畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc263587288 第1章 前 言 PAGEREF _Toc263587288 h 1 HYPERLINK l _Toc263587289 1.1 設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn) PAGEREF _Toc263587289 h 1 HYPERLINK l _Toc263587290 1.2 設(shè)計(jì)的一般步驟 PAGEREF _Toc263587290 h 1 HYPERLINK l _Toc263587291 第2章 機(jī)械手設(shè)計(jì)簡介 PAGEREF _Toc263587291 h 2 HYPERLINK l _Toc263587292 2.1 設(shè)

2、備的控制要求 PAGEREF _Toc263587292 h 2 HYPERLINK l _Toc263587293 2.2 裝置簡介 PAGEREF _Toc263587293 h 3 HYPERLINK l _Toc263587294 第3章 PLC選型及資源配 PAGEREF _Toc263587294 h 5 HYPERLINK l _Toc263587295 3.1 PLC原理及應(yīng)用 PAGEREF _Toc263587295 h 5 HYPERLINK l _Toc263587296 3.1.1 可編程控制器 PAGEREF _Toc263587296 h 5 HYPERLINK

3、l _Toc263587297 3.1.2 PLC的開展趨勢 PAGEREF _Toc263587297 h 5 HYPERLINK l _Toc263587298 與單片機(jī)相比擬PLC的特點(diǎn) PAGEREF _Toc263587298 h 6 HYPERLINK l _Toc263587299 3.1.4 PLC的根本組成及工作原理 PAGEREF _Toc263587299 h 6 HYPERLINK l _Toc263587300 3.1.5 PLC各組成局部的作用 PAGEREF _Toc263587300 h 10 HYPERLINK l _Toc263587301 3.2 控制系統(tǒng)

4、構(gòu)成圖 PAGEREF _Toc263587301 h 12 HYPERLINK l _Toc263587302 3.2.1 控制系統(tǒng)如圖 PAGEREF _Toc263587302 h 12 HYPERLINK l _Toc263587303 3.2.2 輸入/輸出分析 PAGEREF _Toc263587303 h 13 HYPERLINK l _Toc263587304 用戶程序容量估計(jì) PAGEREF _Toc263587304 h 13 HYPERLINK l _Toc263587305 3.3 PLC選型 PAGEREF _Toc263587305 h 13 HYPERLINK l

5、 _Toc263587306 3.3.1 PLC機(jī)型選擇 PAGEREF _Toc263587306 h 13 HYPERLINK l _Toc263587307 3.3.2 FX2N系統(tǒng)的根本單元 PAGEREF _Toc263587307 h 13 HYPERLINK l _Toc263587308 3.3.3 FX系列的局部特殊功能模塊 PAGEREF _Toc263587308 h 14 HYPERLINK l _Toc263587309 3.4 FX系列PLC的編程器及其它外部設(shè)備 PAGEREF _Toc263587309 h 17 HYPERLINK l _Toc26358731

6、0 3.4.1 FX系列編程器 PAGEREF _Toc263587310 h 17 HYPERLINK l _Toc263587311 3.4.2 其它外部設(shè)備 PAGEREF _Toc263587311 h 17 HYPERLINK l _Toc263587312 3.5 FX系列PLC各單元模塊連接 PAGEREF _Toc263587312 h 17 HYPERLINK l _Toc263587313 3.6 FX系列PLC的性能指標(biāo) PAGEREF _Toc263587313 h 18 HYPERLINK l _Toc263587314 3.6.1 FX系列PLC性能比擬 PAGER

7、EF _Toc263587314 h 18 HYPERLINK l _Toc263587315 3.6.2 FX系列PLC 的環(huán)境指標(biāo) PAGEREF _Toc263587315 h 18 HYPERLINK l _Toc263587316 3.6.3 FX系列PLC的輸入技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc263587316 h 19 HYPERLINK l _Toc263587317 3.6.4 FX系列PLC的輸出技術(shù)指標(biāo) PAGEREF _Toc263587317 h 19 HYPERLINK l _Toc263587318 3.7 FX系列PLC的編程器元件 PAGEREF _Toc2

8、63587318 h 20 HYPERLINK l _Toc263587319 3.7.1 輸入繼電器X PAGEREF _Toc263587319 h 22 HYPERLINK l _Toc263587320 3.7.2 輸出繼電器Y PAGEREF _Toc263587320 h 23 HYPERLINK l _Toc263587321 3.7.3 輔助繼電器M PAGEREF _Toc263587321 h 23 HYPERLINK l _Toc263587322 3.7.4 狀態(tài)器S PAGEREF _Toc263587322 h 24 HYPERLINK l _Toc26358732

9、3 3.7.5 定時(shí)器T PAGEREF _Toc263587323 h 24 HYPERLINK l _Toc263587324 3.7.6 常數(shù)K、H PAGEREF _Toc263587324 h 25 HYPERLINK l _Toc263587325 3.8 FX系列PLC的根本指令 PAGEREF _Toc263587325 h 25 HYPERLINK l _Toc263587326 3.8.1 FX2N系列PLC的根本邏輯指令 PAGEREF _Toc263587326 h 25 HYPERLINK l _Toc263587327 3.8.2 FX系列PLC功能指令介紹 PAG

10、EREF _Toc263587327 h 28 HYPERLINK l _Toc263587328 3.9 PLC系統(tǒng)資源分配 PAGEREF _Toc263587328 h 30 HYPERLINK l _Toc263587329 第4章 控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)和調(diào)試 PAGEREF _Toc263587329 h 31 HYPERLINK l _Toc263587330 4.1 可編程序控制器的控制設(shè)計(jì)方法 PAGEREF _Toc263587330 h 31 HYPERLINK l _Toc263587331 4.1.1 梯形圖的編程規(guī)那么 PAGEREF _Toc263587331 h 31

11、 HYPERLINK l _Toc263587332 4.1.2 程序的順序控制設(shè)計(jì)法 PAGEREF _Toc263587332 h 33 HYPERLINK l _Toc263587333 4.1.3 程序的邏輯設(shè)計(jì)方法 PAGEREF _Toc263587333 h 33 HYPERLINK l _Toc263587334 4.2 PLC程序及調(diào)試說明 PAGEREF _Toc263587334 h 33 HYPERLINK l _Toc263587335 4.2.1 復(fù)雜程序的設(shè)計(jì)方法 PAGEREF _Toc263587335 h 33 HYPERLINK l _Toc2635873

