工廠電氣與PLC控制技術_5_9課件

1、第九章 PLC控制系統(tǒng)設計PLC 初始是針對工業(yè)順序控制發(fā)展而研制的。經(jīng)過近60年的發(fā)展，PLC 技術發(fā)展水平已大大超過其出現(xiàn)時的技術水平，其定位在低成本自動化項目和作為大型 DCS 或FCS 系統(tǒng)的 I/O 站?，F(xiàn)在 PLC 的應用已遍布國民經(jīng)濟的各個領域，并幾乎涉及到工業(yè)界所有領域的中、大型設備的自動控制中，形成了滿足各種需要的 PLC 應用系統(tǒng)。第一節(jié) PLC 控制系統(tǒng)的設計方法 主機及其模塊的選擇設計是人們根據(jù)客觀條件以最佳方式實現(xiàn)具體目標的思維過程及其書面表達。它是一種創(chuàng)造性的工作。PLC 控制系統(tǒng)的應用設計是屬于工程類設計，其目的是將技術原理轉(zhuǎn)化為技術實現(xiàn)；或者，將科研成果轉(zhuǎn)換為生

2、產(chǎn)力設計及使用說明書應包含以下主要內(nèi)容：1）拖動方案選擇依據(jù)及本設計的主要特點2）主要參數(shù)的計算過程3）設計任務書中要求各項技術指標的核算與評價4）設備調(diào)試要求及調(diào)試方法5）使用、維護要求及注意事項 工程類設計可劃分為：1、產(chǎn)品設計2、部件設計3、布線設計4、網(wǎng)絡規(guī)劃設計5、試驗優(yōu)化設計6、控制系統(tǒng)設計7、管理系統(tǒng)設計8、監(jiān)測系統(tǒng)與綜合系統(tǒng)設計PLC 控制系統(tǒng)設計是電氣控制工程設計的一種。與計算機控制系統(tǒng)設計基本相同。承接項目和項目設計過程主要由以下工作程序完成 思想和技術準備承接和討論項目深入研究和討論操作流程及使用工藝制定技術指標整體和分塊剖析擬定實施方案劃分分塊目標內(nèi)容確定分塊接口技術要

3、求深入實際調(diào)研，查閱文獻和網(wǎng)絡資料方案比較及抉擇理論分析技術經(jīng)濟分析試驗研究或試驗優(yōu)化設計硬件電路及軟件程序設計工程或工藝設計軟件模擬試驗系統(tǒng)軟硬件調(diào)試，修改，調(diào)試現(xiàn)場調(diào)試交接項目。一、PLC控制系統(tǒng)設計思想及原則 PLC 控制系統(tǒng)設計是針對現(xiàn)場（工業(yè)）進行控制的自動控制系統(tǒng)。在承接項目前要做好思想和技術準備。針對項目要求，一定要保證系統(tǒng)經(jīng)濟、合理；工作安全、可靠、穩(wěn)定、耐用；操作、維護及維修方便。 在設計過程中要充分查閱文獻及網(wǎng)絡資料，查找最新的技術及應用資料。充分利用工具軟件、集成軟件、系統(tǒng)仿真、軟件仿真及硬件仿真技術。最大程度發(fā)揮硬件資源的作用，同時必須考慮系統(tǒng)小范圍的更改和擴展需求。

4、二、PLC控制系統(tǒng)的基本設計方法與步驟PLC 廣泛應用于工業(yè)自動控制系統(tǒng)領域。對 PLC 控制系統(tǒng)的設計首先必須符合電氣控制設計的規(guī)范，其次還應充分考慮PLC 的特殊性。在軟、硬件的結(jié)合方面，應充分發(fā)揮 PLC 的軟、硬件功能，使系統(tǒng)的技術、經(jīng)濟指標更加優(yōu)越。(一) PLC控制系統(tǒng)的設計方法與步驟一般電氣控制裝置設計分成三個階段：初步設計、技術設計和產(chǎn)品（系統(tǒng)）設計1、初步設計 初步設計是研究系統(tǒng)和電氣控制裝置的組成；技術指標；工作環(huán)境；操作流程；工藝過程與使用要求。擬定最佳控制方案，尋找技術設計的依據(jù)。初步設計可由機械設計人員和電氣設計人員共同提出，也可由機械設計人員提供機械結(jié)構(gòu)資料、傳動參

5、數(shù)、工藝流程和操作過程要求，由電氣設計人員完成初步設計。(1) 初步設計所需確定的相關內(nèi)容1) 設備（系統(tǒng)）名稱、用途、工藝過程、 技術性能、傳動參數(shù)及現(xiàn)場工作條件2) 供電電網(wǎng)種類：電壓等級、頻率和容量3) 對電氣控制的特殊要求(如控制方式、自 動化程度、工作循環(huán)組成、電氣保護等)4) 系統(tǒng)分辨率、控制精度、超調(diào)量、以及控 制對象特性和執(zhí)行機構(gòu)選擇5) 有關操作過程及顯示要求6) 投資費用、研制工作量和周期估算(2) PLC作為裝置控制器的主要特點1) 可靠性高、抗干擾能力強，便于實現(xiàn) 機電一體化及信息控制一體化2) 構(gòu)成的控制系統(tǒng)的開發(fā)周期短，調(diào)試 方便3) 模塊組合靈活、柔性大，設計者可

6、根 據(jù)系統(tǒng)控制要求和技術指標，合理地 選用相應檔次的 PLC，配制相應的擴 展模塊4) 模塊化結(jié)構(gòu)便于系統(tǒng)在線維護，縮 短維修時間5) 豐富的指令系統(tǒng)便于系統(tǒng)在硬件盡 可能少改動情況下，改變生產(chǎn)工藝6）便于網(wǎng)絡聯(lián)接，便于組成 DCS 或 FCS 系統(tǒng) 2、技術設計 (1) 技術設計需完成下述內(nèi)容1) 在系統(tǒng)設計過程中，對某些重要環(huán)節(jié)作必要 的試驗；寫出試驗報告2) 繪制電氣控制的電氣原理圖(包括可編程序 控制器 I/O 接口)3) 編寫系統(tǒng)參數(shù)計算書4) 選擇整個系統(tǒng)的電氣元件，提出專用元器件 的技術指標，編寫元件明細表5) 設計電氣箱、控制面板等電氣系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)件及總裝接線圖 。6) 編寫 P

7、LC 內(nèi)部元件分配表，編寫 軟件流程圖、梯形圖或助記符程序7) 編寫技術設計說明書，介紹系統(tǒng)原 理、主要技術指標和運行、操作、 維護說明書圖9-1 PLC控制系統(tǒng)設計 步驟流程圖圖9-1 PLC控制系統(tǒng)設計步驟流程圖圖8913 PLC控制系統(tǒng)設計步驟流程圖(續(xù)上表)(續(xù)上表)(續(xù)上表)(2) PLC控制部分設計步驟說明 1) 確定受控對象與 PLC 間的輸入、 輸出信號關系2) 根據(jù)控制要求的復雜程度、控 制精度，估計用戶程序的容量、 數(shù)據(jù)區(qū)容量、定時器、計數(shù)器數(shù) 量及采用的內(nèi)部元件3) 選擇 PLC 機型和模塊配置的主要依 據(jù)是上述 1)、2) 條款中涉及到的硬 件要求，同時從控制功能和數(shù)據(jù)

