【正文】 監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。 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)。在這兩個階段中，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)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。 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 )。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM編程器 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 10 存儲區(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)果會對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)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。在此期間， CPU 按照 I/O映象區(qū)內(nèi)對應(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)動相應(yīng)的外設(shè)。 第三節(jié) FXon— 40MT 的性能指標 一 、 編程語言 PLC 常用的編程語言由梯形圖語言、助記符語言、流程圖語言及某些高級語言等，目前常用最多的是前兩種。 FX0N 的存儲量為 6K。 而 FX0N 的基本指令執(zhí)行時間 ～ s。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 11 第三章 FXon— 40MT 可編程控制器指令及編程 第一節(jié) PLC 常用編程語言 根據(jù) PLC 應(yīng)用范圍，程序設(shè)計語言可以 組合使用，常用的程序設(shè)計語言是：梯形圖程序設(shè)計語言；布爾助記符程序設(shè)計語言（語句表）；功能表圖程序設(shè)計語言；功能模塊圖程序設(shè)計語言；結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言；梯形圖與結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言；布爾助記符與功能表圖程序設(shè)計語言；布爾助記符與結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言。采用梯形圖程序設(shè)計語言，程序采用梯形圖的形式描述。每 個梯級是一個因果關(guān)系。梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè)計語言。 在工業(yè)過程控制領(lǐng)域，電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應(yīng)用。 二 、布爾助記符（ Boolean Mnemonic） 程序設(shè)計語言布爾助記符程序設(shè)計語言是用布爾助記符來描述程序的一種程序設(shè)計語言。 布爾助記符程序設(shè)計語言具有下列特點： （ 1）采用助記符來表示操作功 能，具有容易記憶，便于撐握的特點； （ 2）在編程器的鍵盤上采用助記符表示，具有便于操作的特點，可在無計算機的場合進行編程設(shè)計； （ 3）與梯形圖有一一對應(yīng)關(guān)系。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 12 三 、功能表圖（ Sepuential Function Chart） 程序設(shè)計語言功能表圖程序設(shè)計語言是用功能表圖來描述程序的一種程序設(shè)計語言。采用功能表圖的描述，控制系統(tǒng)被分為若干個子系統(tǒng)，從功能入手，使系統(tǒng)的操作具有明確的含義，便于設(shè)計人員和操作人員設(shè)計思想的溝通，便于程 序的分工設(shè)計和檢查調(diào)試。功能表圖來源于佩特利（ Petri）網(wǎng)，由于它具有圖形表達方式，能較簡單和清楚地描述并發(fā)系統(tǒng)和復(fù)雜系統(tǒng)的所有現(xiàn)象，并能對系統(tǒng) 中存有的象死鎖、不安全等反?，F(xiàn)象進行分析和建模，在模型的基礎(chǔ)上能直接編程，所以，得到了文泛的應(yīng)用。關(guān)于佩特利（ Petri）網(wǎng)的一些基本概念，我在以后有機會時再介紹給各位，以有助于對功能表圖的進一步理解。它是一種類似于高級語言的程序設(shè)計語言。它也被用于集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)。大多數(shù)制造廠商采用的語句描述程序設(shè)計語言與 BASIC 語言、PASCAL 語言或 C 語言等高級語言相類似，但為了應(yīng)用方便，在語句的表達方法及語句的種類等方面都進行了簡化。 （ 3）直觀性和易操作性等性能較差； （ 4）常被用于采用功能模塊等其他語言較難實現(xiàn)的一些控制功能的實施。 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 13 第二節(jié) FXon— 40MT 的基本指令 FX0N 的共有 27 條基本邏輯指令，其中包含了有些子系列 PLC 的 20 條基本邏輯指令。 （ 2） LDI（取反指令） 一個常閉觸點與左母線連接指令，每一個以常閉觸點開始的邏輯行都用此指令。 （ 4） LDF（取下降沿指令） 與左母線連接的常閉觸點的下降沿檢測指令。 