12、36 4.2.2 PLC程序內(nèi)容和質(zhì)量 PAGEREF _Toc263587336 h 34 HYPERLINK l _Toc263587337 4.2.3 PLC程序的調(diào)試 PAGEREF _Toc263587337 h 35 HYPERLINK l _Toc263587338 第5章 機(jī)械手PLC程序 PAGEREF _Toc263587338 h 36 HYPERLINK l _Toc263587339 5.1 I/O和所用內(nèi)部單元地址分配 PAGEREF _Toc263587339 h 36 HYPERLINK l _Toc263587340 5.2 機(jī)械手軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PAGEREF

13、 _Toc263587340 h 37 HYPERLINK l _Toc263587341 5.3 機(jī)械手自動(dòng)操作系統(tǒng)流程圖 PAGEREF _Toc263587341 h 38 HYPERLINK l _Toc263587342 5.4 總程序結(jié)構(gòu)框圖 PAGEREF _Toc263587342 h 39 HYPERLINK l _Toc263587343 5.5 源程序 PAGEREF _Toc263587343 h 40 HYPERLINK l _Toc263587344 5.5.1 機(jī)械手手動(dòng)程序 PAGEREF _Toc263587344 h 40 HYPERLINK l _Toc2

14、63587345 5.5.2 機(jī)械手自動(dòng)程序 PAGEREF _Toc263587345 h 41 HYPERLINK l _Toc263587346 5.6 程序清 PAGEREF _Toc263587346 h 43 HYPERLINK l _Toc263587347 總結(jié)與展望 PAGEREF _Toc263587347 h 44 HYPERLINK l _Toc263587348 致 謝 PAGEREF _Toc263587348 h 45 HYPERLINK l _Toc263587349 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc263587349 h 46 HYPERLINK l _To

15、c263587350 附 錄 一 PAGEREF _Toc263587350 h 47 HYPERLINK l _Toc263587351 附 錄 二 PAGEREF _Toc263587351 h 48 HYPERLINK l _Toc263587352 附錄表A FX系列PLC局部功能指令一覽表 PAGEREF _Toc263587352 h 49第1章 前 言機(jī)械手是工業(yè)生產(chǎn)中常用的機(jī)械設(shè)備, 是現(xiàn)代企業(yè)和建筑工地不可缺少的運(yùn)輸工具, 它的動(dòng)作由相應(yīng)的控制系統(tǒng)控制，如采用傳統(tǒng)的繼電接觸控制,由于機(jī)械觸點(diǎn)多, 接線復(fù)雜, 因而控制裝置體積很大,并且故障率高, 可靠性差, 動(dòng)作精確度低。而可

16、編程控制器是以中央處理器為核心, 綜合了計(jì)算機(jī)和自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù), 具有可靠性高、功能完善、組合靈活、編程簡單、功耗低等優(yōu)點(diǎn)，已成為目前在機(jī)械手控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。它的使用大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位非常重要！本設(shè)計(jì)主要研究內(nèi)容： 要求有兩種工作方式：點(diǎn)動(dòng)和自動(dòng)操作；點(diǎn)動(dòng)操作時(shí)，用按鈕單獨(dú)操作機(jī)械上升或下降，右移或左移，夾緊或放松；自動(dòng)操作時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械從“原點(diǎn)開始工作，自動(dòng)完成一個(gè)工作循環(huán)過程，即將工件夾緊后，從A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)放下工件，

17、然后返回“原點(diǎn)等待下一次操作。1.1 設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)用可編程控制器，具有投資省、見效快的特點(diǎn)。因?yàn)槭褂肞LC控制機(jī)床電氣系統(tǒng)后，可去掉了機(jī)械手的中間繼電器、時(shí)間繼電器、順序控制二極管及電阻，使線路簡化。同時(shí)，由于PLC的高可靠性，輸入輸出局部還具有信號指示，這不僅使電氣故障次數(shù)大大減少，而且還能給準(zhǔn)確判斷電器故障的發(fā)生部位提供了很大的方便。論文從plc選型開始介紹，并按照設(shè)計(jì)的全過程逐次的介紹了系統(tǒng)資源配置、控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)集調(diào)試的方法、自動(dòng)操作系統(tǒng)流程圖、總程序結(jié)構(gòu)框圖、源程序、程序清單、梯形圖、電氣原理圖。1.2 設(shè)計(jì)的一般步驟1先要全面的了解被控對象的機(jī)構(gòu)、運(yùn)行過程等，并明確動(dòng)作邏輯關(guān)系；根

18、據(jù)系統(tǒng)的功能要求選擇PLC的型號及各種附加的配置，并有規(guī)那么，有目的分配輸入輸出點(diǎn)；2根據(jù)控制及流程要求，對應(yīng)輸入輸出開發(fā)相應(yīng)的應(yīng)用程序；同時(shí)連接PLC與外部設(shè)備的連線；3將編制完成的程序?qū)懭隤LC中，模擬工況運(yùn)行，進(jìn)行調(diào)試及修改；在模擬成功后，接入現(xiàn)場實(shí)際控制系統(tǒng)中進(jìn)行再次調(diào)試，直至完全通過為止。第2章 機(jī)械手設(shè)計(jì)簡介每設(shè)計(jì)都要分析被控對象并提出控制要求：1.詳細(xì)分析被控對象的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解被控對象機(jī)、電、液之間的配合，提出被控對象對PLC控制系統(tǒng)的控制要求，確定控制方案，擬定設(shè)計(jì)任務(wù)書。確定輸入輸出設(shè)備 2.根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備如：按紐、位置開關(guān)、轉(zhuǎn)換開