8、處理 要求方面考慮 PLC 指令系統(tǒng)的功能4) 根據(jù)選用的 PLC 及給定的元件地址 范圍(如輸入、輸出、計數(shù)器、定時 器、數(shù)據(jù)區(qū)等)，對每個使用元件賦 予相應名稱和地址，以避免編程過程 中重復使用而出錯5) 根據(jù)受控對象的控制及有關動作轉(zhuǎn) 換邏輯，繪制 PLC 的控制流程圖6) 由控制流程圖編出相應控制功能的 PLC 用戶程序7) 將編寫的用戶程序輸人 PLC8) 在空載情況下，輸入與實際負載工 作相似的模擬信號，觀察 PLC 運行 時輸出指示及模擬負載響應情況， 逐步調(diào)試、修改、完善程序，直至 程序符合系統(tǒng)控制要求為止 9) 將控制系統(tǒng)與受控負載相連，經(jīng)局 部調(diào)試后再作系統(tǒng)總調(diào)，逐步修改、

9、 完善系統(tǒng)設計中存在的不足，直到 系統(tǒng)工作符合技術指標要求3、產(chǎn)品（系統(tǒng)）設計 產(chǎn)品（系統(tǒng)）設計是根據(jù)技術設計中的系統(tǒng)電路圖，柜、臺、箱的布局圖和元器件明細表轉(zhuǎn)化設計成供生產(chǎn)用的總裝配圖，部件、組件、單元裝配圖、接線圖、布線圖及有關結(jié)構(gòu)設計圖紙等三、PLC使用注意事項(一)電源PLC 電源通常采用交流 llOV、220V 和直流 24V，若使用不當，會直接損壞 PLC 的電源模塊。 一般電氣控制設備都具有電源接通控制和急?？刂乒δ?。PLC 的輸出電路應在 PLC外部切斷控制。其電源控制線路可參考圖9-2。圖9-2 電源控制線路 由于可編程序控制器的輸出電路沒有內(nèi)部短路保護功能，因此，為防止由于

10、負載短路等原因而燒壞可編程序控制器的輸出點，輸出回路必須加熔斷器作短路保護，熔斷器類型應根據(jù)輸出元件選用例如:輸出為繼電器元件，熔斷器可選用 普通熔斷器； 輸出為晶體管或晶閘管元件，則必須 選用快速熔斷器目前市場上許多型號的 PLC 內(nèi)部都提供 DC24V 電源，該電源的容量較小，其輸出電流一般在幾百毫安以內(nèi)。內(nèi)部電源主要是用于集電極開路(OC門)傳感器的電源。實際使用時必須考慮電源容量，對傳感器等負載而言，PLC 內(nèi)部 DC24V 電源對外提供的容量隨擴展元件數(shù)增加而減小，DC24V 內(nèi)部電源一般不允許與其它 DC24V 電源并接(二)輸入端連接連接時應注意以下幾個問題：1)輸入回路是否需要

11、外接電源?2)要接什么類型電源(交流直流)?3)電源的幅值多少、頻率多少， 極性要求如何?a)無電壓匯流 b) 交直流匯流 c) 交流匯流 圖8-15 PLC輸入回路(三)輸入點數(shù)統(tǒng)計系統(tǒng)設計中所需輸入點數(shù)，我們在系統(tǒng)硬件設計時，可根據(jù)系統(tǒng)控制的不同工作狀態(tài)，將信號劃分到相應的程序模塊中，在保證輸入信號正確可靠的前提下，合理地將多個信號共用一個輸入通道。例如系統(tǒng)中有兩個分屬不同程序塊的輸入信號，其基本實施的構(gòu)思如圖9-4所示圖9-4 軟件流程圖及硬件圖 嚴謹擴展方法是采用信號選通控制方式，這樣就可避免共用通道信號間的相互干擾而誤動作，線路原理如圖9-5示。當需采集 K1、K2、K3 信號時，程

12、序?qū)?Y1 置“1”，KA 線圈得電，輸人端的 COMl 與 COM 聯(lián)接，選通K 類信號，同時 COM2 與 COM 斷開，SQ 類信號無法輸人。反之 Y1 為“0”，COM2 與COM 連接，COMl 與 COM 斷開，輸人選通 SQ類信號圖9-5 輸入電路選通(四)輸出端連接各種元件的輸出原理圖如圖9-6所示，聯(lián)接輸出時應引起注意的是：1）負載電源類型(交直流或指定其中 一種)2）負載電源的幅值和極性要求3）負載容量和性質(zhì) 圖9-6 PLC輸出電路a) 繼電器輸出 b)晶閘管輸出 c)晶體管輸出PLC 輸出端對電源具體要求： 選用晶閘管元件作輸出模塊，電源誤用直流，那么輸出晶閘管一經(jīng)能觸

13、發(fā)，該管子將無法關斷。 根據(jù)輸出負載的性質(zhì)，考慮采取相應保護電路。輸出保護電路如圖9-7示，因為當感性負載中的電流突然中止時(輸出由 ON 到 OFF)，就會產(chǎn)生一個很高的尖峰電壓，若不抑制該尖峰電壓，就可能損壞輸出模塊圖9-7 輸出保護電路(五)輸出點統(tǒng)計PLC 的輸出點具有一定的帶載能力。在輸出元件負載容量允許的情況下，可直接驅(qū)動負載。若負載需多付觸點或輸出點驅(qū)動容量不夠的情況下，通常由PLC 輸出點驅(qū)動接觸器線圈或其他執(zhí)行元件（如中間繼電器等），由接觸器或其他執(zhí)行元件再去驅(qū)動負載。PLC 控制幾個負載(不同時通斷)，就需幾個輸出點。若考慮系統(tǒng)今后功能擴展，可增加一定余量（20）的輸出點作

14、備用四、PLC的編程方法及 程序設計注意事項程序編制、安裝、調(diào)試及維護工作主要由生產(chǎn)一線的電氣技術人員和高級電工承擔，因此 PLC 從硬件結(jié)構(gòu)到操作系統(tǒng)的設計都以盡可能地使用戶能夠很快地掌握它的應用為原則(一)命令語句表達式編程1、基本格式 在許多超小型 PLC 產(chǎn)品中，設有 LCD 圖形顯示器，用戶編制的程序用一系列 PLC 指令語句將控制邏輯關系表達出來，并通過簡易編程器將指令逐條鍵人 PLC 內(nèi)存中。每條指令規(guī)定了 CPU 如何處理信息和數(shù)據(jù)PLC 指令：操作碼 + 操作數(shù)；操作碼 指定執(zhí)行什么功能；操作數(shù) 指定執(zhí)行某一功能操 作所需要數(shù)據(jù)的所在 地址(字地址或位地 址）及運算處理結(jié)果

