【正文】 接口模塊等。智能化是PLC發(fā)展的主要趨勢之一。PLC的編程語言目前朝著三個方向發(fā)展： ① 是多種編程語言，多種語言之間并存、互補(bǔ)； ② 是高級語言如BASIC,C,FORTRAN等； ③ 使編程語言標(biāo)準(zhǔn)化，從而使不同PLC的用戶程序可以互相兼容。加強(qiáng)PLC的聯(lián)網(wǎng)能力成為PLC的生產(chǎn)廠家都使自己的產(chǎn)品與制造自動化通信協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)（MAP）兼容，從而不同的PLC之間可以互相通信。(5)FAZ容錯技術(shù)和故障診斷。 由于PLC本身具有很高的可靠性，因此80%以上的顧展出現(xiàn)在外部設(shè)備上。近年來研制推出可公共回路遠(yuǎn)距離診斷而后網(wǎng)絡(luò)診斷技術(shù)。計算機(jī)一般采用等待輸入，響應(yīng)處理的工作方式，如果沒有輸入就一直等待輸入，如果鍵盤按下的動作或鼠標(biāo)等I/O中斷的觸發(fā)則計算機(jī)的操作系統(tǒng)進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)入相應(yīng)的程序，一旦該程序執(zhí)行結(jié)束，又進(jìn)入等待狀態(tài)。在PLC中，用戶程序使按先后順序結(jié)束后，又返回到第一條指令。PLC運(yùn)行時，用戶程序中有許多操作需要執(zhí)行，但CPU是不能同時執(zhí)行多個操作的（對于每一個操作周期而言），只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。掃描時一種形象化的術(shù)語，用作描述CPU是如何完成分配給它的各種任務(wù)的方式。然后開始執(zhí)行用戶程序。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個掃描周期，然后，在從頭開始掃描，并周而復(fù)始的重復(fù)。順序掃描的工作方式簡單，直觀，它簡化了程序的設(shè)計，并為PLC的可靠運(yùn)行提供了非常有用的保證。(3)輸入和輸出操作數(shù)據(jù)輸入和輸出操作即為狀態(tài)刷新。在PLC的存儲器中，有一個專門存放數(shù)據(jù)的區(qū)域。當(dāng)CPU采樣時，輸入由緩沖區(qū)進(jìn)入映像區(qū)，就是數(shù)據(jù)輸入的狀態(tài)刷新。由映像存儲器中的內(nèi)容構(gòu)成了當(dāng)前狀態(tài)表。其0，1對應(yīng)繼電器的斷和通，因此在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中，輸出是物理器件加導(dǎo)線連接而成的電路來實(shí)現(xiàn)的。輸入操作實(shí)際上是采用輸入信號刷新輸入狀態(tài)表的內(nèi)容，輸出操作則是送出處理結(jié)果——按輸出狀態(tài)表的內(nèi)容刷新輸出電路，PLC在每次掃描中將會保存輸入和輸出狀態(tài)的寄存器的內(nèi)容，進(jìn)行一次更新。即只有在采樣（刷新）時刻，輸入狀態(tài)映像存儲器中的內(nèi)容才與輸入信號（不考慮電路因慣性和滯后影響）一致。在程序執(zhí)行結(jié)束（或下次掃描用戶程序前）PLC才將輸出映像存儲器的內(nèi)容通過鎖定器輸入端上，刷新后的輸入狀態(tài)要保持到下次刷新為止。 PLC的選型設(shè)計工藝要求 單螺桿空氣壓縮機(jī)為風(fēng)動工具氣動機(jī)構(gòu)，氣動控制及風(fēng)動機(jī)械提供所需要的壓縮空氣?？刂乒δ?根據(jù)所介紹的單螺桿空氣壓縮機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)有如下功能要求： (1)連續(xù)操作。(2)單周期操作。 (3)復(fù)位操作。確定I/O點(diǎn)數(shù) 根據(jù)單螺桿空氣壓縮機(jī)的工作原理，工作過程及系統(tǒng)控制要求確定。 ②油氣細(xì)分離器的壓力開關(guān)一個。 ④為保護(hù)系統(tǒng)壓力平衡的可調(diào)壓力開關(guān)一個。 ⑥為保持供油閥不間斷供油而設(shè)的壓力開關(guān)一個。 ⑧主機(jī)過載保護(hù)開關(guān)一個。 ⑩星、三角連接互鎖開關(guān)一個。 壓縮機(jī)停止按鈕一個。 保證狀態(tài)指示燈正常工作時的狀態(tài)顯示檢查按鈕一個。①控制星型啟動的接觸器KM1一個。③控制主機(jī)風(fēng)機(jī)得電的接觸器KM3一個。⑤蜂鳴器一個。⑦控制加載電磁閥及供油電磁閥線圈一個，因此共需開關(guān)控制量25個。