【正文】 高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中， PLC 控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流 PLC 程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺(tái)，同時(shí)，還為 PLC 程序可靠運(yùn)行及信息與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計(jì)。 圖 結(jié)構(gòu)框圖 所需編程器件介紹 FX 系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件， 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 28 按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。一般情況下， X代表輸入繼電器， Y 代表輸出繼電器， M代表輔助繼電器， T代表定時(shí)器， C 代表計(jì)數(shù)器。 a輸入繼電器 (X) PLC 的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口， PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器 X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于 PLC 外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于 10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為 X000 ～ X007，它們一般位于機(jī)器的上端。 b輸出繼電器（ Y） PLC 的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到 PLC 的輸 出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開 /常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000 ～ Y007。它們一般位于機(jī)器的下端。 c輔助繼電器（ M） PLC 內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由 PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開 /常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。 M8002 為特殊繼電器 ,功能為初始化脈沖 . d定時(shí)器（ T） 在 PLC 內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí) 鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有 1ms、 10ms、 100ms。定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù) K 作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（ D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。 定時(shí)器通道范圍如下： 100 ms 定時(shí)器 T0～ T199， 共 200 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ ； 10 ms 定時(shí)器 T200～ TT245，共 46 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒 ； 1 ms 積算定時(shí)器 T245～ T249，共 4點(diǎn)，設(shè)定值： ～ 秒； 100 ms 積算定時(shí)器 T250～ T255，共 6 點(diǎn)，設(shè)定值： ～ ； 定時(shí)器指令符號(hào)及應(yīng)用如下圖 所示： 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 29 圖 定時(shí)器程序 當(dāng)定時(shí)器線圈 T200 的驅(qū)動(dòng)輸入 X000 接通時(shí)， T200 的當(dāng)前值計(jì)數(shù)器對(duì) 10 ms的時(shí)鐘脈沖進(jìn)行累積計(jì)數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值 K123 相等時(shí)，定時(shí)器的輸出接點(diǎn)動(dòng)作，即輸出觸點(diǎn)是在驅(qū)動(dòng)線圈后的 （ 10 * 123ms = ）時(shí)才動(dòng)作，當(dāng) T200 觸點(diǎn)吸合后， Y000 就有輸出。當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入 X000 斷開或發(fā)生停電時(shí)，定時(shí)器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。 每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入，它與常規(guī)定時(shí)器一樣，線圈通電時(shí)，開始計(jì)時(shí)；斷電時(shí)，自動(dòng)復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時(shí)器有兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值。 e計(jì)數(shù)器（ C） FX2N 中的 16 位增計(jì)數(shù)器，是 16 位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減 1，當(dāng) 現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài) 。 