19、關(guān)及各種傳感器等和輸出設(shè)備如：接觸器、電磁閥、信號指示燈及其它執(zhí)行器等，從而確定與PLC有關(guān)的輸入/輸出設(shè)備，以確定PLC的I/O點(diǎn)數(shù)。2.1 設(shè)備的控制要求 設(shè)備應(yīng)具有“正常運(yùn)轉(zhuǎn)和“強(qiáng)制停止?？刂葡到y(tǒng)設(shè)有手動(dòng)、單周期、單步和連續(xù)4種工作方式，機(jī)械手在最上面和左邊且放松時(shí)，成為系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)或初始狀態(tài)。機(jī)械手自動(dòng)控制順序功能圖見圖1，機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)過程主要有八個(gè)動(dòng)作即為：原點(diǎn)下降夾緊上升右移 左移上升放松下降圖1 機(jī)械手的自動(dòng)控制順序功能 手動(dòng)操作時(shí)由按鈕操作對機(jī)械手的每一種運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制，在單步操作方式下，從初始步開始，按下啟動(dòng)按鈕X0后，系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到下一步，完成該步的任務(wù)后，自動(dòng)停止工作并

20、在該步，再按一下啟動(dòng)按鈕，又往前走一步。如選擇單周期工作方式，按下啟動(dòng)按鈕后，從初始步開始，機(jī)械手按順序功能圖見圖2的規(guī)定完成一個(gè)周期的工作后，返回并停留在初始步。原點(diǎn)下降夾緊上升右移 左移上升放松下降圖2 機(jī)械手的單周期控制順序功能選擇連續(xù)工作方式時(shí)，在初始狀態(tài)按下啟動(dòng)按鈕后機(jī)械手從初始步開始一個(gè)周期一個(gè)周期地反復(fù)連續(xù)工作，按下停止按鈕，并不馬上停止工作，完成最后一個(gè)周期的工作后，系統(tǒng)才返回并停留在初始步。在選擇單周期、連續(xù)和單步工作方式之前，系統(tǒng)應(yīng)處于原點(diǎn)狀態(tài)。如不滿足這一條件，可選擇原點(diǎn)工作方式，然后按回原點(diǎn)啟動(dòng)按鈕，使系統(tǒng)自動(dòng)返回原點(diǎn)狀態(tài)。在連續(xù)工作方式下設(shè)置兩種停車狀態(tài)：正常停車：在

21、正常工作狀態(tài)下的停車。按下停車按鈕，機(jī)械手完成最后一個(gè)周期的工作后，返回原點(diǎn)自動(dòng)停車。緊急停車：在發(fā)生故障或緊急狀態(tài)時(shí)的停車。按下緊急停車按鈕，機(jī)械手停止在當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)。當(dāng)故障排除后，需手動(dòng)回原點(diǎn)。2.2 裝置簡介 參照圖1機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖，機(jī)械手在連續(xù)工作方式下，機(jī)械手按下述順序周而復(fù)始地搬物：如圖31原位狀態(tài)下機(jī)械手在左、上限位置，按啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手開始下降。2下降到下限位行程開關(guān)動(dòng)作，下降結(jié)束，機(jī)械手開始夾緊。3機(jī)械手夾緊工件，直到計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間到，上升運(yùn)動(dòng)開始。4上升到上限行程開關(guān)受壓動(dòng)作，上升運(yùn)動(dòng)結(jié)束，機(jī)械手開始右移。5右移到右限行程開關(guān)受壓動(dòng)作，右移運(yùn)動(dòng)結(jié)束，等待工件檢測信號。6待無工

22、件信號到來，機(jī)械手開始下降。7下降到下限行程開關(guān)受壓動(dòng)作，下降運(yùn)動(dòng)結(jié)束，機(jī)械手開始放松。8機(jī)械手放松工件，直到計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)時(shí)間到，上升運(yùn)動(dòng)開始。9上升到上限行程開關(guān)受壓動(dòng)作，上升運(yùn)動(dòng)結(jié)束，機(jī)械手開始左移。左移到左限行程開關(guān)受壓動(dòng)作，左限運(yùn)動(dòng)結(jié)束，機(jī)械手回到原始狀態(tài)，一個(gè)工作循環(huán)完畢。圖3 機(jī)械手工作循環(huán)過程圖機(jī)械手的上升和下降、左行和右行由不同繼電器來控制不同電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，夾緊和放松由二位四通的電磁閥控制的。氣缸采用QGBQ系列，屬自保持式雙電控閥氣缸，工作壓力為0.150.8Mpa，其電磁換向閥有記憶功能，當(dāng)切斷電信號時(shí)，閥位不變，氣缸活塞位置保持不變，系統(tǒng)不受突然斷電的干擾。圖4為機(jī)械

23、手示意圖，機(jī)械手的任務(wù)是將A工作臺上的工件搬到B工作臺。圖4 機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖第3章 PLC選型及資源配置3.1 PLC原理及應(yīng)用3.1.1 可編程控制器國際電工委員會IEC對PLC的定義是：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)。3.1.2 PLC的開展趨勢目前的小型PLC大都局限在開關(guān)量輸入輸出，而且CPU和I/O

24、組裝在一個(gè)箱體，今后的小型CPU也將增加模擬量處理功能。而且將有靈活的組態(tài)特性，并且能與其的機(jī)型連用。、小型的PLC的根本特點(diǎn)是價(jià)格低廉，經(jīng)濟(jì)可靠，適用回路或設(shè)備簡單的單機(jī)控制，便于“機(jī)電儀一體化。1功能不能加強(qiáng)，不僅具有邏輯運(yùn)算，計(jì)數(shù)定時(shí)等根本功能，還具有數(shù)值運(yùn)算。模擬調(diào)節(jié)、監(jiān)控、記錄、顯示等功能。網(wǎng)絡(luò)功能是PLC的開展一個(gè)重要特征。各種個(gè)人計(jì)算機(jī)，圖形工作站，小型機(jī)等都可作為PLC的控制主機(jī)或工作站，這些裝置的結(jié)合能后給屏幕顯示、數(shù)據(jù)采集。記錄保存、回路面版等功能提示。大量的PLC聯(lián)網(wǎng)及不同廠家生產(chǎn)的PLC兼容性強(qiáng)，使用較易的進(jìn)行分散或集中控制管理。2應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大：不僅可進(jìn)行一般的邏輯

