【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 的選型方法 PLC的控制方案在設(shè)計(jì)初始時(shí)要先得到確認(rèn)，以根據(jù)此來(lái)用相應(yīng)PLC設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)主要依據(jù)PLC的選型不同而設(shè)計(jì)不同工藝流程方案，以此使設(shè)計(jì)簡(jiǎn)便。再通過(guò)標(biāo)量集成電路設(shè)計(jì)思路設(shè)計(jì)出一個(gè)方便簡(jiǎn)易的控制系統(tǒng)。利用匯編、C++等編程語(yǔ)言通過(guò)硬件軟件配置，做出相應(yīng)圖表，減少一些不必要錯(cuò)誤從而減少制作時(shí)間。而且在設(shè)計(jì)過(guò)程中，還要嚴(yán)格根據(jù)要求，明確步驟估算輸入輸出點(diǎn)，最后選出高性能低價(jià)位的PLC做相應(yīng)的控制系統(tǒng)。（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算 I/O點(diǎn)數(shù)進(jìn)行系統(tǒng)估算時(shí)應(yīng)當(dāng)充分考慮輸入和輸出點(diǎn)數(shù)以及外部條件對(duì)點(diǎn)數(shù)的影響，為了避免余量不足，盡量擴(kuò)展內(nèi)存容量來(lái)擴(kuò)充余量。在實(shí)際購(gòu)買(mǎi)時(shí)，還要根據(jù)廠(chǎng)家的PLC自身特點(diǎn)進(jìn)行輸入輸出點(diǎn)數(shù)調(diào)節(jié)，以此來(lái)達(dá)到自己所預(yù)期的結(jié)果。本次設(shè)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)如下：輸入點(diǎn)：系統(tǒng)設(shè)立至少2個(gè)取號(hào)鍵盤(pán)，6個(gè)叫號(hào)鍵盤(pán)，以此達(dá)到輸入點(diǎn)數(shù)不小于8個(gè)。輸出點(diǎn)：數(shù)碼顯示管設(shè)立2個(gè)，16個(gè)輸出點(diǎn)；4個(gè)輸入點(diǎn)；4個(gè)窗口燈，4個(gè)輸出點(diǎn)；總共24個(gè)輸出點(diǎn)[7]。 存儲(chǔ)器容量的大小是決定著PLC控制器功能強(qiáng)大與否的重要憑證，存儲(chǔ)器容量越大則系統(tǒng)存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)的能力以及通過(guò)傳輸?shù)膶?duì)數(shù)據(jù)的分析和處理能力就越強(qiáng)，本設(shè)計(jì)只要保證程序運(yùn)行容量低于存儲(chǔ)器自身容量即可，然而，編程程序的存儲(chǔ)空間大小在設(shè)計(jì)階段我們無(wú)法提前知道，需要在設(shè)計(jì)一個(gè)完整的程序并通過(guò)運(yùn)行診斷我們才能確定其所占容量。因此，通常我們會(huì)通過(guò)一定方法合理估算程序容量。估算后，本次研究課題的可編程控制器內(nèi)存容量應(yīng)盡量大一點(diǎn)，最好選擇能儲(chǔ)存2500條程序順序梯形圖，這樣方便更好的設(shè)計(jì)及系統(tǒng)可以很好的得到響應(yīng)，避免內(nèi)存不足而無(wú)法繼續(xù)對(duì)程序設(shè)計(jì)。 機(jī)型的選擇 PLC的類(lèi)型PLC按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、模塊式和分散式三種類(lèi)型；按用途分為順序控制PLC，閉環(huán)控制PLC，多級(jí)分布PLC。整體式的PLC是將CPU、內(nèi)存、I/O接口、電源等集中在一個(gè)箱體中的結(jié)構(gòu)[8]。