二 、 觸點串聯(lián)指令 （ AND/ANI/ANDP/ANDF） （ 1） AND（與指令） 一個常開觸點串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與”運算。 （ 3） ANDP 上升沿檢測串聯(lián)連接指令。 三 、 觸點并聯(lián)指令 （ OR/ORI/ORP/ORF） （ 1） OR（或指令） 用于單個常開觸點的并聯(lián)，實現(xiàn)邏輯“或”運算。 （ 3） ORP 上升沿檢測并聯(lián)連接指令。 四 、 塊操作指令 （ ORB / ANB） （ 1） ORB（塊或指令） 用于兩個或兩個以上的觸點串聯(lián)連接的電路之間的并 （ 2） ANB（塊與指令） 用于兩個或兩個以上觸點并聯(lián)連接的電路之間的串 五 、 置位與復(fù)位指令 （ SET/RST） （ 1） SET（置位指令） 它的作用是使被操作的目標元件置位并保持。 六 、 微分指令 （ PLS/PLF） （ 1） PLS（上升沿微分指令） 在輸入信號上升沿產(chǎn)生一個掃描周期的脈沖輸出。 七 、 主控指令 （ MC/MCR） 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 14 （ 1） MC（主控指令） 用于公共串聯(lián)觸點的連接。 （ 2） MCR（主控復(fù)位指令） 它是 MC 指令的復(fù)位指令，即利用 MCR 指令恢復(fù)原左母線的位置。在 FX 系列 PLC 中有 11 個存儲單元，它們專門用來存儲程序運算的中間結(jié)果，被稱為棧存儲器。 （ 2） MRD（讀棧指令） 將棧存儲器的第一段數(shù)據(jù)（最后進棧的數(shù)據(jù)）讀出且該數(shù)據(jù)繼續(xù)保存在棧存儲器的第一段，棧內(nèi)的數(shù)據(jù)不發(fā)生移動。 九 、 邏輯反、空操作與結(jié)束指令 （ INV/NOP/END） （ 1） INV（反指令） 執(zhí)行該指令后將原來的運算結(jié)果取反。使用時應(yīng)注意 INV 不能象 指令表的 LD、 LDI、 LDP、LDF 那樣與母線連接，也不能象指令表中的 OR、 ORI、 ORP、 ORF 指令那樣單獨使用。執(zhí)行 NOP 時并不做任何事，有時可用 NOP 指令短接某些觸點或用 NOP 指令將不要的指令覆蓋。 （ 3） END（結(jié)束指令） 表示程序結(jié)束。在程序調(diào)試時，可在程序中插入若干 END 指令，將程序劃分若干段，在確定前面程序段無誤后，依次刪除 END 指令，直至調(diào)試結(jié)束。 PLC通過輸入接口將外部輸入信號狀態(tài)（接通時為“ 1”，斷開時為“ 0”）讀入并存儲在輸入映象寄存器。輸出繼電器線圈是由 PLC內(nèi)部程序的指令驅(qū)動，其線圈狀態(tài)傳送給輸出單元，再由輸出單元對應(yīng)的硬觸點來驅(qū)動外部負載 輔助 繼電器 M 普通用 M0～ M383 一般的輔助繼電器與繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相似。輔助繼電器的常開與常閉觸點在 PLC 內(nèi)部編程時可無限次使用。是編制順序控制程序的重要編程元件，它與后述的步進順控指令 STL 配合應(yīng)用。 計數(shù)器 16 位增 計數(shù) （普通） C0～ C15 計數(shù)器為遞加計數(shù)，應(yīng)用前先對其設(shè)置一設(shè)定值，當輸入信號（上升沿）個數(shù)累加到設(shè)定值時，計數(shù)器動作，其常開觸點閉合、常閉觸點斷開 。在間接設(shè)定時，要用編號緊連在一起的兩個數(shù)據(jù)計數(shù)器。數(shù)據(jù)寄存 器為 16位，最高位為符號位。 16 位保持用 D128～ D255 16 位變址用 V Z 16 位特殊用 D8000～ D8255 16 位文件寄存 D1000～ D2499 指針 N、 P、 I 嵌套用 N0～ N7 在 FX系列中，指針用來指示分支指令的跳轉(zhuǎn)目標和中斷程序的入口標號 跳轉(zhuǎn)用 P0～ P63 輸入中斷用 I00*～ I30* 畢業(yè)設(shè)計（論文）說明書 17 第四節(jié) 可編程控制器型號的選擇 一 、 PLC 機型 的 選擇 PLC 機型選擇的基本原則是：在功能滿足要 求的前提下，選擇最可靠、維護使用最方便以及性能價格比最優(yōu)的機型。對于開關(guān)量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，當對控制速度要求不高時，可選用小型控制系統(tǒng)就能滿足要求；對于以開關(guān)量為主，帶有部分模擬量控制的應(yīng)用系統(tǒng)，如工業(yè)生產(chǎn)中常遇到的溫度、壓力、流量、液位等連續(xù)量的控制，應(yīng)選用帶有 A/D 轉(zhuǎn)換的模擬量輸入模塊和帶有D/A 轉(zhuǎn)換的模擬量輸出模塊、且運算功能較強的小型控制系統(tǒng)。對于安裝尺寸受到限制的設(shè)計需要超小安裝面積時，應(yīng)選用超小型控制系統(tǒng)；對于比較復(fù)雜，控制系 統(tǒng)功能要求較高的，如 PID 調(diào)節(jié)，閉環(huán)調(diào)節(jié)，通信網(wǎng)等，可選用中大型控制系統(tǒng)，當系統(tǒng)的各個部分分布在不同低于時，應(yīng)根據(jù)各部分的要求來選擇控制系統(tǒng)，以組成一個分布式的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)響應(yīng)時間是指輸入信號產(chǎn)生時刻與由此而使輸出信號狀態(tài)發(fā)生變化時刻的時間間隔。 結(jié)構(gòu)應(yīng)合理，機型盡量統(tǒng)一。