考慮到I/O各留20%～30%的備用量，應(yīng)選開關(guān)量輸入18點(diǎn)開關(guān)量30點(diǎn)的PLC。 FX3U64MT的意思及其編程元件 FX3U64MT的技術(shù)指標(biāo)FX2N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，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數(shù)器等，但他們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱他們?yōu)椤败浝^電器”。他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、輸入繼電器（X）PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口，PLC內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X室用光電隔離的電子繼電器，他的編號與界限端子編號一致（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)。輸入電路的時間常數(shù)一般小于10ms。二、輸出繼電器（Y）PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號的窗口。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。Y000～Y007,Y010～Y017,Y020～Y027。三、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。它的電子常/開常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。如下圖的M300，他只起到一個自鎖的功能。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器，保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。定時器可以用用戶程序存儲期內(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。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。當(dāng)驅(qū)動輸入X000斷或發(fā)生停電時，定位器就復(fù)位，輸出觸點(diǎn)也復(fù)位。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累計值。在技術(shù)過程中，即使輸入X001在接通或復(fù)電時，技術(shù)繼續(xù)進(jìn)行，（100ms*345=）時觸點(diǎn)動作。五、計數(shù)器（C）FX2N中的16位增計數(shù)器，是16 位二進(jìn)制加法計時器，它是在計數(shù)信號的上升沿進(jìn)行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，幾個用于計數(shù)。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時，出點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入技術(shù)狀態(tài)。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次時，其輸出觸點(diǎn)就動作。保持用計數(shù)器的通道號：C100～C199，共100點(diǎn)。舉個例子：由計數(shù)器輸入X011每次驅(qū)動CO線圈時，計數(shù)器的當(dāng)前值加一。之后即使計數(shù)器輸入X011在動作，計算器的當(dāng)前值保持不變。應(yīng)該注意的是，計算器C100～C199，即發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點(diǎn)的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。 FX3U中每一個數(shù)據(jù)寄存器都的16bit（最高位為正、負(fù)符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32bit數(shù)據(jù)。但是有RUN——STOP時，全部數(shù)據(jù)均清零。