其設(shè)定值在 K1～ K32767 范圍內(nèi)有效。 設(shè)定值 K0 與 K1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。 通用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)： C0 ～ C99，共 100 點(diǎn)。 舉個(gè)例子如圖 圖 由計(jì)數(shù)輸入 X011 每次驅(qū)動(dòng) C0 線圈時(shí)，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值加 1。當(dāng)?shù)?10 次執(zhí)行線西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 30 圈指令時(shí)，計(jì)數(shù)器 C0 的輸出觸點(diǎn)即動(dòng)作。之后即 使計(jì)數(shù)器輸入 X011 再動(dòng)作，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。 ? 當(dāng)復(fù)位輸入 X010 接通（ ON）時(shí)，執(zhí)行 RST 指令，計(jì)數(shù)器的當(dāng)前值為 0，輸出接點(diǎn)也復(fù)位。 ? 應(yīng)注意的是， 計(jì)數(shù)器 C100～ C199，即使發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點(diǎn)的動(dòng)作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。 程序的編寫 利用梯形圖編程，首先必須確定所使用的編程元件編號(hào)， PLC 是按編號(hào)來區(qū)別操作元件的 。我們選用的 FX2N 型號(hào)的 PLC，其內(nèi)部元件的地址編號(hào)如下表所示，使用時(shí)一定要明確，每個(gè)元件在同一時(shí)刻決不能擔(dān)任幾個(gè)角色。一般講，配置好的 PLC，其輸入點(diǎn)數(shù)與控制對(duì)象的輸入信號(hào)數(shù)總是相應(yīng)的，輸出點(diǎn)數(shù)與輸出的控制回路數(shù)也是相應(yīng)的（如果有模擬量，則模擬量的路數(shù)與實(shí)際的也要相當(dāng)）。 程序需事先的功能： 主要是控制“西安”，“工業(yè)”，“大學(xué)”，“ 50”，“周年” 5 個(gè)字燈的閃亮過程，具體實(shí)現(xiàn)的控制功能為： 5 個(gè)燈依次點(diǎn)亮后閃三閃，再沿相反的方向依次熄滅；字燈下兩個(gè)燈輪流閃亮；利用組態(tài)設(shè)置周圍的燈配合閃爍。 5個(gè)字燈對(duì)應(yīng)于 PLC 的 5 個(gè)輸出結(jié)點(diǎn) Y0～ Y4,下面的兩個(gè)字燈對(duì)應(yīng)于 Y5， Y6。每個(gè)輸出結(jié)點(diǎn)的輸出值“ 0”或“ 1”對(duì)應(yīng)于燈的滅與亮。I/O 地址分配清單 : 輸入 地址： 啟動(dòng)按鈕 X0 停止按鈕 X1 輸出地址： 燈 0（西安） Y0 燈 1（工業(yè)） Y1 燈 2（大學(xué)） Y2 燈 3（ 50） Y3 燈 4（周年） Y4 燈 5 Y5 燈 6 Y6 時(shí)序圖 在編寫 PLC 程序的過程中，分配好 I/O 地址后 ，將時(shí)序圖畫出可以使控制要求變得一目了然，程序的編寫也就容易了很多，時(shí)序圖如下圖 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 31 啟動(dòng) 燈 0 燈 1 燈 2 燈 3 燈 4 燈 5 燈 6 ← — — → ← 1s→ 圖 程序編寫 梯形圖的編程規(guī)則 a 每個(gè)繼電器的線圈和它的觸點(diǎn)均用同一編號(hào)，每個(gè)元件的觸點(diǎn)使用時(shí)沒有數(shù)量限制。 b 梯形圖每一行都是從左邊開始，線圈接在最右邊（線圈右邊不允許再有接觸點(diǎn)） c 線圈不能直接接在左邊母線上。 d 在一個(gè)程序中，同一編號(hào)的線圈如果使用兩次，稱為雙線圈輸出，它很容易引起誤操作，應(yīng)盡量避免 . e 在梯形圖中沒有真實(shí)的電流流動(dòng)，為了便于分析 PLC 的周期掃描原 理和邏輯上的因果關(guān)系，假定在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，這個(gè)“電流”只能在梯形圖中單方向流動(dòng) —— 即從左向右流動(dòng)，層次的改變只能從上向下。 本設(shè)計(jì)的程序可以用步進(jìn)指令來完成 . 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖和步進(jìn)順控圖表達(dá)的都是同一個(gè)程序，它的優(yōu)點(diǎn)是可以讓編程者每次只考慮一個(gè)狀態(tài)，而不用考慮其它的狀態(tài)，使編程更容易。另外，狀態(tài)的順序可自由選擇，不一定非按 S 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 32 編號(hào)的順序選用。但是在一系列指令的最后，必須寫入 RET 指令 [8]。梯形圖程序如下： 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 33 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 34 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 35 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 36 FX— PLC 編程軟件 (FXGPWIN)使用方法 本軟件為三菱公司 的 PLC 編程軟件，適用于 FX 編程軟件及我廠提供的編程，內(nèi)含 FX 編程軟件及我廠提供的 PLC 演示裝置的全部 8 個(gè)程序。 a運(yùn)行 FXGPWIN 進(jìn)入主菜單，主菜單位于屏幕上方。 新建一個(gè)新文件，進(jìn)入新建文件后，系統(tǒng)要求你選擇 PLC 主機(jī)類型本實(shí)驗(yàn)臺(tái)FX2N， OK。 