15、的存放地址2、編程規(guī)則1)程序以指令列按序編制，在無跳轉(zhuǎn)指令情況下， PLC 按序逐條由上至下地執(zhí)行指令，執(zhí)行到最 后一條 END 結(jié)束指令后,再從頭開始循環(huán)2)操作數(shù)必須是機器所允許范圍內(nèi)的數(shù)值，數(shù)值 超出允許使用范圍將引起程序出錯(有些 PLC 在鍵人指令時具有操作數(shù)超出允許范圍出錯提 示功能)3)命令語句表達式指令編程與梯形圖編程相互對 應，兩者可以相互轉(zhuǎn)換，一一對應(二)梯形圖編程 梯形圖是 PLC 編程的一種主要方式，它是在電氣控制系統(tǒng)中的常用繼電接觸器原理圖基礎上演變而來的，兩者在術語上有所不同，但含義相似。表9-1所示繼電系統(tǒng)和 PLC 系統(tǒng)間的術語關系 表9-1 術語關系繼電術

16、語相應 PLC中名稱常開接點通常斷開條件接點輸入或條件常閉接點通常閉合條件線圈輸出或工作位時間繼電器計時器1、梯形圖基本結(jié)構(gòu) 每個輸出元素(指令)構(gòu)成一個梯級，每個梯級由梯形圖最左側(cè)的垂線(母線)出發(fā)，沿著分支安排控制接點(常開，常閉)，組成輸出執(zhí)行指令的控制邏輯，這些控制邏輯決定了右側(cè)輸出元素(指令)何時及如何執(zhí)行 如圖9-8所示，梯形圖與電氣原理圖相似，給人以一目了然的清晰感，這對于從事電氣控制領域工作的工程技術人員尤為合適，是目前可編程序控制器最主要的編程方法。圖9-8 一個階梯的梯形圖2、梯形圖編程規(guī)則及注意事項 PLC 實際上是一種由微處理器構(gòu)成的工業(yè)控制器。具有計算機匯編語言的若干

17、特點編制梯形圖程序時應充分考慮以下問題：1)幾個串聯(lián)支路相并聯(lián) 應將接點多的支路安排在梯級的上面(見圖9-9)；幾個并聯(lián)回路的串聯(lián)，應將接點多的并聯(lián)回路安排在左面(見圖9-10)?？蓽p少用戶程序步數(shù)，縮短程序掃描時間圖9-9 梯形圖畫法之一 圖9-10 梯形圖畫法之二 2)梯形圖編程 可采用相應 PLC 的梯形圖編程軟件，如三菱公司的 MEDOC、PC-FXGP/WIN軟件，西門子STEP7-Micro/WIN 軟件和觸摸屏設計支持軟件 GP-PRO/PB、ProTool Pro RT、WinCC Flexible但在手工繪制梯形圖時應注意：觸點應畫在水平線上，不要畫在垂線上；不包含接點的分支

18、應畫在垂線上，不要畫在水平線上。 圖9-11，左圖無法采用邏輯指令編程，經(jīng)修改后的右圖成為邏輯相同的梯形圖 圖9-12，給出另一個例子，將左圖的梯形圖按梯形圖規(guī)則重畫后，成為便于編程和控制路徑清晰的右圖圖9-11 梯形圖畫法之三圖9-12 梯形圖畫法之四C3)梯形圖和命令語句表達式編程具有一一對應關系由梯形圖轉(zhuǎn)換成命令語句必須按照從左到右、自上而下的原則進行編寫復雜梯形圖時，常需要將梯形圖分割成大的邏輯塊，然后再對大的邏輯塊分割，直到分割的若干塊可以直接使用“與”、“或”指令。對邏輯塊程序仍按上述原則，先將小的邏輯塊聯(lián)接，再聯(lián)接大一些的邏輯塊，連接時采“邏輯塊與”或“邏輯塊或”命令。以圖9-1

19、3所示梯形圖為例，其編程順序如圖9-14所示地址指令操作數(shù)；指令說明0000LDX002；取常開接點X0020001ANDX003；邏輯“與”常開接點X003，形成邏輯塊10002LDX000；取常開接點X0000003ANDX001；邏輯“與”常開接點X001，形成邏輯塊20004ORB；邏輯塊l和邏輯塊2“塊或”，形成邏輯塊30005ORY000；“或”常開接點Y000，形成邏輯塊40006LDX004；邏輯塊5開始，取常開接點X0040007ANDX005；邏輯“與”常開接點X005，形成邏輯塊50008ORX010；邏輯“或”常開接點X010，形成邏輯塊60009ANB ；邏輯塊4和邏

20、輯塊6“塊與”，形成邏輯塊70010ANDX006；邏輯“與”常開接點X0060011ANDX007；邏輯“與”常開接點X0070012OUTY000；輸出Y00圖9-13 梯形圖示例X010圖9-14 編程順序 示意圖ANBY0004)指令安排順序和位置對 程序執(zhí)行結(jié)果會有影響 PLC 具有計算機所決定的工作特征，PLC 只能一條一條掃描。最后集中輸出，一旦程序啟動運行，CPU 自上而下循環(huán)掃描，檢查所有條件并執(zhí)行所有與母線相連的指令，執(zhí)行到 END 指令后再從頭開始循環(huán)掃描 編程時將指令按適當順序放置是相當重要。例如圖9-15a程序段 A 的設計意圖是每隔一小時使 C10 接通一次，程序中

21、利用定時器 T00 每 1min 接通一次的脈沖信號作為計數(shù)器 C10 的輸入，C10 計滿 100 次后發(fā)出一脈沖信號。 按照 PLC 工作原理，當程序正好執(zhí)行到 C 或 d 瞬間，T00 定時時間到，T00 常開閉合，C10 的信號有效，C10 作減一計數(shù)；而當程序執(zhí)行到 b、e、f、g 及 b 點之前或 g 點之后的任一瞬間，T00 定時時間到，C10 均不能得到 T00 接通的脈沖信號。例如：程序掃描到 C10 指令時，T00 定時尚未到，T00 信號為零，接著 TOO 計時到，其常開接點閉合，常閉接點斷開，在下一個掃描周期中的 b 點，LDI T00 將 T00 的“1”取非得“0”

