【正文】 本課題雖然比較簡單，但是也有一定的價值，它涉及到了 PLC 的各種知識，有理論的，也有操作的，邊學(xué)邊做對于 PLC 的初學(xué)者來說，可能起到引導(dǎo)入門的良好作用。在整個畢業(yè)設(shè)計的過程中，他為了幫助我順利完成課題的研究與開發(fā)工作，做了大量的搜集工作為我提供了具有參考價值的資料，在系統(tǒng)總體設(shè)計與技術(shù)方案上，給予我寶貴的建議，并幫助我建立了正確的設(shè)計思想，保證了課題的研究和開發(fā)工作的順利完成。整個設(shè)計較為完善, 使得數(shù)字電壓表使用性強, 運行可靠。xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 35 頁 共 40 頁結(jié)束語以上是基于PLC的數(shù)字電壓表設(shè)計，本文是理論與實際相結(jié)合，比較全面的對基于PLC的數(shù)字電壓表設(shè)計進行了介紹。轉(zhuǎn)換方法如下：（1） 直接點擊功能鍵“F4”（2） 點擊菜單條中的：“變換（C）”→彈出下拉菜單→在下拉菜單中的點擊“變換（C）”。注意：“END”是不能刪除的。（2） 行刪除：先將光標(biāo)移到刪除行的地方，點擊“編輯（E）”彈出下拉菜單。i. 行插入和行刪除在進行編輯的時候，通常要插入或刪除一行或幾行程序。(3) 刪除：把光標(biāo)點在需要刪除的觸點上，再按鍵盤的“Delete”鍵，即可刪除，再點擊直線的按鈕。也可以把光標(biāo)移到需要修改的觸點上，雙擊，則出現(xiàn)一個對話框，在對話框中輸入新觸點的標(biāo)號，單擊回車鍵即可。輸入的梯形圖如圖 45 所示在輸入梯形圖時，常需要對進行編輯，如插入、刪除等操作。如圖43 所示進入編程界面，本軟件可用于三菱 FX 系列的 PLC。單擊“設(shè)置工程名”，在工程名框中輸入工程名。AX的程序流程圖如圖 41： 線性刻度標(biāo)度變換子程序保護現(xiàn)場xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 31 頁 共 40 頁 第 節(jié) PLC 編程軟件的應(yīng)用 程序輸入和編輯使用方法如下：1．打開程序單擊“開始”→“程序”→“MELSOFT 應(yīng)用程序”→“GXDeveloper”即打開程序，如圖 42 所示R0←Am, R1←A0計算 AmA0R0←Nm, R1←N0計算 NXN0計算 0AmM?R0←Nx, R1←N0計算 NxN0計算 ??00AMmX?R2←A0計算 AX=A0+（A mA0） 0NMX?（DATA）←A X恢復(fù)現(xiàn)場返回xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 32 頁 共 40 頁2．創(chuàng)建新工程單擊“工程（F）”“創(chuàng)建新工程”，即出現(xiàn) 42 所示的對話框，要求選擇“PLC 系列”和“PLC 類型”以及選擇“程序類型”。為此，可分別把三種情況設(shè)計成不同的子程序。于是，式 52 可進一步簡化為AX= Am （式 53）MX式 5553 即為在不同情況下，線性刻度儀表測量參數(shù)的標(biāo)度變換公式。通常，在參數(shù)量程起點（輸入信號為零），A/D 值為零（即 N0=0）。 線性參數(shù)標(biāo)度變換線性標(biāo)度變換是最常用的標(biāo)度變換方式，其前提條件是參數(shù)值與 A/D 轉(zhuǎn)換結(jié)果（采樣值）之間應(yīng)呈線性關(guān)系。xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 30 頁 共 40 頁第四章 軟件設(shè)計第 節(jié) 標(biāo)度變換 標(biāo)度變換（工程量變換）—現(xiàn)場物理量的顯示生產(chǎn)現(xiàn)場的各種物理量參數(shù)都有不同的數(shù)值和量綱，例如，溫度單位用℃，壓力用Pa(帕)，容積流量是 m3/ A/D 轉(zhuǎn)換后，統(tǒng)一變?yōu)?0M 個數(shù)碼， 這些數(shù)碼雖然代表參數(shù)值的大小，但是并表示帶有量綱的參數(shù)值，必須轉(zhuǎn)換成有量綱的物理量數(shù)值才能進行顯示和打印。★ 顯示選擇菜單的畫面。當(dāng)一個菜單項時，對應(yīng)模式就被選定?！?顯示選擇菜單畫面?！?顯示用戶畫面?！?在設(shè)定模式畫面設(shè)置所用模式，連接的 PLC 類型等參數(shù)。當(dāng)接通電源的同時，接 GOT 畫面的左上角（用作觸摸鍵）1 秒鐘或更長，將顯示設(shè)定模式畫面?！?利用選配的連接電纜將 GOT 和 PLC 連接起來。一、啟動步驟這段將說明從接通 GOT 的電源到選擇模式的啟動步驟。與上一頁說明的監(jiān)控功能有所不同，通過鍵盤輸入指定元件號能夠?qū)Ξ嬅鏀?shù)據(jù)進行編輯。系統(tǒng)畫面● 監(jiān)控功能元件監(jiān)控1） 能夠監(jiān)控和更改 PLC 每個元件的 ON/OFF 狀態(tài)，每個定時器，計數(shù)器的當(dāng)前值和設(shè)定值，數(shù)據(jù)寄存器的數(shù)據(jù)。xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 28 頁 共 40 頁2） 畫面組件的指定范圍能夠根據(jù) PLC 位元件的 ON/OFF 狀態(tài)交替顯示數(shù)據(jù)更改功能1） 能夠更改被監(jiān)控的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)開關(guān)功能1） 使用 GOT 的操作鍵能夠?qū)?PLC 的位元件設(shè)置為 ON 或 OFF。2) 象直線，圓和矩形這樣的簡單圖形能夠同數(shù)字，希臘字母，日本字母的平假名字符，片假名字符和漢字符一同顯示。顯示功能1) 最多能顯示 500 個用戶界面。、使用安全功能可以對有效畫面加以限制。用戶定義畫面（用戶畫面）和內(nèi)置畫面（系統(tǒng)畫面）分別具有以下不同的功能。GOT 內(nèi)置若干個顯示畫面，用于實現(xiàn)各種功能。第 節(jié) 人機界面—FXGOT 930 概述 圖形操作終端（以后簡稱為“GOT”）安裝在控制柜或操作柜的表面，并與 FX 或 A 系列可編程控制器（以后簡稱“PLC”）相連。它擁有無以匹及的速度、高級的功能、邏輯選件以及定位控制等特點，F(xiàn)X2n 是從 16 到 256 路輸入/輸出的多種應(yīng)用的選擇方案。如果沒有一個良好的可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視，一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)可以不采取其它措施，而將 PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。3) 計時器 4) 計數(shù)器3. 用戶程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序，不同類型的 PLC 其存儲容量各不相同。 1) 邏輯線圈與開關(guān)輸出一樣，每個邏輯線圈占用系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中的一個位，但不能直接驅(qū)動外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器，另外不同的 PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。(1) I/O 映象區(qū)，由于 PLC 投入運行后只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)，因此它需要一定數(shù)量的存儲單元(RAM)以存放 I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/O 映象區(qū)，一個開關(guān)量 I/O 占用存儲單元中的一個位(bit)，一個模擬量 I/O 占用存儲單元中的一個字(16 個 bit)， 因此整個I/O 映象區(qū)可看作兩個部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)，模擬量 I/O 映象區(qū)。 1. 系統(tǒng)程序存儲區(qū)在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當(dāng)于計算機操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序、等由制造廠商將其固化在 EPROM 中，用戶不能直接存取，它和硬件一起決定了該 PLC 的性能。 3. EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)，這是一種電可擦除的只讀存儲器，使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進行修改。三．PLC 常用的存儲器類型 1. RAM (Random Assess Memory)，這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器) ，其存取速度最快，由鋰電池支持。二. 存儲器PLC 的存儲器用于存儲程序和數(shù)據(jù)，可分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。當(dāng) PLC 投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后，按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)，等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行直到停止運行。用FROM指令將其讀入，即可作相應(yīng)處理。 BFM/29中中各位的狀態(tài)是FX4AD運行正常是否的信息。FX4AD的識別碼為K2022。 BFM30中存的是特殊功能模塊識別碼。需要調(diào)整的輸入通道由BFM22的G、0（增益零點）位的狀態(tài)來指定。增益：數(shù)字輸出為+1000時的輸入值。則增益和零點的是設(shè)定值禁止改動，要改動零點和增益的設(shè)定值時必須令bb0的值分別為0、1。 當(dāng)BFM20被置1時，整個FX4AD的設(shè)定值均恢復(fù)到缺省設(shè)定值，這是快速地擦除零點和增益的非缺省設(shè)定值的辦法。 各通道平均值取樣次數(shù)分別由BFM14來指定。PLC 用 FROM 指令可將不帶*的 BFM 內(nèi)的數(shù)據(jù)讀入。改寫帶*號的 BFM 的設(shè)定值即可改變 FX4AD 模塊的運行參數(shù)，調(diào)整其輸入方式，輸入增益和零點等。