b 系統(tǒng)進(jìn)入指令編程狀態(tài)，可在軟件標(biāo)志的行上按 PLC 的指令助記符及常數(shù)規(guī)則逐條編寫出，軟件為方便指令輸入，在屏幕下方還列有 LD、 AND、 OR、 ANB、西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 37 OUT 等助記符圖標(biāo)，用戶可用鼠標(biāo)直接按點(diǎn)擊，而不必用鍵盤逐個(gè)輸入。 c 要用梯形圖編程，可以點(diǎn)擊視圖里的梯形圖編 輯，系統(tǒng)即進(jìn)入梯形圖編和方式，此時(shí)在屏幕的右邊和下方均提供軟元件的圖標(biāo)用鼠標(biāo)選擇適當(dāng)?shù)能浽D標(biāo)，系統(tǒng)自動(dòng)將圖標(biāo)置于屏幕的標(biāo)志處順序完成程序的編寫。 d 把該程序傳遞到 PLC 主機(jī)，則應(yīng)首先用電纜進(jìn)行硬件連接并把運(yùn)行開關(guān)打向Stop然后在主菜單的 PLC欄內(nèi)選擇傳送 ,再選擇讀入 ,此時(shí)系統(tǒng)要求你輸入起始步及終止步，一般起始步從 0開始，終止步為 e 查看梯形圖的編程窗口 ,選擇主菜單上的轉(zhuǎn)換項(xiàng)進(jìn)行程序的編輯轉(zhuǎn)換，之后可以在菜單選擇監(jiān)控 /測(cè)試下的開始監(jiān)控可以進(jìn)行在線監(jiān)控 ,然后把主機(jī)上的運(yùn)行開關(guān)打向運(yùn)行，即可運(yùn)行該 程序。 5 通信連接調(diào)試 38 5 連接調(diào)試 上位機(jī)和下位機(jī)的設(shè)計(jì)工作已分別完成。那么就需要進(jìn)行上位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果與下位機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)果的配合工作，經(jīng)調(diào)試后完成整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 要實(shí)現(xiàn) PLC 與上位機(jī)的通信，就必須設(shè)置 MCGS 組態(tài)軟件的設(shè)備窗口。 設(shè)備窗口是 MCGS 系統(tǒng)的重要組成部分，在設(shè)備窗口中建立系統(tǒng)與外部硬件設(shè)備的連接關(guān)系，使系統(tǒng)能夠從外部設(shè)備讀取數(shù)據(jù)并控制外部設(shè)備的工作狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)過程的實(shí)時(shí)監(jiān)控 MCGS 的這種結(jié)構(gòu)形式使其成為一個(gè)“與設(shè)備無關(guān)”的 系統(tǒng)，對(duì)于不同的硬件設(shè)備，只需定制相應(yīng)的設(shè)備構(gòu)件，放置到設(shè)備窗口中，并設(shè)置相關(guān)的屬性，系統(tǒng)就可對(duì)這一設(shè)備進(jìn)行操作，而不需要對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)作任何改動(dòng)。 設(shè)備構(gòu)件的選擇 設(shè)備構(gòu)件是 MCGS 系統(tǒng)對(duì)外部設(shè)備實(shí)施設(shè)備驅(qū)動(dòng)的中間媒介，通過建立的數(shù)據(jù)通道，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫與測(cè)控對(duì)象之間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，達(dá)到對(duì)外部設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制的目的。 MCGS 系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)立有“設(shè)備工具箱”，工具箱內(nèi)提供了與常用硬件設(shè)備相匹配的設(shè)備構(gòu)件。在設(shè)備窗口內(nèi)配置設(shè)備構(gòu)件的操作方法是： ? 選擇工作臺(tái)窗口中的“設(shè)備窗口 ”標(biāo)簽，進(jìn)入設(shè)備窗口頁。 ? 鼠標(biāo)雙擊設(shè)備窗口圖標(biāo)或單擊“設(shè)備組態(tài)”按鈕，打開設(shè)備組態(tài)窗口。 ? 單擊工具條中的“工具箱”按鈕，打開設(shè)備工具箱，如下圖所示。 ? 三菱 PLC 設(shè)備沒有顯示在設(shè)備工具箱內(nèi)，用鼠標(biāo)單擊“設(shè)備管理”按鈕，在彈出的設(shè)備管理對(duì)話框中選定所需的三菱 PLC 設(shè)備。 ? 鼠標(biāo)雙擊設(shè)備工具箱內(nèi)的三菱 PLC 設(shè)備構(gòu)件，將選中的設(shè)備構(gòu)件添加到設(shè)備窗口內(nèi)。 選定設(shè)備欄中的 FX232 設(shè)備必須掛接在串口父設(shè)備下，串口父設(shè)備在通用設(shè)備構(gòu)件中。 串口父設(shè)備用來設(shè)置通信參數(shù)和通信端口。通信參數(shù)必須設(shè)置成與 PLC 的設(shè)置一樣。否則就無法通信。所以先雙擊設(shè)備工具箱的通用串口父設(shè)備，再雙擊 FX232 設(shè)備構(gòu)件。 。設(shè)備驅(qū)動(dòng)方法見圖 西安工業(yè)大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 39 圖 PLC 設(shè)備使用說明 本設(shè)備構(gòu)件用于 MCGS 讀寫三菱 Fx系列中支持 232 通信協(xié)議的 PLC設(shè)備。MCGS 通過上位機(jī)中的串行口設(shè)備和 PLC 上的通訊單元（編程口）建立串行通訊連接，從而達(dá)到操作 PLC 設(shè)備的目的。如何建立計(jì)算機(jī)與 PLC 的通信連接？FX 系列 PLC 支持無協(xié)議的 RS232 和 RS485 通信協(xié)議兩種通信方式，通過改變D8120 的值來改變通信方式。 D8120 字寄存器的 16 位的意義列表 如下 ： 表 通信設(shè)置