2）通電保持用繼電器 通道分配 D200～D511，共312點(diǎn)，或D200～D999，共800點(diǎn)， （由機(jī)器的具體型號定）。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不會變化。 3）文件寄存器 通道分配 D1000～D2999，共2000點(diǎn)。用戶部設(shè)備口進(jìn)行寫入操作。用BMOV將 數(shù)據(jù)寫入RAM后，再從RAM中讀出。表21 FX3U64MT的一般技術(shù)指標(biāo)環(huán)境溫度055℃（使用時），20—70℃(存放時）環(huán)境濕度35%85%RH（不潔露），（使用時）抗震JSP C0911 標(biāo)準(zhǔn)1055HZ,抗沖擊JSP C0912 標(biāo)準(zhǔn)3軸方向各三次抗噪聲干擾最大噪聲峰值1000V，脈寬1us，頻率3100HZ耐壓各端子于接地端之間AC1500V,1min絕緣電阻50MΩ以上接地第三種接地，也可浮空使用環(huán)境五腐蝕性氣體，無塵埃，無導(dǎo)電微粒 表22 FX3U64MT的輸入技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目DC輸入AC輸入輸入電壓DC24V10%AC100120V10%，50/60HZ輸入電壓7mA/DC24V,60HZ工作電流ON(mA)工作電流OFF(mA)響應(yīng)時間約10ms約30ms，不可高速輸入4）RAM文件寄存器 通道分配D6000～D7999，共2000點(diǎn)。是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器，其內(nèi)容在電源接通時，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng)ROM來寫入0．)。BCD顯示器的特點(diǎn)是具有無功儲存功能，即當(dāng)寫入一禎畫面，撤銷電源，顯示畫面仍能長時間保留在顯示屏幕上。由于BCD—LCD具有存儲特性，不需要像STNLCD那樣，為了維持顯示畫面而循環(huán)掃描，只要寫入一幀顯示數(shù)據(jù)，就不必再重復(fù)寫入。而且，根據(jù)BCDLCD的顯示機(jī)理，需要長于STNLCD的刷新時間，所以控制器對其工作時鐘的要求也不高。針對接口總線的形式，我們設(shè)計了并行接口和串行接口兩種BCD顯示控制器，它們的引腳定義，如圖27和如圖28所示。 側(cè)信號組(1)并行接口形式D0—D7——輸入態(tài)，與MPU連接的數(shù)據(jù)總線；RDY——輸出態(tài)，準(zhǔn)備好信號，提示MPU可以向控翻器發(fā)送信號；REQ——輸入態(tài)，低電平有效，MPU指示控制器從數(shù)據(jù)總線接收數(shù)據(jù)。 圖27 并行接口BCD顯示控制器 在應(yīng)用方面，串行接口BCD顯示控制器的連接方式比較簡單，如果使用RS—232接口，則可以直接采用MAX232類的IC作為連接電路并行接口BCD顯示控制器。 圖28 串行接口BCD顯示控制器當(dāng)系統(tǒng)MPU通過WR信號將數(shù)據(jù)寫入U2時，將U3輸出置“零”，U3的Q端給BCD顯示控制器提供一個低電平信號，封鎖了MPU的WR號，禁止數(shù)據(jù)在此輸入U2。打開U4的“與”門，Q為“0”，即BUSY為“0”表示不忙，已經(jīng)準(zhǔn)備好。BCD顯示控制器的核心是軟件部分，其操作系統(tǒng)是比較容易實(shí)現(xiàn)的。在選擇比較了一些指令格式后，我們認(rèn)為打印機(jī)的指令格式比較好。該BCD顯示控制器的操作系統(tǒng)具有通用性，即通過設(shè)計參數(shù)可以適用于同一種顯示機(jī)的BCD顯示模塊。同時，BCD顯示控制器應(yīng)具有溫度補(bǔ)償功能，可以根據(jù)環(huán)境溫度來修正驅(qū)動時序，實(shí)現(xiàn)自動補(bǔ)溫。操作系統(tǒng)將寫入到控制器內(nèi)部的2Ｋ程序存儲器內(nèi)，從而完成BCD顯示控制器的全部設(shè)計。表27 基本的指令格式與含義指令打印機(jī)格式指令格式指令代碼16進(jìn)制 10進(jìn)制全屏RESET初始化打印機(jī)ESC1B 40 27 64一行顯示數(shù)據(jù)輸入打印M個曲線點(diǎn)ESCamp。n1 n2 n3 n41B 42 27 49溫度設(shè)置參數(shù)設(shè)定行間距為nESC1n1B 31 27 66注：表中m為一行數(shù)據(jù)所需的字節(jié)數(shù)； m1,n2為起始地址，16位； n3,n4為結(jié)束地址，16位； n=010,根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在使用范圍內(nèi)設(shè)置10個溫度檔，在不同溫度內(nèi)的延時時間不同.