22、，執(zhí)行 OUT T00 指令時將 T00 復位，T00 常開接點打開，常閉閉合，計數(shù)器輸入端仍無“1”信號輸人，這樣 C10 將漏計 TOO 一次脈沖信號而產(chǎn)生定時錯誤。如果將程序略作修改，加入一個集中過渡信號，程序就能正常運行了(如圖9-15b所示)。圖9-15 編程分析a)計數(shù)器錯開編程 b) 計數(shù)器改進編程在 b、e、f、g 點之前或 g 點之后的任一瞬間 T00 的時間到都不能使 C10 有效，則計數(shù)丟失一次5)信號電平有效和跳變有效問題 有些指令條件是以信號跳變?yōu)閳?zhí)行條件的，它與電平觸發(fā)有本質(zhì)區(qū)別。例如：PLC 指令中 PLS 指令僅在輸入信 號 X0 有效的上升沿使 M0 輸出 有

23、效，置位指令使 Y0 置位“1”。 PLF 指令在輸入信號 X1 有效的 下降沿使 M1 輸出有效，復位指 令使 Y0 復位“0”。其梯行圖和 脈沖波形圖如圖9-16所示 在相應功能指令后加 P，該指令就成為只執(zhí)行一次的微分功能指令 分析圖9-17a和 b 中程序我們可了解微分執(zhí)行功能的用途。設輸人信號 X3 接通，且接通時間為 n 個掃描周期(一般無法精確控制接通時間)，則圖 a 程序 D0 中內(nèi)容為(DO)+n (D1)，而圖 b 程序中 DO 內(nèi)容為(DO)+(D1)圖9-16 脈沖輸出指令信號a) 梯行圖 b)波形圖 圖9-17 微分執(zhí)行功能6)有效輸入信號的電平保持時間 PLC 的工

24、作方式是采用集中采樣，集中輸出形式，如圖9-18示。PLC 運行時掃描周期 T，其中t1為輸入采樣階段，t 為程序指令執(zhí)行階段，t2 為輸出階段即 T=t1 + t + t2。如果輸入信號電平保持時間 ti T，那么 PLC 就不能保證采到這個輸入信號。如果要保證輸入信號有效，輸入信號的電平保持時間必須大于 PLC 工作掃描周期圖9-18 輸入信號與掃描周期關系應使 ti T7)線圈重復輸出問題 PLC 自檢功能中具有線圈重復輸出出錯提示功能，PLC 用戶程序中不允許出現(xiàn)重復輸出編程，如果出現(xiàn)“重復輸出”則系統(tǒng)軟件出現(xiàn)錯誤，編譯無法通過 從工作原理看，圖9-19所示，雖然程序段 A 和程序段

25、B 中都有 OUT Y501 指令，但程序執(zhí)行過程中不可能在一個掃描周期中同時執(zhí)行程序段 A 和程序段 B，這就保證 PLC 在一次掃描運行中只刷新 Y501 輸出繼電器一次，但是系統(tǒng)軟件編譯不能通過。 第二種情況是信號過渡，如內(nèi)部輔助繼電器用作中間繼電器信號過渡功能時是允許重復輸出的，應用如圖9-20所示。圖9-19 輸入繼電器“重復輸出”例子圖9-20 重復使用M0、M28)用戶應用程序加密 中、高檔的 PLC 均提供了 Pass Word 設置功能，PLC 系統(tǒng)旦設置了 Pass Word，再要進入或復制用戶應用程序就必須鍵入正確的 Pass Word，否則就無法進人或修改用戶應用程序。

26、由于各 PLC 生產(chǎn)商生產(chǎn)的 PLC 種類各異，Pass Word 的設置也不完全相同。FX2N 系列可編程序控制器的 Pass Word 設置方法：在聯(lián)機操作方式下，作為可設置的用戶FX2N 程序保護級別有三種：第一種禁止全部操作級:A x x x x x x x第二種防盜級： B x x x x x x x第三種防止誤寫入級： C x x x x x x x 每個 Pass Word 開始由字母 ABC 開始，表明保護級別，后 7 位由十六進制數(shù)構(gòu)成，用戶可根據(jù)各自需要選用，下表列出了各級保護有效功能功能 保護級禁止全部操作級防盜級防止誤寫入級備注程序讀入 00：表示 可使用：表示不可使用

27、寫入 插入 刪除 監(jiān)視軟元件監(jiān)測 0 0導通檢查 0動作狀態(tài)監(jiān)視 0 0測試當前值變更 0 0設定值變更 方式項目單參數(shù) 程序檢查 0軟元件變換 傳送 鎖存清除 0 0 Pass Word 設置步驟： 在聯(lián)機 Online 方式項目單上選擇第 4 項參數(shù)欄4. PARAMETERDEFAULT SETTING YES NOMEMORY SETTING2K-SETP 4K-SETP8K-SETP nK-SETPENTRYENTERDELETEGOGO設定默認約定時，將光標對準“YES”，按 GO 鍵；設定參數(shù)設置時，將光標對準“NO”，按 GO 鍵。變更存儲器容量設置時將光標對準要變更的內(nèi)存容量

28、數(shù)，然后按 GO 鍵確認。設置 Pass Word 時，將光標對準“ENTER”，輸入Pass Word A/B/C x x x x x x x ,按GO 鍵確認。刪除 Pass Word 時，將光標對準“DELETE”鍵入已設置的 Pass Word，在按 GO 鍵確認（三）狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編程1、狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖（SFC 又稱狀態(tài)流程圖） 狀態(tài)流程圖進行程序設計時幾個步驟：(1) 畫狀態(tài)流程圖(2) 在狀態(tài)流程圖上以 PLC 輸入點或其他元 件定義狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件(3) 按照機械或工藝提供的電氣執(zhí)行元件功 能表 2、步進順序控制系統(tǒng)程序設計 圖9-21是一個液壓驅(qū)動滑臺自動工作狀況狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖示例 圖9-2

29、2是一個液壓驅(qū)動的滑臺雙向進給的控制設計流程圖舉例圖9-21 液壓滑臺自 動工作 狀況狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖圖9-22 液壓滑臺雙向進給 控制狀態(tài)流程圖五、PLC主機及其模塊的選用選擇的基本原則：1、根據(jù)控制量(I/O量、模擬量)的數(shù)量選擇 2、廠家及型號的選擇 3、是否可現(xiàn)場在線編程的選擇4、擴展模塊選擇 5、開關輸入形式的選擇 6、開關輸出形式選擇 7、內(nèi)存容量選擇 8、其他特性選擇 第二節(jié) PLC典型應用程序設計方法一、程序設計內(nèi)容PLC 程序設計方法與嵌入式計算機匯編語言編程方法相類似，編程工作主要是對硬件進行控制，因此程序設計必須在硬件設計基本完成后進行。程序設計前對系統(tǒng)的理解和技術準備工作：程