特點(diǎn)是體積小、安裝簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、成本較低，但由于輸入輸出點(diǎn)數(shù)固定，使用具有局限性，不夠靈活。本次設(shè)計(jì)的PLC智能排號(hào)系統(tǒng)為小型控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用在銀行，民政醫(yī)院的公共服務(wù)場(chǎng)所，我們選用整體式PLC比較合理。 電源的選擇一般情況下，國(guó)內(nèi)基本上都選選擇220V交流電源，這樣可以保持與國(guó)內(nèi)電網(wǎng)功電壓一致。如果有特殊要求的根據(jù)此系統(tǒng)承受能力選用用特殊電源或穩(wěn)壓器穩(wěn)壓電源。通常情況下，若PLC自身攜帶電源，應(yīng)檢查自身電源是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)應(yīng)用的要求，若不滿(mǎn)足，應(yīng)另行提供外電源供電，或把自身電源通過(guò)一定方法隔離開(kāi)來(lái)。鑒于本次課題的PLC排號(hào)系統(tǒng)應(yīng)用于銀行、醫(yī)療小型行業(yè)，應(yīng)選用自帶24V電源，同時(shí)接220V交流電源。 PLC機(jī)型的最終確定選擇并確定PLC時(shí)，根據(jù)其價(jià)格、性能、對(duì)比考慮，選用性?xún)r(jià)比比較高的。還要求其具有安全，可靠，可持續(xù)、可操作以及方便快捷等多方面優(yōu)點(diǎn)。然而輸入輸出點(diǎn)的大小直接影響著PLC的性能及價(jià)格，選用時(shí)應(yīng)多方面著入，而且還要根據(jù)CUP、存儲(chǔ)器等也應(yīng)考慮進(jìn)去。綜合以上對(duì)系統(tǒng)的分析要求并結(jié)合其價(jià)格優(yōu)廉、性能穩(wěn)定、壽命較長(zhǎng)、操作方便等多因素的考慮，我們選用日本三菱公司的FX2N48MR的PLC，本PLC有24個(gè)輸入和24個(gè)輸出點(diǎn)是性?xún)r(jià)比比較高的應(yīng)用系統(tǒng)[11]。 硬件配置簡(jiǎn)介 自可編程控制器的產(chǎn)生及發(fā)展到現(xiàn)在，隨著性能的提升和使用的方便它以普遍被人類(lèi)所接受和應(yīng)用，它取代了傳統(tǒng)的繼電器，已經(jīng)發(fā)展成自身獨(dú)立成一體系應(yīng)用。它具有可靠性高，功能完善，實(shí)用范圍廣，易于學(xué)習(xí)與應(yīng)用，維護(hù)方便，容易改造，體積小，能耗低，重量輕等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用與各個(gè)行業(yè)。在此簡(jiǎn)單的介紹本次設(shè)計(jì)所用的FX2N48MR機(jī)型的一些技術(shù)指標(biāo)。 技術(shù)性能分為：一般性能，見(jiàn)表31；功能性能，見(jiàn)表32；輸入性能，見(jiàn)表33；輸出性能，見(jiàn)表34；其它性能，見(jiàn)表35。表 11 一般性能電源AC110~120V/220~240V單相50/60Hz電源波動(dòng)AC93~130V/185~265V，10ms以下立刻斷電，控制不受影響環(huán)境溫度0~55度環(huán)境濕度45%~95%，無(wú)凝露抗振動(dòng)10~55Hz，最大2g抗沖擊10g，3軸X、Y、Z方向各3次抗噪聲1000V,1us,30~100Hz(噪聲仿真器)絕緣耐壓AC 1500V，60秒(接地與端子之間擊穿電壓)絕緣電阻5MΩ,500V DC(各接地與端子之間最大電阻)接地小于100Ω（如果不可能，也可以不接地）環(huán)境無(wú)腐蝕氣體，無(wú)導(dǎo)電塵埃表 22 輸入性能輸入類(lèi)型無(wú)電壓觸點(diǎn)或集電極開(kāi)路晶體管絕緣光電隔離 輸入電壓內(nèi)部源電壓DC24V177。