25、控制，還能進(jìn)行中斷控制，智能控制、過程控制及遠(yuǎn)程控制。3性能不斷的提高，采用高性能的微處理器提高處理速度，加快PLC的響應(yīng)時(shí)間，為了擴(kuò)大存儲容量，有的公司已使用了磁泡存貯器或硬盤，采用多處理技術(shù)，以提高性能，提高PLC的可靠性。4編程軟件的多樣化和高級化。多種編程語言，有面向順序控制的步進(jìn)順序語言和面向過程控制系統(tǒng)的流程圖語言，后者為一種面向功能快的語言，如根本，C及匯編語言，另外還頭專用的高級語言。PC也將具有數(shù)據(jù)庫，并可實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)共享，還將不斷開展適用控制和專家系統(tǒng)。5構(gòu)成形式的分散和集中化，PLC與I/O接口分散，分散的每個(gè)I/O口輸入輸出點(diǎn)可少到十幾點(diǎn)，分散的單元可以幾十個(gè)或上

26、百個(gè)。PLC的本身也可分散，分散的PLC可以連接，這樣可將集中控制中存在的“危險(xiǎn)集中化為“危險(xiǎn)分散。分散的PLC與上位機(jī)結(jié)合構(gòu)成集散系統(tǒng)，分散得進(jìn)行控制，這就便于構(gòu)成多層控制，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠或企業(yè)的自動(dòng)化控制和管理。單片機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，價(jià)格比擬廉價(jià)等特點(diǎn)，一般用于數(shù)字采集和工業(yè)控制，但由于單片機(jī)不是專門針對工業(yè)現(xiàn)場的自動(dòng)化控制而設(shè)計(jì)的，與PLC相比有以下缺點(diǎn)：1不如PLC容易掌握：單片機(jī)一般要用機(jī)器指令或其助記符編程，這就要求設(shè)計(jì)人員具有一定的計(jì)算機(jī)硬件和軟件知識，對于只熟悉機(jī)電控制的技術(shù)人員來說，需要相當(dāng)一般時(shí)間的學(xué)習(xí)才能掌握。 PLC本身是微機(jī)系統(tǒng)，提供應(yīng)用戶使用是電控人員所熟悉

27、的梯形圖語言，使用的術(shù)語仍然是“繼電器一類的術(shù)語，大局部指令與繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)、并聯(lián)、串聯(lián)與并聯(lián)。并串聯(lián)等相對應(yīng)，這就使熟悉機(jī)電控制的工程技術(shù)人員一目了然。對于使用者來說，不必去關(guān)心文集的一些技術(shù)問題，而只要用較短的時(shí)間去熟悉PLC的指令系統(tǒng)及操作方法，就能應(yīng)用到工業(yè)現(xiàn)場。2不如PLC使用簡單：用單片機(jī)來使用自動(dòng)控制，一般要在輸入輸出接口上大量的工作。例如要考慮現(xiàn)場與單片機(jī)的連接，接口的擴(kuò)展，輸入輸出信號的處理。接口工作方式等問題，除要設(shè)計(jì)控制程序，還要在單片機(jī)的外圍做很多軟件和硬件方面的工作，調(diào)試也比擬麻煩，而PLC的I/0口已經(jīng)做好，輸入接口可以輸入信號直接連接，非常方便；輸出接口具有一定

28、的驅(qū)動(dòng)能力，例如繼電器輸出，其輸出觸點(diǎn)容量可達(dá)2200V，2A。且I/O口均有光電耦合環(huán)節(jié)，抗干擾能力強(qiáng)。3不如PC可靠：用單片機(jī)做工業(yè)控制，突出問題是抗干擾性能差，而PC是專門用于工程現(xiàn)場的自動(dòng)控制裝置，在系統(tǒng)硬件和軟件上都采用了抗干擾措施。當(dāng)然PLC在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等方面不如單片機(jī)?？傊?，PLC用于控制，穩(wěn)定可靠，抗干擾能力強(qiáng)，使用方便，但單片機(jī)的通用性和適應(yīng)性強(qiáng)。3.1.4 PLC的根本組成及工作原理 PLC的根本組成：廣義上來講，PLC也算是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，只不過它比一般的計(jì)算機(jī)更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接適應(yīng)于控制要求的編程語言，所以PLC的根本組成也包含著中央處理器CP

29、U存貯器輸入輸出I/O接口、電源等，如圖5所示：輸入部件中央處理器儲存器輸出部件編程器來自用戶設(shè)備至用戶設(shè)備至用戶設(shè)備 圖5 PLC的根本組成框圖由于PLC的中央處理器都是由微處理器，單片機(jī)或位片試計(jì)算機(jī)組，存貯器及I/O不見的形式也多種多樣，因此，也可將PLC的組成以微型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)常用的總線結(jié)構(gòu)形似表示。微處理器CPU系統(tǒng)程序ROM用戶數(shù)據(jù)用戶程序ROM編程器功能開關(guān)指示器輸入濾波電平旋轉(zhuǎn)輸入鎖存電平轉(zhuǎn)換光電耦合光電耦合 繼電器 可控硅智能I/O儲存器概括來自現(xiàn)場 去現(xiàn)場圖6 總線結(jié)構(gòu)示意圖PLC的工作原理： 最初研制生產(chǎn)的PLC 主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置，但這兩者

30、的運(yùn)行方式是不相同的： 繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果這個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器所有的觸點(diǎn)包括其常開或常閉觸點(diǎn)在繼電器控制線路的哪個(gè)位置上都會立即同時(shí)動(dòng)作。 PLC 的CPU 那么采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)包括其常開或常閉觸點(diǎn)不會立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會動(dòng)作。 為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異，考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms 以上，而PLC 掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式掃描技術(shù)。這樣在對于I/

31、O 響應(yīng)要求不高的場合，PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。第n-1個(gè)掃描周期第n個(gè)掃描周期第n+1個(gè)掃描周期輸出刷新輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新輸入采樣PLC執(zhí)行過程1掃描技術(shù) 當(dāng)PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC 的CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 1 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)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)

32、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。因此，如果輸入是脈沖信號，那么該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2 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。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，

33、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)果會對排在下面的但凡用到這些線圈或數(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)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。3輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。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(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC 的真正輸出。2PLC 的I/O 響應(yīng)時(shí)間 為了增強(qiáng)PLC 的抗干擾能力，提高其可靠

34、性，PLC的每個(gè)開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。 為了能實(shí)現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，PLC 采用了不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式掃描技術(shù)。 以上兩個(gè)主要原因，使得PLC 得I/O 響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長。所謂I/O 響應(yīng)時(shí)間指從PLC 的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號的改變 第n-1個(gè)掃描周期第n個(gè)掃描周期第n+1個(gè)掃描周期輸出刷新輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新輸入采樣最短I/O響應(yīng)時(shí) 所需的時(shí)間。其最短的I/O 響應(yīng)時(shí)間與最長的I/O 響應(yīng)時(shí)間如下圖：最短I/O 響應(yīng)時(shí)間：最短響應(yīng)時(shí)間最長