整體式結(jié)構(gòu)是把 PLC 的 I/O 和 CPU 放在一塊印刷電路板上，省去插接環(huán)節(jié)，體積小。 總之， 在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的 PLC；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的 PLC；對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶 A/D 轉(zhuǎn)換、 D/A 轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù) 據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求；而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn) PID 運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機（其中高檔機主要用于大規(guī)模過程控制、全 PLC 的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等）。按 I/O點數(shù)分，可分為微型 PLC（ 32I/O）、小型 PLC（ 256I/O）、中型 PLC（ 1024I/O）、大型 PLC（ ）、巨型 PLC（ 8195I/O）五種。同時通過 I/O 接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，從而驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)控制。根據(jù)實際需要，一般情況下， PLC 與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過 I/O 接口模塊來實現(xiàn)的。 二 、 I/O 點數(shù) 的估算 由電磁閥的動作原理可知，一個單線圈電磁閥用 PLC 控制時需要 2 個輸出及 1個輸入 。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的I/O 點數(shù)時，應(yīng)再增加 10%～ 20%的備用量，以便隨時增加控制功能。 三 、 開關(guān)量 I/O模塊的選擇 開關(guān)量 I/O 接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報警器、電動機起動器等）接收信號。盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除錯誤信號的抖動電路等。在評估離散輸出時，應(yīng)考慮熔絲、瞬時浪涌保護和電源與邏輯電路間的隔離電路。 （一） 開關(guān)量輸入模塊 開關(guān)量輸入模塊是用來接收現(xiàn)場輸入設(shè) 備的開關(guān)信號 ，將信號轉(zhuǎn)換為PLC 內(nèi)部接受的低電壓信號，并實現(xiàn) PLC 內(nèi)、外信號的電氣隔離。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入信號和周圍環(huán)境因素等。 開關(guān)量輸入模塊的輸入信號的 點數(shù) 有 ： 8 點 、 12 點 、 16 點 、 24 點 、 32點 、 40 點 、 60 點等。選擇時主要根據(jù)現(xiàn)場輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來考慮。距離較遠的應(yīng)選用輸入電壓等級較高的模塊。 匯點式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點共用一個公共 端（ COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點分成若干組，每一組（幾個輸入點）有一個公共端，各組之間是分隔的。 對于選用高密度的輸入模塊 (如 32 點、 48 點等 )，應(yīng)考慮該模塊同時接通的點數(shù)一般不要超過輸入點數(shù)的 60％。門檻電平越高，抗干擾能力越強，傳輸距離也越遠，具體可參閱 PLC 說明書。選擇時主要應(yīng)考慮以下幾個方面： 開關(guān)量輸出模塊有繼電器輸出、 雙相可控硅 和晶體管輸出三種方式。 對于頻繁通斷的負載，應(yīng)該選用 雙相可 控硅 輸出或晶體管輸出，它們屬于無觸點元件。 繼電器的動作頻率一般不能超過 20 次 /秒，接點電流一般可達到 2~5A；電壓交流 220V 或直流都可以用 ， 晶體管動作頻率一般可達數(shù) 10K 次 /秒 ,只能接直流負載，容量較小，每點不超過 。 開關(guān)量輸出模塊主要有分組式和分隔式兩種接線方式 ： 分組式輸出 和 分隔式輸出 分組式輸出是幾個輸出點為一組，一組有一個公共端，各組之間是分隔的，可分別用 于驅(qū)動不同電源的外部輸出設(shè)備；分隔式輸出是每一個輸出點就有一個公共端，各輸出點之間相互隔離。一般整體式 PLC 既有分組式輸出，也有分隔式輸出。用戶應(yīng)根據(jù)實際輸出設(shè)備的電流大小來選擇輸出模塊的輸出電流。 選擇開關(guān)量輸出模塊時，還應(yīng)考慮能同時接通的輸出點數(shù)量。一般來講，同時接通的點數(shù)不要超出同一公共端輸出點數(shù)的 60％。另外，晶閘管的最大輸出電流隨環(huán)境溫度升高會降低，在使用中也應(yīng)注意。模擬量輸入（ A／ D）模塊是將現(xiàn)場由傳感器檢測而產(chǎn)生的連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成 PLC 內(nèi)部可接受的數(shù)字量；模擬量輸