4V,外部源電壓DC24V177。8V輸入阻抗工作電流OFFONDC4mA(最小)ONOFF（最大）響應(yīng)時(shí)間OFFON近似10ms(有8點(diǎn)可改變從0~60ms)ONOFF近似10ms（有8點(diǎn)可改變從0~60ms）表 33 功能特性執(zhí)行方法定期運(yùn)行存儲(chǔ)器的程序，集中運(yùn)放輸入/輸出執(zhí)行速度程序語(yǔ)言 使用步進(jìn)梯形圖運(yùn)用邏輯語(yǔ)言生成SFC類(lèi)型程序程序容量8KB內(nèi)置存儲(chǔ) 附帶寄存器盒可擴(kuò)展到16KB指 令邏輯指令27條（包括MC/MCR,CJP/EJP,S/R）步進(jìn)梯形指令2條（STL,REJ）功能指令128個(gè)內(nèi)置指令，最大可用256條應(yīng)用指令程序記憶內(nèi)部配置CMOSRAM,EPROM/EEPROM卡輔助繼電器無(wú)鎖存128點(diǎn)鎖存64點(diǎn)狀態(tài)（鎖存）64點(diǎn)特殊16點(diǎn)數(shù)據(jù)寄存器64點(diǎn)定時(shí)器16點(diǎn)（延時(shí)接通）~999s8點(diǎn)（延時(shí)接通）~電子計(jì)數(shù)器（鎖存）20點(diǎn)，減法計(jì)數(shù)（0~999）高速計(jì)數(shù)器（鎖存）1點(diǎn)，加/減法計(jì)數(shù)（0~99999），最大2KHz電池保護(hù)聚合物鋰離子電池，壽命6年左右診斷原程序偵測(cè)，定時(shí)檢測(cè)，電源電壓表 44 輸出性能輸出類(lèi)型繼電器輸出絕緣繼電器絕緣輸出負(fù)荷電阻負(fù)荷2A/點(diǎn)感性負(fù)荷35V/A/300000次接通斷開(kāi)燈泡負(fù)荷100W漏電流0mA響應(yīng)時(shí)間OFFON近似10msONOFF近似10ms表 55其它功能型號(hào)輸入點(diǎn)輸出點(diǎn)端子塊功耗輸入傳感器電源F2N48MR24點(diǎn)24點(diǎn)可拆卸端子40V/A 智能排號(hào)系統(tǒng)資源分配 智能排號(hào)系統(tǒng)的硬件接線(xiàn)圖 智能排號(hào)系統(tǒng)硬件連接如圖31所示圖 31 硬件接線(xiàn)圖 PLC智能排號(hào)系統(tǒng)的輸入/輸出模塊分配表 輸入/輸出分配表如表36所示：表 66輸入/輸出分配表輸 入輸 出功 能元 件PLC地址功 能元 件PLC地址等待人數(shù)查詢(xún)按鍵SB0X000控制數(shù)碼顯示個(gè)位CD4511Y000Y003取號(hào)按鍵SB1X001控制數(shù)碼顯示十位CD4511YO04Y0071號(hào)柜臺(tái)呼叫按鍵SB2X002控制數(shù)碼顯示個(gè)位CD4511YO10Y0132號(hào)柜臺(tái)呼叫按鍵SB3X003控制1號(hào)窗口LED閃爍L1Y0143號(hào)柜臺(tái)呼叫按鍵SB4X004控制2號(hào)窗口LED閃爍L2Y0154號(hào)柜臺(tái)呼叫按鍵SB5X005控制3號(hào)窗口LED閃爍L3Y0161號(hào)柜臺(tái)暫停按鍵SB6X006控制4號(hào)窗口LED熄滅L4Y0172號(hào)柜臺(tái)暫停按鍵SB7X007控制數(shù)碼顯示個(gè)位CD4511Y020Y0233號(hào)柜臺(tái)暫停按鍵SB8X010控制數(shù)碼顯示十位CD4511Y024Y0274號(hào)柜臺(tái)暫停按鍵SB9X011 面板設(shè)計(jì)智能排號(hào)控制系統(tǒng)如下圖所示：圖 32 控制面板在圖32中,圖中顯示的此控制面板具設(shè)立有2個(gè)虛擬按鍵，即“查詢(xún)顯示”和“取號(hào)鍵”按鍵，它們通過(guò)液晶顯示屏顯示出來(lái)。其中“查詢(xún)顯示”虛擬鍵為可以查看的正在排隊(duì)