35、I/O 響應(yīng)時(shí)間： 第N個(gè)掃描周期第N+1個(gè)掃描周期輸入采樣輸入采樣用戶執(zhí)行程序用戶執(zhí)行程序輸出刷新 輸出刷新 最長I/O響應(yīng)時(shí)最長響應(yīng)時(shí)間3.1.5 PLC各組成局部的作用輸入部件是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件，是現(xiàn)場信號進(jìn)號入PLC的橋梁。該部件接受由主令元件，檢測元件的信號。主令元件是由用戶在控制鍵盤或控制臺上操作的一切功能鍵、如開機(jī)、開機(jī)、調(diào)試或緊急停車等按鍵。主令元件給出的信號稱為主令信號。檢測件的功能是檢測一些物理量在設(shè)備工作進(jìn)程中的狀態(tài)，并通過輸入部件送入PLC以控制工件程序的轉(zhuǎn)換等。常見的檢測元件有行程開關(guān)、限位開關(guān)、光點(diǎn)檢測開關(guān)、繼電器觸點(diǎn)及其它各類傳感器等。輸

36、入方式有兩種，一種是數(shù)字量輸入，另一種是模擬量輸入。后者要經(jīng)過模擬/數(shù)字變換部件進(jìn)入PLC，輸入部件均帶頭交點(diǎn)耦合電路，其目的是PLC與外部電路隔離開關(guān)，以提高PLC部件上設(shè)有輸入接線端子排。為了濾除信號的噪聲和便于PLC內(nèi)部對信號的處理，輸入部件上沒有輸入的濾波，電平轉(zhuǎn)換。信號鎖存電路。各PLC生產(chǎn)廠家都提供了多種形式的I/O部件或模塊，供用戶選用。它也是PLC與現(xiàn)場設(shè)備之間的連接部件，其功能是控制設(shè)備進(jìn)行工作如電機(jī)的啟動(dòng)、停、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、閘門的開和關(guān)。設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)、升降。對于PC，能直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行元件，如電磁閘、微電機(jī)、接觸器、燈和音響等。因此，輸出部件中的繼電器，無觸點(diǎn)的交流開關(guān)如雙向

37、可控硅及直流開關(guān)如晶體三極管等。與輸入部件類似，輸出部件上也存有輸出狀態(tài)鎖存、顯示。電平轉(zhuǎn)換和輸出接線端子排。輸出的部件或模塊也有多種類型存在供選用。3.中央處理器CPU與一般的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)一樣。CPU是整個(gè)PLC系統(tǒng)的核心，他按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作。其主要任務(wù)有控制從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)的接受與存貯，用掃描方式通過I/O部件接受現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)。并存入輸入狀態(tài)表或數(shù)據(jù)存貯器中，診斷電路、PLC內(nèi)部電路的工作和編程中的語法錯(cuò)誤等，PLC進(jìn)入運(yùn)算狀態(tài)后，從存貯逐條讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，

38、更新有關(guān)的狀態(tài)和輸出存放器表的內(nèi)容，再經(jīng)由輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通訊功能。與能用微型機(jī)不同的，PLC具有面向電氣技術(shù)人員的開發(fā)語言。通常以虛擬的輸入繼電器輸出繼電器、中間輔助繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等交給用戶使用，這些虛擬的繼電器也稱“軟經(jīng)常性電器或“軟元件，理論上具有無限的常開。常閉觸點(diǎn)在且只能在PLC上編程時(shí)使用，至于具體結(jié)構(gòu)，對用戶透明。目前，小型PLC為單CPU單系統(tǒng)，而中型及大型PLC那么為從CPU甚至多CPU系統(tǒng)。對于雙CPU來說，一般具有一個(gè)位處理器和一字處理器，字處理器CPU這個(gè)核心之核心，常由通用的8位、16位和32位微處理器擔(dān)任，如Z80、8050、MCS5

39、1等。字處理器執(zhí)行所有的編程器接口功能，監(jiān)視內(nèi)部定時(shí)位處理在有的系統(tǒng)中也稱布爾處理機(jī)，位處理器采用半用戶專用的芯片來實(shí)現(xiàn)，不僅使PLC增加了功能，提高了速度，也提高了PLC的保密功能。PLC中位處理器的主要作用有兩個(gè)，一個(gè)是直接處理一些指令，從而提高了位指令的處理速度，減少了位指令對字處理器的壓力。二是將PLC的面向工程技術(shù)人員的語言梯形圖，控制流程圖等轉(zhuǎn)換機(jī)器語言。4存貯器及存貯器的擴(kuò)展與普通微機(jī)系統(tǒng)中的存貯器功能相似，用來存貯系統(tǒng)程序和用戶的程序與數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序存貯器是指用來存放系統(tǒng)管理。用戶指令解釋及標(biāo)準(zhǔn)程序模塊，系統(tǒng)調(diào)用等程序的存貯器常用EPROM構(gòu)成。用戶存貯器用來存貯用戶編制的梯形

40、圖程序或用戶數(shù)據(jù)。存貯用戶程序的叫用戶存貯器，常用EPROM構(gòu)成。存儲用戶數(shù)據(jù)的叫用戶數(shù)據(jù)存貯器，為了防止掉電時(shí)信息的喪失，有后備電池作保護(hù)來維持。由于PLC系統(tǒng)程序關(guān)系到PLC的性能，不能由用戶直接存取，因同，PLC產(chǎn)品樣本或使用中大局部所列的存貯器形式及其容量系指用戶器而言。PLC中已提供一定的容量的存貯器供用戶使用，但對有些用戶還不夠用。因此大局部PLC都提供了存貯器擴(kuò)展功能，用戶可以將新增加的存貯擴(kuò)展模板直接插入CPU模板中，也有的插入中央基板中。為了實(shí)現(xiàn)“人-機(jī)或“機(jī)-人之間的對話，PLC配有多種通訊接口，PLC通過這些通訊接口可以與監(jiān)視器，打印機(jī)，其他的PLC或計(jì)算機(jī)相連接在一起。