第三章 軟件設(shè)計該系統(tǒng)工作之前要先檢查真空壓力開關(guān)、壓差開關(guān)、可調(diào)壓力上下限開關(guān)及逆相，如果出現(xiàn)故障使氣體不能正常進(jìn)行，要報警。啟動后，無故障時進(jìn)行燈亮，LED狀態(tài)顯示器，顯示0，為正常運(yùn)轉(zhuǎn)在第一次加載前查看是否有緊急故障，則緊急停機(jī)，如出現(xiàn)非緊急故障則報警LED顯示故障代碼。10MIN內(nèi)氣壓低于下限值加載超過10MIN機(jī)組全停。 軟件流程圖 圖31 軟件流程圖 FX3U64MT系列PLC編程語言及系統(tǒng)控制原理PLC是一種工業(yè)控制計算機(jī)，不光有硬件，軟件也必不可少，不同型號PLC的編程語言只能適應(yīng)自己的產(chǎn)品，梯形圖編程語言形象直觀，類似電氣控制繼電器控制電路圖，邏輯關(guān)系明確，指令語句表編程雖然不如梯形圖編程語言直觀，但鍵入方便功能圖編程語言和高級語言需要較多的設(shè)備。采用梯形圖編程，因?yàn)樗庇^易懂，但需要一臺計算機(jī)及相應(yīng)的編程軟件；采用助記符形式便于實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樗恍枰慌_簡易編程器，而不必用昂貴的圖形編程器或計算機(jī)來編程。從本質(zhì)上講，指 令只是一些二進(jìn)制代碼，這點(diǎn)PLC與普通的計算機(jī)是完全相同的。常用的助記符語句用英文文字（可用多國文字）的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。易為電器工作人員所接受。它包含著指令的多少，各指令都能干什么事，代表著PLC的功能和性能。我們在變成之前必須弄清PLC的指令系統(tǒng)。用戶程序一般由用戶設(shè)計，PLC的廠家或代銷商不提供。 梯形圖：梯形圖是通過連線把PLC智力型的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達(dá)所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含LD指令），已建立邏輯條件。母線是用來連接指令組的。第二組僅一個END指令，用以結(jié)束程序。一般講，其順序?yàn)椋合容斎?，后輸出（含其他處理）：先上后下；先左，后右。上圖的助記符程序?yàn)椋旱刂分噶钭兞?000LDX0000001ORX0100002AND NOTX0010003OUTY0000004END反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD,AND,OR）對應(yīng)于接點(diǎn)，互鎖指令(IL、ILC)可看成總開關(guān)，等等。有了這個對應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。梯形圖編程語言簡稱梯形圖。梯形圖甚至電氣控制系統(tǒng)中常用的繼電器，接觸器，控制電路的形式。圖34 軟件接點(diǎn)使用圖在圖中，啟動按鈕QA是一個常開按鈕，停止按鈕TA是一個常開按鈕。停止時按下停止按鈕，使繼電器的線圈失電而停止動作。則區(qū)域其相聯(lián)的輸出線圈（或邏輯線圈）被切斷，即將I/O映相區(qū)中該輸出線圈（或邏輯線圈）的位置“0”。原來啟動按鈕、停止按鈕經(jīng)過硬件接線連接實(shí)現(xiàn)對繼電器C的通、斷電控制。下一個掃描周期，由于與常開觸點(diǎn)X0并聯(lián)的Y0也閉合，因此即使松開啟動按鈕QA，是常開觸點(diǎn)X0斷開，該梯形圖的控制線路還存在一條從左到右各觸點(diǎn)都處于閉合的狀態(tài)的路徑，因此，輸出線圈Y0仍然被接通，在輸入采樣階段，將其狀態(tài)讀入到I/O映相區(qū)中對應(yīng)的位上。在輸出刷新階段，輸出端Y0斷開，從而使其相聯(lián)接的繼電器C的線圈失電。例：如果將圖35所示的繼電器線路圖中，當(dāng)G、E、B、D各觸點(diǎn)都閉合時，繼電器C的線圈可以通電，但是PLC得梯形圖中卻不允許出現(xiàn)這樣一條含有逆向流通的觸點(diǎn)的路徑。 圖35 PLC與外設(shè)的連接圖從圖中的繼電器線路圖中，可以知道只要當(dāng)場來觸點(diǎn)A、B、D或A、E、F或G、F或G、E、B都閉合時，繼電器C的線圈就會通電。在圖中所示的梯形圖中其控制線路做四條路徑，只要其中一條從左到右觸點(diǎn)都處于閉合狀態(tài)的路徑，則與其相連的線圈C被接通，反之亦反。相同地址的觸點(diǎn)在用戶程序中可以無限次