【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有狀態(tài)和數(shù)據(jù) ，并將它們存入I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)，輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化， I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的數(shù)據(jù)和狀態(tài)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 （ 2） 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC總是由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按照先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路 進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 9 形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 （ 3） 輸出刷新階段 當(dāng)用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間， CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，在經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是 PLC 真正的輸出 [19]。 —— 是 PLC 的核心部分。與通用微機(jī) CPU一樣， CPU在 PC 系統(tǒng)中的作用類似于人體的神經(jīng)中樞。其功能： Page 10 10 （ 1）用掃描方式（后面介紹）接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器； （ 2）接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； （ 3）診斷電源和 PC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編程過程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤； （ 4）在 PC 進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后： a） 執(zhí)行用戶程序 —— 產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)（從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，經(jīng)命令解釋后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去啟閉有關(guān)的控制電路） b）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 —— 分時(shí)、分渠道地執(zhí)行數(shù)據(jù)存取、傳送、組合、比較、變換等動(dòng)作，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯或算術(shù)運(yùn)算任務(wù) c） 更新輸出狀態(tài) —— 輸出實(shí)施控制（根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印、數(shù)據(jù)通訊等） 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器 —— 存放系統(tǒng)工作程序（監(jiān)控程序）、模塊化應(yīng)用功能子程序、命令 解釋、功能子程序的調(diào)用管理程序和系統(tǒng)參數(shù) 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 11 *不能由用戶直接存取 用戶存儲(chǔ)器用戶程序存儲(chǔ)器 —— 存放用戶程序。即用戶通過編程器輸入的用戶程序。 功能存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)） —— 存放用戶數(shù)據(jù) PC 的用戶存儲(chǔ)器通常以字（ 16 位 /字）為單位來表示存儲(chǔ)容量。 注意：系統(tǒng)程序直 接關(guān)系到 PC 的性能，不能由用戶直接存取，所以，通常PC 產(chǎn)品資料中所指的存儲(chǔ)器形式或存儲(chǔ)方式及容量，是指用戶程序存儲(chǔ)器而言。 輸入輸出接口是 PLC與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件和執(zhí)行元件連接的接口電路。 PLC 的輸入接口有直流輸入、交流輸入、交直流輸入等類型；輸出接口有晶體管輸出、晶閘管輸出和繼電器輸出等類型。晶體管和晶閘管輸出為無觸點(diǎn)輸出型電路，晶體管輸出型用于高頻小功率負(fù)載、晶閘管輸出型用于高頻大功率負(fù)載；繼電器輸出為有觸點(diǎn)輸出型電路，用于低頻負(fù)載。 現(xiàn)場(chǎng)控制或檢測(cè)元件輸入給 PLC 各種控制信號(hào)，如限位開 關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)以及其他一些傳感器輸出的開關(guān)量或模擬量等，通過輸入接口電路將這些信號(hào)轉(zhuǎn)換成 CPU 能夠接收和處理的信號(hào)。輸出接口電路將 CPU 送出的弱電控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要的強(qiáng)電信號(hào)輸出，以驅(qū)動(dòng)電磁閥、接觸器等被控設(shè)備的執(zhí)行元件。 1)輸入接口 輸入接口用于接收和采集兩種類型的輸入信號(hào)，一類是由按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、繼電器觸頭等開關(guān)量輸入信號(hào)；另一類是由電位器、測(cè)速發(fā)電機(jī)和各種變換器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。 以圖 2 所示的直流輸入接口電路為例， R1 是限流與分壓電阻， R2 與 C 構(gòu)成濾波電路，濾波后 的輸入信號(hào)經(jīng)光耦合器 T 與內(nèi)部電路耦合。當(dāng)輸入端的按鈕 SB 接通時(shí)，光耦合器 T 導(dǎo)通，直流輸入信號(hào)被轉(zhuǎn)換成 PLC 能處理的 5V標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)電平 (簡(jiǎn)稱 TTL)，同時(shí) LED 輸入指示燈亮，表示信號(hào)接通。