41、與PLC與打印機(jī)相連接時(shí)，可將過程信息。系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印機(jī)的打印，當(dāng)與監(jiān)視器CRT相連時(shí)，可將過程圖象顯示出來，當(dāng)與其它的PLC現(xiàn)更大規(guī)模的控制。當(dāng)與計(jì)算機(jī)相連時(shí)，可以組成多級化控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)與管理結(jié)合的綜合系統(tǒng)。為了滿足更多復(fù)雜的控制功能需要，PLC配有多種的只能I/O接口。例如，滿足位置調(diào)節(jié)需要的位置閑環(huán)控制摸板，對高速脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)和處理的高速計(jì)數(shù)模板等等。這類只能模板有其自身處理系統(tǒng)。7I/O擴(kuò)展接口一個(gè)PL中心單元的I/O點(diǎn)數(shù)不夠用時(shí)要對系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)展，擴(kuò)展接口用于中心根本單元和擴(kuò)展單元。8功能開關(guān)與指示燈開關(guān)是用來控制PLC工作狀態(tài)的，如變成，調(diào)試，監(jiān)視，運(yùn)行開關(guān)等。指示燈有PL

42、C工作狀況指示，電源指示，電壓過低指示。9編程器它的作用是供用戶進(jìn)行系統(tǒng)的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。有時(shí)的編程器還可與打印機(jī)或磁帶相連，以將用戶程序和有關(guān)信息打印出來存放在磁帶上，磁帶上的信息可以重新裝入到PLC。10其它部件PLC還可以配有盒式磁帶機(jī)，EPROM寫入器等其它外部設(shè)備。3.2 控制系統(tǒng)構(gòu)成圖3.2.1 控制系統(tǒng)如圖圖7 機(jī)械手控制系統(tǒng)圖3.2.2 輸入/輸出分析分析系統(tǒng)信號輸入/輸出要求，系統(tǒng)I/O信號全部為開關(guān)量，其中：1輸入信號為十八個(gè)開關(guān)量信號，它們分別為：啟動(dòng)、停止、緊急停車、手動(dòng)/單步/單周期/連續(xù)、上限、下限、左限、右限、工作檢測、上升、下降、左移、右移、夾緊和放松。

43、2輸出信號為七個(gè)開關(guān)量控制信號，它們分別為：上升、下降、左移、右移、夾緊和原點(diǎn)指示。分析系統(tǒng)控制要求，一個(gè)工作循環(huán)分成10個(gè)工步，每一工步完成一些簡單的工作。因此，控制用的程序估計(jì)較短，約在兩百步之內(nèi)。3.3 PLC選型3.3.1 PLC機(jī)型選擇綜合分析要求，考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和技術(shù)指標(biāo)，三菱公司微型PC，機(jī)型FX-48MR。3.3.2 FX2N系統(tǒng)的根本單元FX2N系列是FX家族中最先進(jìn)的PLC系列。FX2N根本單位有16/32/48/65/80/128點(diǎn)，六個(gè)根本FX2N單元中的每一個(gè)單元都可以通過I/O擴(kuò)展單元擴(kuò)充256I/O點(diǎn)，其根本單元如表1所示。表1 FX2N系列的根本單元型號輸入點(diǎn)

44、數(shù)輸出點(diǎn)數(shù)擴(kuò)展模塊可用點(diǎn)繼電器輸出可控硅輸出晶體管輸出FX2n-16MR-001FX2n-16MSFX2n-16MT882432FX2n-32MR-001FX2n-32MSFX2n-32MT16162432FX2n-48MR-001FX2n-48MSFX2n-48MT24244864FX2n-64MR-001FX2n-64MSFX2n-64MT32324864FX2n-80MR-001FX2n-80MSFX2n-80MT40404864FX2n-128MR-001FX2n-128MT64644864FX2N具有豐富的元件資源，有3072點(diǎn)輔助繼電器。提供了多種特殊功能模塊，可實(shí)現(xiàn)過程控制位置控

45、制。有多種RS-232/RS-422/RS-465串行通信模塊或功能擴(kuò)展板支持網(wǎng)絡(luò)通信。FX2N具有較強(qiáng)的數(shù)學(xué)指令集，使用32位處理浮點(diǎn)數(shù)。具有方根和三角幾何指令滿足數(shù)學(xué)功能要求很高數(shù)據(jù)處理。3.3.3 FX系列的局部特殊功能模塊1模擬量輸入模塊FX2N-2AD，該模塊為2路電壓輸入010VDC，05VDC或電流輸入420mA DC,12位高精度分辨率，轉(zhuǎn)換的速度為2.5ms/通道。這個(gè)模塊占用8個(gè)I/0點(diǎn)，適用FXIN、FX2N、FX2NC子系列2模擬量輸出模塊FX2N-2AD，該模塊用于將12位的數(shù)字量轉(zhuǎn)換成2點(diǎn)模擬輸出。輸出的形式可為電壓，也可為電流。其選擇取決于接線不同。電壓為輸出時(shí)，

46、兩個(gè)模擬輸出通道輸出信號為010VDC，05VDC；電流輸出時(shí)為420mA DC。分辨率為2.5mV010VDC和4A420mA DC。數(shù)字到模擬的轉(zhuǎn)換特性可進(jìn)行調(diào)整。轉(zhuǎn)換速度為4ms/通道。本模塊需占用8個(gè)I/0點(diǎn)。適用于FXIN、FX2N、FX2NC子系列。2. PID過程控制模塊FX2N-2LC溫度調(diào)節(jié)模塊是用在溫度控制系統(tǒng)中。該模塊配有2通道的溫度輸入和2通道晶體管輸出，即一塊能組成兩個(gè)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)。該模塊提供了自調(diào)節(jié)的PID控制和PI控制，控制的運(yùn)行周期為500ms，占用8個(gè)I/O點(diǎn)數(shù)?？捎糜贔X1N、FX2N、FX2NC子系列。3. 定位控制模塊在機(jī)械手工作運(yùn)行過程中工作的速度與精

