【正文】 （二）運(yùn)行程序，閉合 X1，觀察 Y2 和 Y4有無(wú)輸出。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 20 圖 選擇性分支與匯合 并性分支及匯合指令的順序功能圖和語(yǔ)句表如圖 所示。 （二）運(yùn)行程序，先閉合 X1，然后閉 合 X2，觀察 Y2 和 Y3有無(wú)輸出。 二、分支及匯合指令 選擇性分支及匯合指令的順序功能圖和語(yǔ)句表如圖 所示。 （二）運(yùn)行程序，觀察 Y0、 Y1和 Y2的輸出是否和波形一致。其順序功能圖和指令語(yǔ)句表如圖 所示。當(dāng) X0斷開(kāi)時(shí)， X1 閉合 10次， Y0有輸出；當(dāng)X0閉合時(shí)，再把 X1 閉合 10 次， Y0無(wú)輸出。 圖 計(jì)數(shù)器梯形圖語(yǔ)句表 （一）按圖 輸入程序。說(shuō)明 M8028控制 T32T55 的定時(shí)脈沖：當(dāng) M8028 閉合時(shí)， T32T55 定時(shí)脈沖為 ，當(dāng) M8028斷開(kāi)時(shí)， T32T55 定時(shí)脈沖為 。說(shuō)明 T0和 T33 的計(jì)時(shí)脈沖為 100ms，計(jì) 100 次為 10s。 （二）運(yùn)行程序，觀察輸出結(jié)果。 （二）執(zhí)行程序，依次分別使 X0、 X X X X4及 X5 為 ON，輸 出應(yīng)依次為 Y0、 Y1 及 Y2 為 ON。 （三）置 X0＝ 0時(shí)，觀察 Y0Y3 的狀態(tài)。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 Y2 狀態(tài)取決于 X7的狀態(tài)。 Y0 的狀態(tài)取決于 X1 或 X2 的狀態(tài)。 圖 棧指令編程實(shí)例 （一）按圖 。當(dāng) X2 閉合時(shí)， Y1 有輸出，當(dāng) X3閉合時(shí)， Y1 仍然有輸出，只有當(dāng) X3 再斷開(kāi)時(shí)， Y1 無(wú)輸出。 圖 組合電路指令程序（ 1） 圖 組合電路指令程序（ 2） (八 )置位、復(fù)位和脈沖指令的編程 如圖 所示，根據(jù)梯形圖編寫(xiě)指令表，分別接通 PLC 輸入端開(kāi)關(guān)為 ON 或 OFF，觀察 PLC 輸出結(jié)果。 (a) 鍵盤(pán)操作 (b) 顯示 圖 編程操作 (六 )輸入完程序后，可按圖 操作鍵進(jìn)行程序檢查。 (五 )輸入程序如圖 ，進(jìn)行編程訓(xùn)練操作。例如第一次按 RD/WR 鍵讀出為 R，再按一次即為寫(xiě)入 W，再按一次又變成 R。 圖 PLC 清零方法 (四 )程序的輸入，需要先按功能編輯鍵，鍵盤(pán)上分別有 RD/WR、 INS/DEL、 MNT/TEST等字符分別代表讀 /寫(xiě)、插入 /刪除和監(jiān)控 /測(cè)試 功能。 (三 )寫(xiě)入程序前，需對(duì) PLC“ RAM”全部清零，當(dāng)液晶顯示屏上顯示全是“ NOP”時(shí)，即可輸入程序。 第三章 三菱 PLC 的基本指令 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 第一節(jié) 基本輸入指令 （一）關(guān)電源，將手持編程器 FX－ 10P— E 或 FX－ 20P— E 連接電纜，電纜另一頭接至 PLC 主機(jī)的編程器插座中，并將主機(jī)工作方式選擇（ STOP/RUN）撥至“ STOP”位置。目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。 21 世紀(jì)， PLC 會(huì)有更大的發(fā)展。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的 PLC 生產(chǎn) 廠家。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。目前，可編程控制器在機(jī)械制造、石油化工、冶金鋼鐵、汽車(chē) 、輕工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用都得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為 30%40%。這個(gè)階段的另一個(gè)特點(diǎn)是世界上生產(chǎn)可編程控制器的國(guó)家日益增多，產(chǎn)量日益上升。 20世紀(jì) 80年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。 20世紀(jì) 70年代中末期，可編程控制器進(jìn)入實(shí)用化發(fā)展階段，計(jì)算機(jī)技術(shù)已全面引入可編程控制器中，使其功能發(fā)生了飛躍。此時(shí)的 PLC 為微機(jī)技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物。人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征的工業(yè)控制裝置。 限于當(dāng)時(shí)的元器件條件及計(jì)算機(jī)發(fā)展水平，早期的 PLC 主要由分立元件和中小規(guī)模集成電路組成，可以完成簡(jiǎn)單的邏輯控制及定時(shí)、計(jì)數(shù)功能。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。 （六） 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼＿^(guò)程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。大中型 PLC 都有 PID 模塊，目前許 多小型PLC也具有此功能模塊。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。世界上各主要 PLC 廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量 I/O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。 PLC廠家都生產(chǎn)配套的 A/D和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 （二） 模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。 第七節(jié) PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 目前， PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車(chē)、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂(lè)等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類(lèi) ： （一） 開(kāi)關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣 泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。更高速率的 PLC 產(chǎn)品正在研制之中。目前，其傳輸速率依設(shè)備廠家的不同而 之間。 PLC可以輕松地滲透到每個(gè)家庭，為互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展創(chuàng)造極大的空間。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 第六節(jié) PLC 的優(yōu)點(diǎn) （一） 實(shí)現(xiàn)成本低 由于可以直接利用已有的配電網(wǎng)絡(luò)作為傳輸線路，所以不用進(jìn)行額外布線，從而大大減少了網(wǎng)絡(luò)的投資，降低了成本。 (五 )體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗 僅數(shù)瓦。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門(mén)。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員接受。加上 PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。 (二 )配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品 。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除 PLC 以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。從 PLC的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。例如三菱公司生產(chǎn)的 F系列 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 30 萬(wàn)小時(shí)。 第五節(jié) PLC 的特點(diǎn) (一 )可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。 同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。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，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。 在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面 的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 (二 )用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的 順序依次地掃描用戶程序 (梯形圖 )。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)中陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 (一 ) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在通信時(shí)，來(lái)自用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)入調(diào)制解調(diào)器調(diào)制后，通過(guò)用戶的配電線路傳輸?shù)骄侄嗽O(shè)備，局端將信號(hào)解調(diào)出來(lái)，再轉(zhuǎn)到外部的 Inter。目前可達(dá)到的通信速率依具體設(shè)備不同在 之間。 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 6 第四節(jié) PLC 的工作原理 PLC 開(kāi)關(guān)量輸出控制原理圖： 圖 PLC 開(kāi)關(guān)量輸出控制原理圖 PLC 開(kāi)關(guān)量輸出控制示意圖： 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 圖 PLC 開(kāi)關(guān)量控制示意圖 PLC 利用 到 30M 頻帶范圍傳輸信號(hào)。 語(yǔ)句表語(yǔ)言，類(lèi)似于匯編語(yǔ)言。 內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供 CPU 內(nèi)部使用。 梯形圖中接點(diǎn)（觸點(diǎn)）只有常開(kāi)和常閉，接點(diǎn)可以是 PLC 輸入點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是 PLC 內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 PLC 的通信現(xiàn)在主要采用通過(guò)多點(diǎn)接口（ MPI）的數(shù)據(jù)通訊、 PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC與 PLC 之間、 PLC與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。也就是我們系統(tǒng)的上位機(jī)。 第三節(jié) PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 5 編程設(shè)備 ：編程器是 PLC 開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。電源輸入類(lèi)型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VDC）。 電源模塊 PLC電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。 除了上述通 用 IO外，還有特殊 IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 常用的 I/O 分類(lèi)如下： 開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 I/O模塊 PLC 與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出部分（ I/O）完成的。寄存器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。 在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分 析 CPU 的內(nèi)部電路，但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。 CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 CPU的構(gòu)成 CPU 是 PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套 PLC 至少有一個(gè) CPU，它按 PLC的 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時(shí)，診斷電源和 PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。固定式 PLC 包括CPU板、 I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。可程式邏輯控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)在其標(biāo)準(zhǔn)中將 PLC 定義為 : 可程式邏輯控制器是一種數(shù)位運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用可以編制程序的 存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 3 控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 PLC 是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結(jié)合很緊密的語(yǔ)言，在半導(dǎo)體方面有很重要的應(yīng)用，可以說(shuō)有半導(dǎo)體的地方就有 PLC。在 1987 年國(guó)際電工委員會(huì)（ International Electrical Committee）頒布的