微電腦輸入接口電路一般由寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路組成，這些電路集成在一個(gè)芯片上。交流輸入與交直流輸入接口電路與直流輸入接口電路類似。 圖 2 直流輸入接口電路 濾波電路用以消除輸入觸頭的抖動(dòng)，光電耦合電路可防止現(xiàn)場(chǎng)的強(qiáng)電干擾進(jìn)入 PLC。由于輸入電信號(hào)與 PLC 內(nèi)部電路之間采用光信號(hào)耦合，所以兩者在電氣上完全隔離，使輸入接口具有抗干擾能力?，F(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)通過光電耦合后轉(zhuǎn)換為 5V的 TTL 送入輸入數(shù)據(jù)寄存器，再經(jīng)數(shù)據(jù)總線傳送給 CPU。 2)輸出接口 輸出接口電路向被控對(duì)象的各種執(zhí)行元件輸出控制信號(hào)。常用執(zhí)行元件有 Page 12 12 接觸器、電磁閥、調(diào)節(jié)閥 (模擬量 )、調(diào)速裝置 (模擬量 )、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報(bào)警裝置等。輸出接口電路一般由微電腦輸出接口電路和功率放大電路組成，與輸入接口電路類似 ，內(nèi)部電路與輸出接口電路之間采用光電耦合器進(jìn)行抗干擾電隔離。 微電腦輸出接口電路一般由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求邏輯電路集成在芯片上， CPU 通過數(shù)據(jù)總線將輸出信號(hào)送到輸出數(shù)據(jù)寄存器中，功率放大電路是為了適應(yīng)工業(yè)控制要求，將微電腦的輸出信號(hào)放大。 3)其它接口 若主機(jī)單元的 I/O 數(shù)量不夠用，可通過 I/O 擴(kuò)展接口電纜與 I/O 擴(kuò)展單元 (不帶 CPU)相接進(jìn)行擴(kuò)充。 PLC 還常配置連接各種外圍設(shè)備的接口，可通過電纜實(shí)現(xiàn)串行通信、 EPROM 寫入等功能。 編程器作用是將用戶編寫的程序下載至 PLC 的用戶 程序存儲(chǔ)器，并利用編程器檢查、修改和調(diào)試用戶程序，監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行過程，顯示 PLC 狀態(tài)、內(nèi)部器件及系統(tǒng)的參數(shù)等。 編程器有簡(jiǎn)易編程器和圖形編程器兩種。簡(jiǎn)易編程器體積小，攜帶方便，但只能用語(yǔ)句形式進(jìn)行聯(lián)機(jī)編程，適合小型 PLC 的編程及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。圖形編程器既可用語(yǔ)句形式編程，又可用梯形圖編程，同時(shí)還能進(jìn)行脫機(jī)編程。 目前 PLC 制造廠家大都開發(fā)了計(jì)算機(jī)輔助 PLC 編程支持軟件，當(dāng)個(gè)人計(jì)算機(jī)安裝了 PLC 編程支持軟件后，可用作圖形編程器，進(jìn)行用戶程序的編輯、修改，并通過個(gè)人計(jì)算機(jī)和 PLC 之間的通信接口實(shí)現(xiàn)用戶程序的雙向 傳送、監(jiān)控PLC 運(yùn)行狀態(tài)等。 PLC 的電源將外部供給的交流電轉(zhuǎn)換成供 CPU、存儲(chǔ)器等所需的直流電，是整個(gè) PLC 的能源供給中心。 PLC 大都采用高質(zhì)量的工作穩(wěn)定性好、抗干擾能力強(qiáng)的開關(guān)穩(wěn)壓電源，許多 PLC 電源還可向外部提供直流 24V穩(wěn)壓電源，用于向輸入接口上的接入電氣元件供電，從而簡(jiǎn)化外圍配置。 三菱 FX 系列 PLC 簡(jiǎn)介 及型號(hào)說明 三菱公司的 FX 系列 PLC 是比較具有代表性的微型 PLC，除具有基本指令表編程以外，還可以采用梯形圖編程及對(duì)應(yīng)機(jī)械動(dòng)作流程進(jìn)行順序設(shè)計(jì)的 SFC（ Sequential Function Chart）順序功能圖編程，而且這些程序可以相互轉(zhuǎn)換。在FX 系列 PLC 中還設(shè)置了高速計(jì)數(shù)器、各種應(yīng)用指令及模塊，大大的擴(kuò)大 展 了本系列 PLC 的功能和應(yīng)用領(lǐng)域。 FX 系列 PLC 型號(hào)的含義如下： 青島科技大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 13 其中系列名稱：如 0、 0s、 1s、 0N、 1N、 2N 等 單元類型： M— 基本單元 E— 輸入輸出混合擴(kuò)展單元 Ex— 擴(kuò)展輸入模塊 EY— 擴(kuò)展輸出模塊 輸出方式： R— 繼電器輸出 S— 晶閘管輸出 T— 晶體管輸出 特殊品種： D— DC 電源， DC 輸出 Al— AC 電源， AC（ AC100～ 120V）輸入或 AC 輸出模塊 H— 大電流輸出擴(kuò)展模塊 V— 立式端子排的擴(kuò)展模塊 C— 接插口輸入輸出方式 F— 輸入濾波時(shí)間為 1ms的擴(kuò)展模塊 例如 FX2N— 32MT— D表示 FX2N 系列， 32 個(gè) I/O 點(diǎn)基本單位，晶體管輸出，使用直流電源， 24V 直流輸出型。 本章小結(jié) 本章系統(tǒng)全面的介紹了有關(guān) PLC 的基本知識(shí)，其型號(hào)、優(yōu) 勢(shì)、功能及組成和各部分的作用 ，使讀者能夠?qū)删幊炭刂破饔?總體全面的了解。 3 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 立體倉(cāng)庫(kù)的基本組成 Page 14 14 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是機(jī)械和電氣、強(qiáng)電控制和弱電控制相結(jié)合的產(chǎn)品。它主要由貨物儲(chǔ)存系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)、控制和管理等三大系統(tǒng)所組成。貨物存儲(chǔ)系統(tǒng)由立體貨架的貨格 (托盤或貨箱 )組成，貨架按照排、列、層組合而成立體倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存系統(tǒng)；貨物存取和傳送系統(tǒng)承擔(dān)貨物存取、出入倉(cāng)庫(kù)的功能，它由有軌或無軌堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)、裝卸機(jī)械等組成；自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)視情況不同采取不同的控制方式：有的倉(cāng)庫(kù)只 采取對(duì)存取堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送機(jī)