLC編程工具及三維監(jiān)控組態(tài)軟件的簡介第一節(jié) 松下電工PLC編程工具簡介FP1系列PLC的編程手段有兩種：一是利用其配套編程軟件在個(gè)人計(jì)算機(jī)上進(jìn)行編程；另一種是使用FP手持編程器進(jìn)行程序編輯。下面主要介紹前一種。一、 松下電工PLC編程軟件日本松下電工公司開發(fā)的PLC編程軟件有三種，一個(gè)是DOS環(huán)境下使用的NPST－GR；另兩種軟件是WINDOWS環(huán)境下使用的FPWINGR和FPSOFT。這3種軟件雖然使用的環(huán)境不同，但他們均可支持所有松下電工PLC產(chǎn)品，其功能和操作步驟大同小異。FPWINGR軟件采用的是典型的WINDOWS界面，具有中英文兩種版本。菜單界面、編程界面、監(jiān)控界面等可同時(shí)以窗口形式相疊或平鋪顯示，甚至可以把兩個(gè)不同的程序在一個(gè)屏幕上同時(shí)顯示，各種功能切換和指令的輸入既可沿用NPSTGR軟件用鍵盤上的快捷操作鍵操作，也可用鼠標(biāo)點(diǎn)擊圖標(biāo)操作。特別是它在軟件的“幫助”菜單中增加了軟件操作方法和指令、特殊內(nèi)部繼電器、特殊數(shù)據(jù)寄存器等一覽表。這樣在沒有手冊的情況下，用戶也能方便的使用。由于FPWINGR是新近開發(fā)的軟件，其各項(xiàng)功能更趨于合理、使用更加方便。二、 FP編程器FP編程器二是一種手持編程工具。適用于FP系列的PLC，它的功能如下：（1）程序編輯。利用FP編程器可輸入修改、插入及刪除已經(jīng)寫入CPU內(nèi)部RAM的命令。用它的操作鍵，可容易地進(jìn)行程序地編輯。（2）FP編程器具有“OP”功能。用此功能，可監(jiān)視或設(shè)置存儲于PLC中的繼電器通/斷狀態(tài)、寄存器內(nèi)容以及系統(tǒng)寄存器參數(shù)等。（3）程序雙向傳送到FPWINGR或PLC中等。 第二節(jié) 監(jiān)控組態(tài)軟件簡介一、監(jiān)控組態(tài)軟件簡介1． 概念組態(tài)軟件指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制地專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級地軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，能以靈活多樣的組態(tài)方式提供良好地用戶開發(fā)界面和簡介地使用方法，其預(yù)設(shè)置地各種軟件模塊可以非常容易地實(shí)現(xiàn)和完成監(jiān)控層地各項(xiàng)功能、并能同時(shí)支持各種硬件廠家地計(jì)算機(jī)和I/O設(shè)備，與高可靠地工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，可向控制層和管理層提供軟硬監(jiān)地全部接口，進(jìn)行系統(tǒng)集成。2． 組態(tài)軟件地發(fā)展和現(xiàn)狀在20實(shí)際80年代末期，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)地普及，PC機(jī)開始走上工業(yè)監(jiān)控地歷史舞臺，與此同時(shí)開始出現(xiàn)基于PC總線的各種數(shù)據(jù)I/O卡板，加上軟件工業(yè)地迅速發(fā)展，開始有人研究和開發(fā)通用地PC監(jiān)控軟件地一組態(tài)軟件。世界上第一個(gè)把組態(tài)軟件作為商品進(jìn)行開發(fā)、銷售地專業(yè)軟件公司是美國地Wonderware公司，它于80年代末期率先在推出第一個(gè)商品化地監(jiān)控組態(tài)軟件Intouch。此后組態(tài)軟件得到了迅猛地發(fā)展。目前世界上地組態(tài)軟件有幾十種之多，國際上較為知名地監(jiān)控組態(tài)軟件有：Fix，Intouch，Wincc，Labview，Citech等。3． 組態(tài)軟件地特點(diǎn)組態(tài)軟件最突出地特點(diǎn)是實(shí)時(shí)多任務(wù)。數(shù)據(jù)地輸出輸入、數(shù)據(jù)地處理、顯示、存儲及管理等多個(gè)任務(wù)需在同一個(gè)系統(tǒng)中同步快速地進(jìn)行。三、 力控監(jiān)控組態(tài)軟件簡介北京三維科技股份有限公司推出地力控監(jiān)控組態(tài)軟件（ForceControl）是一個(gè)面向方案地HMI/SCADA平臺軟件。它基于流行地32位Windows平臺，其豐富地I/O驅(qū)動能夠連接到各種現(xiàn)場設(shè)備，分布式實(shí)時(shí)多數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，可提供訪問工廠和企業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)地一個(gè)公用入口。內(nèi)置TCP/IP協(xié)議地網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序使用戶可以充分利用Internet或Internet地網(wǎng)絡(luò)資源。力控地應(yīng)用范圍廣泛，可用于開發(fā)石油、化工、半導(dǎo)體、汽車、電力、機(jī)械、冶金德國那多個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域地工業(yè)自動化、過程控制、管理監(jiān)測、工業(yè)現(xiàn)場監(jiān)制、遠(yuǎn)程監(jiān)視/遠(yuǎn)程診斷等系統(tǒng)。1． Forcecontrol的集成環(huán)境：Forcecontrol是一個(gè)集成的、開放的HMI/SCADA系統(tǒng)開發(fā)平臺，運(yùn)行在Windows98/NT/2000下。以下是集成環(huán)境提供的核心部分：開發(fā)系統(tǒng)（draw）：開發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)集成環(huán)境，可以創(chuàng)建工程畫面，配置各種系統(tǒng)參數(shù)，啟動力控其他程序組件等。界面運(yùn)行系統(tǒng)（view）：界面運(yùn)行系統(tǒng)用來運(yùn)行有開發(fā)系統(tǒng)創(chuàng)建的畫面。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫（DB）：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫是力控軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它負(fù)責(zé)實(shí)施數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請求處理等。I/O驅(qū)動程序：I/O驅(qū)動程序負(fù)責(zé)力控與I/O設(shè)備的通信。它將I/O設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)讀出后，傳送到力控的數(shù)據(jù)庫，然后在界面運(yùn)行系統(tǒng)的畫面上動態(tài)顯示。網(wǎng)絡(luò)通信程序（Netclient/Netserver）:程序采用TCP/IP通信協(xié)議，可利用Internet/Intranet實(shí)現(xiàn)不同的網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上力控之間的數(shù)據(jù)通信。2． 串行通信程序（SCOMClient/SCOMServer）:程序采用串行通信方式。兩臺計(jì)算機(jī)之間，使用RS232C/422/485接口，可實(shí)現(xiàn)一對一的通信；如果使用RS485總線，還可實(shí)現(xiàn)一對多臺計(jì)算機(jī)的通信。撥號通信程序（TelClient/TelServer）：撥號通信程序使用電話撥號方式進(jìn)行通信。任何地方與工業(yè)現(xiàn)場之間，只要能撥打電話，就可以實(shí)現(xiàn)對遠(yuǎn)程現(xiàn)場生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)控制，惟一需要的是Modem和電話線。Web服務(wù)器程序（Web Server）：W