30、序框圖設計；編寫程序；模擬仿真和測試；編寫程序說明書。1）程序設計前對系統(tǒng)的理解 和技術準備工作 程序設計前準備 3 個方面： (1)了解系統(tǒng)概況,對系統(tǒng)有整體概念 (2)熟悉被控制對象 (3)硬件電路的詳細分析 2）軟件工具的應用3）程序框圖設計4）編寫程序5）模擬仿真和測試6）編寫程序說明書 概括上述可給出 PLC 程序設計流程圖，如圖9-23所示 圖9-23 PLC程序設計流程圖圖9-23 PLC程序設計流程圖圖9-23 PLC程序設計流程圖二、常用典型電路 例舉部分簡單組合電路的設計方法及梯行圖結(jié)構(gòu)設計方法。1、斷電延時定時器 定時器在 PLC 中的定時方式是通電延時定時器，實際應用中

31、常常需要組成斷電延時定時器。對于西門子S7-200 PLC 已提供了這種功能，設計者可以直接引用 對于 FX2N 系列的斷電延時定時器程序如圖9-24所示圖9-24 斷電延時定時器梯形圖X002 斷電 Y000 延時斷開 圖9-24中，當 X002 為 ON 時，其常開接點閉合，輸出繼電器 Y000 接通并自保持，但定時器 T5 卻無法接通。只有 X002 斷開（OFF）時，且斷開時間達到設定值 10s時，輸出 Y000 才由 ON 變 OFF，由此實現(xiàn)斷電延時定時的功能。斷電延時定時器的時序圖如圖9-25所示。圖9-25 斷電延時定時器的時序圖2、雙延時定時器 雙延時定時器是指 X002 通

32、電和斷電則 Y000 均延時的定時器，其電路的梯形圖組成如 圖9-26 所示。時序圖如 圖9-27 所示。 圖9-26 雙延時定時器梯形圖圖9-27 雙延時定時器時序圖3、長延時定時器 FX2N 和 S7-200 系列 PLC 定時器的最大定時時間為 3276.7s。如果需要計時的時間超過了定時器的最大計時時間，可以考慮將多個定時器、計數(shù)器聯(lián)合使用，以擴大其延時時間。 長延時定時器方法之一如 圖9-28 所示（X000接通Y000長延時）， 其時序圖如 圖9-29 所示圖9-28 長定時器方 法一梯形圖圖9-29 長定時器方法一時序圖長延時定時器方法之二如圖9-30 所示， X000 接通Y0

33、00 長延時接通其時序圖如 圖9-31 所示 圖9-30 長定時器方法二梯形圖圖9-31 長定時器方法二時序圖延時時間為：（定時器設定時間t1+掃描周期t）計數(shù)器 次數(shù)n4、計數(shù)器擴展 計數(shù)器擴展可以將多個計數(shù)器串級組合，以達到擴大計數(shù)器范圍的目的。其計數(shù)數(shù)值為多個計數(shù)器計數(shù)的乘積值。FX2N系列和 S7-200 系列 PLC 的計數(shù)器分為 3 種：遞增計數(shù)器，遞減計數(shù)器和遞增/遞減計數(shù)器。其最大計數(shù)值為 32767。S7-200 系列 PLC 兩級計數(shù)器串級組合梯形圖如 圖9-32 所示。圖9-32 S7-200 PLC 計數(shù)器的擴展5、分頻電路梯行圖設計 分頻電路（頻率降低）是對 PLC

34、的輸入信號頻率實現(xiàn)分頻，例如采用 2 分頻電路實現(xiàn)對輸入信號頻率的分頻如圖9-33所示。X000 輸入的頻率為“2”則Y000輸出頻率為“1”圖9-33 2分頻的電路工作原理：當輸入脈沖信號加入 X000 端有效時 ON，輔助繼電器 M200 接通一個掃描周期時序 T輸出 Y000 也接通并自鎖，當?shù)诙€脈沖到來時，輔助繼電器 M200 接通，M200 常開接點通過 Y000 的閉合(常開)接點使 Y001接通 輸出 Y000 常閉接點斷開，使 Y000斷開。上述工作過程循環(huán)往復，使輸出 Y000 的輸出頻率為輸入端 X000信號頻率的一半。其時序圖如 圖9-34 所示圖9-34 2分頻的電路

35、時序圖 6、閃光電路梯形圖設計 閃光電路主要是控制輸出接點的通斷占空比率，從而達到閃爍的結(jié)果。常用閃光電路的設計方法是用兩個定時器或兩個計數(shù)器來實現(xiàn)。閃光電路梯形圖如圖9-35所示。圖9-35 閃光電路梯形圖工作原理： X002 為閃光起動輸入按鈕，X003 為閃光停止輸入按鈕。當 X002 為 ON 時，輸出繼電器 Y000 接通并自鎖，Y000 常開接點接通輸出繼電器 Y001（亮）。1s 后，定時器 T0 動作，常閉接點斷開輸出繼電器 Y001（滅），其常開接點接通定時器 T1。又經(jīng)過 1s，T1 常閉接點斷開 T0，使 T0 復位，T0 的常閉接點接通 Y001 ，T0 的常開接點斷開

36、 T1，T1 的常閉接點又接通 T0。這樣，輸出繼電器 Y001 所接的負載（燈）以通電 1s，斷電 1s 的頻率不停的閃爍，直到按下閃光停止輸入按鈕 X003 為止。若要改變閃光電路輸出的頻率，只需改變兩個定時器 T0、T1 的時間常數(shù) K 即可 7、脈沖發(fā)生器設計 改變輸出端子輸出信號的占空比，即改變輸出端子的頻率和脈沖寬度，其實質(zhì)就是一種脈沖發(fā)生器的組成輸出方式。圖9-36是單脈沖發(fā)生器產(chǎn)生電路的梯形圖圖9-36 多脈沖發(fā)生器梯形圖圖9-37 是多脈沖發(fā)生器的時序圖圖8-37 多脈沖發(fā)生器時序圖 8、多諧振蕩器設計 多諧振蕩電路可以產(chǎn)生按特定的通/斷間隔的時序脈沖，通常用它作為脈沖信號源

37、，也可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的閃光報警繼電器，作為閃光報警。圖9-38、圖9-39、圖9-40為 FX2N及 S7-200 系列 PLC 實現(xiàn)多諧振蕩的電路梯形圖脈沖信號的占空比由兩個定時器設定圖9-38 FX2N多諧振蕩電路的梯形圖圖9-39 S7-200多諧振蕩電路的梯形圖T5圖9-40 FX2N多諧振蕩電路的時序圖 9、比較電路梯行圖設計 比較電路是按預先設好輸出的要求，然后對輸入的信號 A、B 進行比較，選擇接通某一輸出。電路梯形圖如圖9-41所示當 X000、Y001 同時接通，Y000 有輸出當 X000、Y001 都不接通，Y001 有輸出當 X000接通、Y001 不接通，Y002有輸出當