47、度往往存在矛盾，為提高機(jī)械效率而提高速度時(shí)，停車控制上便出現(xiàn)了問題。所以進(jìn)行定位控制是十分必要的。舉一個(gè)簡單的例子，電機(jī)帶動(dòng)的機(jī)械有啟動(dòng)位置返回原位，如以最快的速度返回。由于高速停車慣性大，那么在返回原位時(shí)偏差必然較大。在位置控制系統(tǒng)中常會采用伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)裝置。即可采用開環(huán)控制，也可采用閉環(huán)控制。對于步進(jìn)電機(jī)，我們可以采用調(diào)節(jié)發(fā)送脈沖的速度改變機(jī)械的工作速度。使用FX系列PLC，通過脈沖輸出形式的定位單位或模塊，即可實(shí)現(xiàn)一點(diǎn)或多點(diǎn)的定位。下面介紹FX2N系列的脈沖輸出模塊和定位控制模塊。1脈沖輸出模塊FX2N-1PG，F(xiàn)X2N-1PG為脈沖發(fā)生器單元可以完成一個(gè)對獨(dú)立軸的定位，這

48、是通過向伺服或步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)放大器提供指定數(shù)量的脈沖來實(shí)現(xiàn)的。FX2N-1PG只用于FX2N子系列，用FROM/TO指令設(shè)定各中參數(shù)，讀出定位值和運(yùn)算速度。該模塊占用8個(gè)I/O點(diǎn)。輸出最高為100KHz的脈沖串。2定位控制器FX2N-10GM，F(xiàn)X2N-10GM為脈沖序列輸出單元，它是單軸定位單元，不僅能處理單速定位和中斷定位，而且能處理復(fù)雜的控制。如多速操作。FX2N-10GM最多可有8個(gè)連接在FX2N系列PLC上。最大輸出脈沖為200KHz。3定位控制器FX2N-20GM，一個(gè)FX2N-20GM控制兩個(gè)軸?？蓤?zhí)行直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)或獨(dú)立的兩軸定位控制，最大輸出脈沖串為200KHz(在插補(bǔ)期

49、間，最大為100KHz)。FX2N-10GM、FX2N-20GM均具用流程圖的編程軟件可使程序的開發(fā)具有可視性。4可編程凸輪開關(guān)FX2N-1RM-E-SET，在機(jī)械傳動(dòng)中經(jīng)常要對角位置檢測。在不同的角度位置時(shí)發(fā)出不同的導(dǎo)通、關(guān)斷信號。過去采用凸輪開關(guān)，機(jī)械式開關(guān)雖然精度高但易磨損。FX2N-1RM-SET可編程凸輪開關(guān)可用來取代機(jī)械凸輪開關(guān)實(shí)現(xiàn)高精度角度位置檢測。配套的轉(zhuǎn)角傳感器電纜長度最長可達(dá)100m。應(yīng)用時(shí)與其它可編程凸輪開關(guān)主題、無刷分解器等一起可進(jìn)行高精度的動(dòng)作角度設(shè)定和監(jiān)控，其內(nèi)部有EEPROM，無需電池?？蓛Υ?種不同的程序。FX2N-1RM-SET可接在FX2N上，也可單獨(dú)使用。

50、FX2N最多可接3塊。它在程序中占用PLC8個(gè)I/O點(diǎn)。4. 數(shù)據(jù)通信模塊PLC的通信模塊是用來完成與別的PLC，其他智能控制設(shè)備或計(jì)算機(jī)之間的通信。以下簡單介紹FX系列通信用功能擴(kuò)展板、適配器及通信模塊。1通信擴(kuò)展板FX2N-232-BD,FX2N-232-BD是以RS-232C傳輸標(biāo)準(zhǔn)連接PLC與其他設(shè)備的接口板。諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、條碼閱讀器或打印機(jī)等?？砂惭b在FX2N內(nèi)部。其最大傳輸距離15米，最高波特率19200bit/s，利用專用軟件可實(shí)現(xiàn)對PLC運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控，也可方便的由個(gè)人計(jì)算機(jī)向PLC傳送程序。2通信借口模塊FX2N-232IF：FX2N-232IF連接到FX2N系列PLC上，可

51、實(shí)現(xiàn)與其它配有RS232C接口的設(shè)備進(jìn)行全雙工串行通信。例如個(gè)人計(jì)算機(jī)，打印機(jī)，條碼讀出器等。在FX2N系列上最多可連接8塊fx2n-232If模塊。用FROM/TO指令收發(fā)數(shù)據(jù)。最大傳輸距離為15米，最高波特率19200bit/s，占用8個(gè)I/O點(diǎn)。數(shù)據(jù)長度、串行通信波特率等都可由特殊數(shù)據(jù)存放器設(shè)置。3通信擴(kuò)展板FX2N-485-BD：FX2N-485-BD用于RS-485通信。它可以應(yīng)用于無協(xié)議的數(shù)據(jù)傳送。FX2N-485-BD在原協(xié)議通信方式時(shí)，利用RS指令在個(gè)人計(jì)算機(jī)、條碼閱讀器、打印機(jī)之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送。傳送的最大傳輸距離為50米，最高波特率19200bit/s，每一臺FX2N系列PL

52、C可安裝一塊FX2N-485-BD通信板。除利用此通信板實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的通信外，還可以用它實(shí)現(xiàn)兩臺FX2N系列PLC之間的并聯(lián)。4通信擴(kuò)展板FX2N-422-BD：FX2N-422-BD應(yīng)用于RS-422通信?？蛇B接FX2N系列的PLC上，并作為編程或控制工具的一個(gè)端口?？捎么私涌谠赑LC上連接PLC的外部設(shè)備、數(shù)據(jù)存儲單元和人機(jī)界面。利用FX2N-422-BD可連接兩個(gè)數(shù)據(jù)存儲單元DU或一個(gè)DU系列單元和一個(gè)編程工具，但一次只能連接一個(gè)編程工具。每個(gè)根本單元只能連接一個(gè)FX2N-422-BD，且不能與FX2N-485-BD或FX2N-232-BD一起使用。5接口模塊MSLSECNET/MINI