缺省值設(shè)為 8正常速度，高速操作可選擇 15 通道 16 通道 27 通道 38 通道 4這些緩沖區(qū)包含采樣數(shù)的平均值，這些采樣數(shù)是分別輸入在14 緩沖區(qū)中的通道數(shù)據(jù)9 通道 110 通道 211 通道 312 通道 4這些緩沖區(qū)包含每個輸入通道的當(dāng)前值1319 不能使用*20 重置為缺省設(shè)定值，缺省值=H0000*21 禁止零點和增益調(diào)整。1％(相對于最大值)轉(zhuǎn)換速度 15MS（14）通道（14通道）隔離方式 光隔離及采用DC/AC轉(zhuǎn)換器使輸入和PLC電源間隔離（個輸入端間不隔離）模擬量用電源 DC24V177。15VDC20mA +20mA（輸入電阻250Ω）絕對最大輸入177。FX4AD的技術(shù)指標(biāo)如表31所示。通過簡易的調(diào)整或根據(jù)PLC指令可改變模擬量輸入的范圍。Cxx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 21 頁 共 40 頁濕度 相對濕度 5％95％（無凝結(jié)霜）振動和沖擊 滿足國際電工委員會標(biāo)準(zhǔn)電源 AC200V，允許變化范圍為15％ +15％，頻 率為 4753HZ 瞬時停電保持 10ms環(huán)境 周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體第 節(jié) 系統(tǒng)設(shè)計結(jié)構(gòu)傳統(tǒng)的指針式面板電壓表性價比不高, 本文介紹的以PLC為核心的數(shù)字式電壓表系統(tǒng)對此有所改進, 它由外部信號為具備05V的電壓源，三菱公司的FX4AD的模擬量模塊，主機單元為FX2nc32mr的PLC，輸出采用人機界面FXGOT 930幾部分組成。C，最高為 60176。盡管如此，每種 PLC 都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要給予充分的考慮。5) 通信軟件包 對于網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)或需用上位計算機管理的控制系統(tǒng)，有無通信軟件包是選用 PLC 的主要依據(jù)。3) 圖形和文本的處理。c) 程序文本處理1) 簡單程序文本處理，包括打印梯形邏輯圖、參量狀態(tài)和位置。3) IBMPC 及其兼容機編程軟件包，由于 IBMPC 已得到普及推廣，它是 PLC 很好的編程工具，因此 PLC 廠商紛紛開發(fā)適用于自己的機型的 IBMPC 及其兼容機編程軟件包，并獲得成功。支撐技術(shù)條件包括下列內(nèi)容：c) 編程手段1) 攜帶式簡易編程器，主要用于小型 PLC，其控制規(guī)模小，程序簡單，簡易編程器已夠用?？捎玫闹噶罴瘜⒅苯佑绊憣崿F(xiàn)控制程序所需的時間和程序時間。例如，一個應(yīng)用系統(tǒng)可能包括需要復(fù)雜數(shù)學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理操作的特殊控制或數(shù)據(jù)采集功能。一般，一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。5．軟件選擇xx 大學(xué)本科畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計（論文）第 20 頁 共 40 頁在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，用戶常面臨 PLC 的編程問題，因為這是非常重要的。b) 估算法 用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按下面給出的公式進行估算?？梢愿鶕?jù)程序及數(shù)據(jù)的的存儲需要選用合適的機型，必要時也可專門進行存儲器的擴充設(shè)計。6） 根據(jù)確定好的輸入電壓要求和所需的總背板電流值，從用戶手冊中選擇合適的電源。 將所有的擴展的 I/O 模塊的總背板電流值與步驟 3）中計算得出的總背板電流值相加。 當(dāng)框架中帶有遠程適配器模塊或擴展本地 I/O 適配器模塊時，加上其最大電流值。電源模塊的額定輸出電流必須大于處理器模塊、I/O 模塊、專用模塊等消耗電流的總和，以下述步驟作為選型的一般規(guī)則：1） 確定電源的輸入電壓2） 將框架中每塊 I/O 模塊所需的總背板電流相加，計算出 I/O 模塊所需的總背板電流值。表 28 選擇 I/O 模塊的一般規(guī)則I/O 模塊類型現(xiàn)場設(shè)備或操作（舉例） 說明離散輸入模塊和 I/O 模塊選擇開關(guān)、按鈕、光電開關(guān)、限位開關(guān)、電路斷路器、接近開關(guān)、液位開關(guān)、電動機起動器觸點、繼電器觸點、撥盤開關(guān)輸入模塊接受 ON/OFF 或OPENED/CLOSED（開或關(guān)）信號離散信號可以是直流的，也可以是交流的離散輸出塊和 I/O 模塊報警器、控制繼電器、風(fēng)扇、指示燈、揚聲器、閥門、電動機起動器、電磁線圈輸出模塊將信號傳遞到 ON/OFF或 OPENED/CLOSED（開或關(guān)）設(shè)備。凸輪模擬器（用于絕對編碼輸入）、帶速度補償?shù)耐馆喣M器、單回路或多回路 PID 調(diào)節(jié)器、ASCII/BASIC 處理器、RS232C/422