38、 X000不接通、Y001 接通，Y003有輸出圖9-41 比較電路梯形圖10、優(yōu)先級設計 (1)兩個輸入信號優(yōu)先級電路兩個輸入信號優(yōu)先級電路的梯形圖如圖9-42 所示。輸入信號 X000 和 X001 先到者取得優(yōu)先權(quán),后到者無效圖9-42 優(yōu)先級電路梯形圖M0M1M1M0M0M0M1M1(2)多個輸入信號優(yōu)先級電路在故障檢測系統(tǒng)中，故障種類有種，當發(fā)生一個故障時，可能引起多個故障，如何準確判斷是哪一個故障是最先出現(xiàn)的，則對于分析和處理故障是極為有利的。4 個輸入信號的先輸入優(yōu)先控制電路梯行圖如圖9-43所示圖9-43 4個輸入信號的優(yōu)先電路梯形圖M002在 4 個輸入信號 A、B、C、D

39、中的任何一個輸入信號首先出現(xiàn)，例如 B 信號出現(xiàn)，則 M000 接通，其常閉觸點 M001 全部打開，這時后到來的輸入信號 A、C、D 都無法使 M000、M002、M003 接通，從而可以迅速判斷出 A、B、C、D 中哪一個輸入信號是首發(fā)信號三、應用軟件設計標準程序設計標準是 PLC 設計人員共同執(zhí)行的統(tǒng)一規(guī)定。 由計算機、PLC構(gòu)成的多級分布式控制系統(tǒng)，PLC 網(wǎng)絡控制系統(tǒng)中，程序設計必須遵循統(tǒng)一的一個標準。程序設計中的標準只是規(guī)定一些具有公共性的和能夠統(tǒng)一的基本結(jié)構(gòu)，而不是對程序的細節(jié)和具體問題的處理方法作嚴格的限制1、程序結(jié)構(gòu)標準 主程序基本結(jié)構(gòu)，處理程序的現(xiàn)后順序，程序結(jié)構(gòu)框圖等。

40、2、內(nèi)存分配標準 內(nèi)存要統(tǒng)一分配使用。對離散量工作區(qū)、數(shù)字量工作區(qū)、隨機存儲區(qū)和通信接口區(qū)等 3、順序控制標準 規(guī)定一個完整的順序器結(jié)構(gòu)，各步的內(nèi)容及其間的關系 4、公共邏輯標準 制定一套統(tǒng)一的控制方法，明確其各信號之間的邏輯關系，繪制出程序框圖，供共同參考 5、標準模塊 共有的控制功能進行統(tǒng)一程序設計， 并制成標準模塊，給出標準模塊的輸入輸出接口，供集體在程序接口調(diào)用。 6、通信標準系統(tǒng) 統(tǒng)一規(guī)定好通信的數(shù)據(jù)格式、通信標準協(xié)議和通信接口等 7、注釋標準 有統(tǒng)一的標準格式和編寫方法，規(guī)定其內(nèi)容、縮寫含義等等 8、文件標準 每個文件都應有統(tǒng)一的格式、統(tǒng)一的編號、統(tǒng)一的名稱等等，以便于查找和歸檔

41、第三節(jié) PLC控制系統(tǒng)的安裝與布局一、PLC 控制系統(tǒng)電氣 設備總體布局設計PLC 控制系統(tǒng)屬于帶電子控制裝置的低壓電器電控設備，它的布局首先應遵循國家低壓電器電控設備布局原則，在控制系統(tǒng)布局設計時，還應顧及電子控制裝置的特點，使系統(tǒng)的可靠性和壽命進步提高二、低壓電器電控設備布局基本原則電控系統(tǒng)由電器元件組成，每一器件根據(jù)各自的作用都有一定的裝配位置；有些器件安裝在控制柜中(如繼電器、接觸器、控制器、調(diào)節(jié)器等各種控制電器等)；有些器件安裝在機械設備的相應部位上(如傳感器、行程開關、接近開關等)；還有些器件則要安裝在面板或操作臺上(如各種控制按鈕、指示燈、顯示器等)1、組件劃分 根據(jù)電控設備的生

42、產(chǎn)、維護、調(diào)試和運行可靠性等因素綜合考慮的。組件劃分原則為： 功能類似的元器件組合在一起 盡可能減少組件間的聯(lián)線數(shù)量，接線關系密 切的元器件置于同一組件中 強/弱電分開，盡量減少系統(tǒng)內(nèi)部干擾影響 力求美觀、整齊、外形尺寸盡量采用標準化 便于檢查與調(diào)試，經(jīng)常調(diào)節(jié)和維護的器件應 組合在一起 2、組件連接方式 電器板、控制板、設備電器等部件進出線必須通過接線端子，端子規(guī)格按電流大小、電壓等級和端子上進出線選用。通常，一個端子接一根導線，最多不超過兩根。若將 23 根導線壓入同一接線端內(nèi)時，可看作一根導線，但這種情況應考慮其載流量。電氣柜(箱)與被控設備或電氣柜(箱)間應采用多孔接插件連接，以便拆裝和

43、搬運。 3、元器件布局原則 電氣柜、電器板的元件布局按下述原則設計： 體積大的和份量重的元件宜安裝在控 制柜的下部，以降低柜體重心 發(fā)熱元器件安裝在控制柜上部，以避 免對其他器件的熱影響；熱敏元器件 應盡量遠離發(fā)熱元件，減少熱因素對 熱敏元器件影響需經(jīng)常維護、調(diào)節(jié)的元器件宜安裝在 便于操作的位置 外形尺寸與結(jié)構(gòu)類似的元器件宜放在一 起，以便安裝、配線，使外觀整齊 電器元件布置不宜過密，必須根據(jù)低壓 電器安裝標準，留有一定間隙。若采用 板前走線槽配線方式，應適當加大各排 電器元件的間距，以利于安裝、配線和 維護 將散熱器和發(fā)熱元器件置于風道中，以 得到良好的散熱條件；而熔斷器、熱繼 電器則應置于

44、風道外，避免改變它們的 保護特性 4、可編程序控制器布局 可編程序控制器可直接用于工業(yè)環(huán)境下，它對使用環(huán)境要求不高，但這并非意味 PLC 對使用環(huán)境沒要求，若 PLC 在下列任一環(huán)境中使用，都會影響 PLC 壽命，甚至會影響其操作性能1)環(huán)境溫度低于 0 或高于 55的場所2)溫度變化急劇和凝露場所3)環(huán)境濕度低于 10或高于 90的場所4)具有高腐蝕氣體或易燃氣體的場所5)有過多塵埃(特別是導電塵埃)或氯化物 的場合6)PLC 會接觸到水、油或化學試劑的場合7)直接暴露在陽光下的場合第四節(jié) PLC控制系統(tǒng)應用舉例一、開關量邏輯控制 (一)PLC在機械手搬物控制中的應用(順序控制類型)1、裝置

45、簡介 參照圖9-44機械手動作示意圖，機械手按下述順序周而復始地搬物 圖9-44 機械手搬物動作示意圖工作過程如下：1）原位狀態(tài)下(機械手在右限、下限位置 SQ1 動作)，按起動按鈕，機械手松開， 傳送帶 B 開始運行，機械手從右下限開 始上升2）上升到上限行程開關 SQ3 動作，上升 結(jié)束，機械手開始左旋3）左旋到左限行程開關 SQ2 動作，左旋動 作結(jié)束，機械手開始下降4）下降到下限行程開關 SQ4 動作，下降動 作結(jié)束，傳送帶 A 起動5）傳送帶A向機械手方向前進一個物件 的距離后停止，機械手開始抓物6）機械手抓工件，抓物延時 1s 時間， 抓物動作結(jié)束，上升運動開始7）上升到上限行程開

46、關 SQ3 受壓動作， 上升運行結(jié)束，機械手開始右旋8）右旋到右限行程開關 SQ1 受壓動作， 右旋運動結(jié)束，機械手開始下降9）下降到下限行程開關 SQ4 受壓動 作，下降運動結(jié)束，放松物件10）經(jīng) t 延時，放物動作結(jié)束， 個工作循環(huán)完畢。系統(tǒng)中傳送 帶 B 隨機械手起動而開始連續(xù) 運行，隨工作結(jié)束而停止2、輸入輸出分析 分析系統(tǒng)信號輸入輸出要求，系統(tǒng) IO 信號全部為開關量，其中：1) 輸入信號為 9 個開關量信號，它們 分別為：起動、停止、連續(xù)單循環(huán) 選擇、左限、右限、上限、下限、抓 物測量和物體測量。2) 輸出信號為 8 個開關量控制信號， 它們分別為：傳送帶 A、傳送帶 B、 左旋、

47、右旋、上升、下降、抓物和放 物3、用戶程序容量估計 分析系統(tǒng)控制要求，一個工作循環(huán)分成10 個工步，每工步完成一些簡單動作。因此，控制用的程序估計較短，約在兩百步4、PLC選型 綜合分析系統(tǒng)要求，考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性和技術指標，選用三菱公司微型 PLC，任何機型都可以5、安排IO端口及所用內(nèi)部元件地址 機械手控制系統(tǒng)I/O地址表如表9-2所示表9-2 機械手PLC控制的I/O地址表輸 入 輸 出器件代號地址號功能說明器件代號地址號功能說明SQ1X0回轉(zhuǎn)缸右限/左限開關YV1Y1氣缸右旋SQ2X1YV2Y2氣缸左旋SQ3X2手臂上升/下降氣缸開關YV3Y3手臂上升SQ4X3YV4Y4手臂下降開關0X

48、4單步執(zhí)行YV5Y5夾緊與放松開關1X5循環(huán)執(zhí)行M1（KA1）Y0傳送帶A運行開關2X6手動啟動M2（KA2）Y6傳送帶B運行開關3X7手動復位開關4X10手動到原點開關5X11緊急停止6、PLC的I/O電氣接線圖 機械手的 PLC I/O 電氣接線圖如圖9-46所示。SQ1SQ2 四個開關、開關 05 分別接 PLC 的 X0X7、X10、X11 10 個輸入，輸出 Y1Y5分別接電磁閥的 YV1YV5圖9-46 機械手的PLC I/O電氣接線圖7、PLC順序控制梯形圖 根據(jù)工步及工步轉(zhuǎn)換條件編制LPC順序控制梯形圖(見圖9-47)，由于系統(tǒng)控制規(guī)律是順序控制，后一工步工作條件是以前工步完成

49、為前提，這種控制規(guī)律最適宜采用移位寄存器移位控制方式。圖9-47 機械手順序控制梯形圖8、程序輸入與調(diào)試 將編制的程序輸入可編程控制器，在 PLC 運行狀態(tài)下輸入相應控制信號和現(xiàn)場模擬信號進行程序調(diào)試、修改和完善。一般控制系統(tǒng)中考慮系統(tǒng)調(diào)試、維護工作，應有手動控制功能程序執(zhí)行的指令表如下：LD M8002 LD X1 OUT T4 STL S27SET S0 OUT T1 K10 LDI X3STL S0 K10 LD T4 ANI Y3LD X0 LD T1 SET S25 OUT Y4AND X6 SET S22 STL S25 LD X3SET S20 STL S22 LDI X2 OU

50、T T7STL S20 LDI X3 ANI X4 K10SET Y6 ANI Y3 OUT Y3 RST Y6RST Y5 OUT Y4 LD X2 LD T7LDI X2 LD X3 OUT T5 SET S28OUT Y3 SET T2 K10 STL S28LD X2 K10 LD T5 RST Y5OUT Y3 LD T2 SET S26 OUT T8LD X2 SET S23 STL S26 K20OUT T0 STL S23 LDI X0 LD T8 K10 OUT Y0 ANI Y2 AND X4LD T0 OUT T3 OUT Y1 OUT S0SET S21 K20 LD

51、X0 LD T8STL S21 LD T3 OUT T6 AND X5LDI X1 SET S24 K10 OUT S20ANI Y1 STL S24 LD T6 RETOUT Y2 SET Y5 SET S27 RND(二)PLC在數(shù)控加工中心刀具庫控制中的應用 (隨機信號控制類型)1、加工中心刀具庫換刀方式 刀庫設備結(jié)構(gòu)如圖9-48所示，刀庫中存放 20 把刀具供加工時選用。 換刀一般采用兩種控制方式，即固定存放換刀控制和隨機存取換刀控制。固定存取換刀控制中： 刀庫中各刀具的位置是固定的，刀具選擇指令(CNC 來的 T 代碼)是以刀套編號為存取地址來控制存取刀動作，即原來從哪一刀套編號中取

52、出的刀具，在使用完畢后仍歸還到那刀套中。隨機換刀控制中： 還刀的位置是隨機的，刀具選擇指令(CNC 來的 T 代碼)與刀套編號無關，指令僅以刀具自身的直接編號為目標。這種換刀方式在新刀具取出后，刀庫不需轉(zhuǎn)動，立即隨機存入原先使用的刀具，即換刀、存刀一次完成，縮短了換刀時間。圖9-48 機械手自動換刀加工中心圖9-49是以刀套號編碼的 T 代碼功能處理示意圖圖9-49 T 功能處理示意圖 數(shù)控加工中心在加工過程中，根據(jù)加工工藝要求，在需要換刀時送出 T代碼指令給 PLC (見圖9-49)，PLC 接受代碼并經(jīng)譯碼后在數(shù)據(jù)表中搜尋，找到T代碼指定的新刀號所在的數(shù)據(jù)表地址，將獲取的刀號與現(xiàn)行使用刀號

53、比較，如果不符，則將控制信號送刀庫回轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)驅(qū)動刀庫旋轉(zhuǎn)，直到新刀號位置定位在取刀口，刀庫停止回轉(zhuǎn)后由機械手換刀2、加工中心刀庫定位控制應用(1)控制要求1)根據(jù)加工要求，自動將指定刀具轉(zhuǎn)至換刀位置(取刀口)。2)刀庫盤上共有 20 把刀具供選擇。3)為提高換刀效率，要求換刀時按最小旋轉(zhuǎn)角(180 )轉(zhuǎn)動。4)為提高定位精度，當指令刀具號轉(zhuǎn)到距取刀口兩個位置時減速。(2)輸入輸出及所用內(nèi)部元件地址分配如表9-3。表9-3 刀庫輸入輸出及內(nèi)部繼電器地址分配 序號輸入輸出數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)部繼電器 1X000刀具檢測Y000正傳D10現(xiàn)值M200軟件換刀命令 2X003復位按鈕Y001反轉(zhuǎn)D

54、11設定值M201啟動微分信號 3Y002減速D12差值M202復位微分信號 4Y003停車M203正傳標志 5M204反傳標志 6M205減速標志 7M206刀具測量信號 8M207停止信號(3) 自動換刀程序流程圖 由系統(tǒng)控制要求，設計控制程序流程圖（見圖9-50）。(4) 根據(jù)軟件流程圖設計梯形圖1)設 PLC 接受 CNC 的 T 指令，并將經(jīng)譯碼后的刀套設定值送 DM011，T 指令發(fā)出刀庫回轉(zhuǎn)控制命令脈沖(1200 接通一個掃描周期)。2)復位按鈕按下，立即數(shù) #0001 送 DM011 內(nèi)存，發(fā)出 1# 刀換刀命令。自動換刀定位控制梯形圖如 圖9-51所示。3)程序中使用的特殊繼

55、電器說明M8000 PLC 運行時為 ON。M8002 初始化繼電器，PLC 運行第一個掃描周期 ON。M8021 算術減運算借位時為 ON。M8022 算術加運算進位時為 ON。圖9-50 自動換刀程序流程圖圖9-51 自動換刀程序梯行圖二、帶模擬量控制系統(tǒng)PLC 在瀝青混凝土拌和生產(chǎn)線上的應用(帶模擬量及通信類型)裝置及控制要求簡介：系統(tǒng)要求能連續(xù) 16h 工作；要求瀝青混凝土拌和的油石比精確；要求生產(chǎn)過程中的每一拌料具有數(shù)據(jù)備查功能等。裝置組成如圖9-52所示這個應用例子主要說明 3 個問題，系統(tǒng)設計、AD 轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)通信。為此，我們將系統(tǒng)控制作了較大修正與簡化，僅將點劃線中部分作為控制

56、對象，其中四種不同直徑顆粒的石料改成兩種，兩種粉料改為一種。系統(tǒng)根據(jù)工程上瀝青混凝土具體配比要求，由料倉將料放入稱料斗稱料，稱料完畢后按一定順序(見圖9-52)放人拌缸攪拌，拌缸攪拌的同時，料斗又開始下一循環(huán)稱料，拌缸中的料經(jīng)一定時間(30-45s)攪拌后放入小車并存放到貯料罐。簡化后的控制對象工作要求如圖9-53所示。圖9-52 瀝青混凝土拌和生產(chǎn)線示意圖圖9-53 生產(chǎn)線稱量控制要求1、控制要求分析 系統(tǒng)稱料分成三路：石料、石粉和瀝青三種材料根據(jù)工程配方開始稱料：石料秤斗先稱取 1# 石料，稱量值到，關閉 1# 石料倉門接著秤料斗開始稱 2# 石料，直至 2# 稱量值到，關2#倉門粉秤斗稱

57、料過程與石料類相同而瀝青斗稱料作了技術處理： 兩步進行，第一步與石料、石粉同步稱量，稱瀝青所需量的 80，余下20等石料稱料結(jié)束，第二步根據(jù)石料稱量偏差對瀝青稱量作修正實際加人瀝青量的百分比為：式中，X 為瀝青量在一拌料中的百分比。2、系統(tǒng)信號關系分析 簡化后的系統(tǒng)輸入開關量信號是 9個，輸出開關量信號 10 個，模擬量信號 3 個。要把模擬量信號采人可編程序控制器，必須經(jīng)過模擬量數(shù)字量轉(zhuǎn)換，各種 PLC 的轉(zhuǎn)換模塊各有差異，但基本原理是一致的。為掌握模擬信號采集應用，下面介紹 FX2N-4AD 特殊功能模塊的使用方法(1)FX2N-4AD的技術指標 見第五章表5-2(2)模塊編號 FX2N-

58、4AD 需接在FX2N基本單元右邊擴展總線上，從最近基本單元的那一個模塊開始，順次地址編號為 0-7 號，如下圖所示(非特殊功能模塊不計人編號順序)，該編號 0 將用作 4AD 模塊數(shù)據(jù)讀寫地址號 表5-2 FX2N-4AD技術指標項目電壓輸入電流輸入根據(jù)是電流輸入還是電壓輸入，使用端子有不同模擬量輸入范圍DC-10+10V(輸入電阻200K)絕對最大輸入15VDC-20+20mA(輸入電阻250)絕對最大輸入32mA數(shù)字量輸出范圍帶符號位的16位二進制（有效數(shù)值11位）+2047以上固定為+2047，-2048以下固定為-2048分辨力5mV(10V1/2000)20A(20mA1/1000

59、)綜合精確度1%(相對于最大值)轉(zhuǎn)換速度15ms（14）通道（高速轉(zhuǎn)換方式時在版本V2.00以下時為6ms14通道）隔離方式光電隔離及采用DC/DC轉(zhuǎn)換器使輸入和PLC電源間隔離（各輸入端子間不隔離）模擬量用電源DC（24V2.4V），50mA輸入輸出占有點數(shù)程序上為8點（計輸入或輸出點均可），由PLC供電的消耗功率為5V30mA(3)緩沖寄存器(BFM)分配與說明 FX2N-4AD是一可編程模塊，它與基本單元的數(shù)據(jù)通訊是由 FROMTO 指令完成 FROM 是基本單元從 FX2N-4AD 讀取數(shù)據(jù)指令，TO 是基本單元將數(shù)據(jù)寫到 FX2N-4AD 模塊的指令。實際上，這些讀寫操作都是對 FX

60、2N-4AD 的緩沖寄存器 BFM 進行操作， FX2N-4AD 的緩沖寄存器區(qū)由 32 個 16bit 的寄存器組成，編號為 BFM#031，其功能見第五章表5-3FX2N-80MRFX2N-16EXFX2N-8EYFX2N-4AD模塊地址0 表5-3 FX2N-4AD BFM#0BFM#31的分配BFM內(nèi)容*#0通道初始化設定：默認設定值H0000，BFM0中寫入4位十六進制分別設定4個通道工作方式*#1通道1平均采用次數(shù)設定14096，默認設定值8。設定值超出范圍按默認值8處理*#2通道2*#3通道3*#4通道4#5通道1存放各通道經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字量平均值，數(shù)據(jù)由FROM指令讀取#6通