53、采用MSLSECNET/MINI接口模塊，F(xiàn)X系列PLC可用作為A系列PLC的就地控制站，構(gòu)成集散控制系統(tǒng)。5. 高速計(jì)數(shù)模塊PLC中普通的計(jì)時(shí)器由于受到掃描周期的限制，其最高的工作效率不高，一般僅有幾十KHz，而在工業(yè)應(yīng)用中有時(shí)超過這個(gè)工作頻率。高速計(jì)數(shù)器模塊就是為了滿足這一要求，它可到達(dá)對幾十K以上，甚至MHz的脈沖計(jì)數(shù)。FX2N內(nèi)部設(shè)有高速計(jì)數(shù)器，系統(tǒng)還配有FX2N-1HC高速計(jì)時(shí)器模塊，可作為2相50KHz一通道的高速計(jì)數(shù)，通過PLC的指令或外部輸入可進(jìn)行計(jì)時(shí)器的復(fù)位或啟動(dòng)，其技術(shù)指標(biāo)如表2所示。工程描述信號等級5V12V和24V依賴于連接端子。線氣動(dòng)器輸出型連接到5V端子上頻率單相單

54、輸入：不超過50KHz單相雙輸入：每個(gè)不超過50KHz雙相雙輸入：不超過50KHz1倍數(shù)；不超過50KHz2倍數(shù)；不超過50KHz4倍數(shù)計(jì)時(shí)器范圍32位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：-2147463648至214748364716位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器：0至65535計(jì)數(shù)方式自動(dòng)時(shí)向上/向下單相雙輸入或雙相雙輸入；當(dāng)工作在單相單輸入方式時(shí)，向上/向下由一個(gè)PLC或外部輸入端子確定比擬類型YH：直接輸出，通過硬件比擬器處理YS：軟件比擬器處理后輸出，最大延時(shí)時(shí)間300ms輸出類型輔助功能可以通過PLC的參數(shù)來設(shè)置模式和比擬結(jié)果；可以監(jiān)測當(dāng)前值、比擬結(jié)果和誤差占用的I/O點(diǎn)數(shù)這個(gè)塊占用8輸入或輸出點(diǎn)輸入或輸出均可根本單元

55、提供的電源5V、90mA直流主單元提供的內(nèi)部電源或電源擴(kuò)展單元適用的控制器FX1N/FX2N/FX2NC需要FX2NC-CNV-IF尺寸(寬)(厚) (高)55873.54英寸)質(zhì)量0.3Kg0.66Ibs3.4 FX系列PLC的編程器及其它外部設(shè)備3.4.1 FX系列編程器編程器是PLC的一個(gè)重要外圍設(shè)備，用它將用戶程序?qū)懭隤LC用戶程序存儲器。它一方面對PLC進(jìn)行編程，另一方面由能對PLC的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。隨著PLC技術(shù)的開展，編程語言的多樣化，編程器的功能也不斷增加。1. 簡易編程器：FX型PLC的簡易編程也較多，最常用的是FX-10P-E和FX-20-E手持簡易編程器。它們具有體積小

56、、重量輕、價(jià)格廉價(jià)、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。有在線編程和離線編程兩種方式。顯示采用液晶顯示屏，分別顯示2行和4行字符，配有ROM寫入器接口、存儲器卡盒接口。編程器可用指令表的形式讀出、寫入、插入和刪除指令，進(jìn)行用戶程序的輸入和編輯?？杀O(jiān)視位編程元件的ON/OFF狀態(tài)和字編程元件中的數(shù)據(jù)。如計(jì)數(shù)器、定時(shí)器的當(dāng)前值及設(shè)定值、內(nèi)部數(shù)據(jù)存放器的值以及PLC內(nèi)部的其他信息。有關(guān)編程器的使用參考相對應(yīng)的編程器手冊。2. PC機(jī)+編程開發(fā)軟件：FX系列還有一些編程開發(fā)軟件，如GX開發(fā)器。它可以用于生成涵蓋所有三菱PLC設(shè)備軟件包，使用該軟件可以為FX、A等系列PLC生成程序。它在Windows操作平臺上運(yùn)行，便于操作

57、和維護(hù)，可以用梯形圖、語句表等進(jìn)行編程，程序兼容性強(qiáng)。FX-PCS/WIN-E-C編程軟件包也是一個(gè)專門用來開發(fā)FX系列PLC程序的軟件包?？捎锰菪螆D、指令表和順序功能圖來寫入和編輯程序，并能進(jìn)行各種編程方式的互換。它運(yùn)用于Windows操作系統(tǒng)，這對于調(diào)試操作和維護(hù)操作來說可以提高工作效率，并且有較強(qiáng)的兼容性。3.4.2 其它外部設(shè)備在一個(gè)PLC控制系統(tǒng)中，人機(jī)界面也是非常重要。還有一些輔助設(shè)備，如：打印機(jī)、EPROM寫入器外存模塊等。3.5 FX系列PLC各單元模塊連接KX系列PLC吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點(diǎn)，各單元間采用疊裝式連接，即PLC的根本單元、擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊深度及高度均

58、相同，連接時(shí)不用基板，僅用扁平電纜連接，構(gòu)成一個(gè)整齊的長方體。使用FRON/TO指令的特殊功能模塊，如模擬量輸入和輸出模塊、高速計(jì)數(shù)器模塊，可直接連接到FX系列的根本單元，或連到其它擴(kuò)展單元、擴(kuò)展模塊的右邊。根據(jù)它們與根本單元的距離，對每個(gè)模塊按07的順序編號，最多可連接8個(gè)特殊功能模塊。3.6 FX系列PLC的性能指標(biāo)在使用FX系列PLC之前，需對其的主要性能指標(biāo)進(jìn)行認(rèn)真查閱，只有選擇了符合要求的產(chǎn)品才能到達(dá)既可靠又經(jīng)濟(jì)的要求。3.6.1 FX系列PLC性能比擬 以上我們已對FX系列PLC的根本單元、擴(kuò)充單元及特殊功能模塊等做了簡介，盡管FX系列中FXOS、FX1S、FX2N等在外外行尺寸上

59、相差不多，但在性能上有教大的差異，其中FX2N和FX2NC子系列，在FX系列PLC中功能最強(qiáng)、性能最好。FX系列PLC 主要產(chǎn)品的性能比擬如表3所示。表3 FX系列PLC主要產(chǎn)品的性能比擬型號點(diǎn)數(shù)根本指令執(zhí)行時(shí)間功能指令模擬模塊量通信FX0S10301.63.6 us50無無FX0N211281.63.6 us55有較強(qiáng)FX1N141280.550.7 us177有較強(qiáng)FX2N162560.08 us298有強(qiáng)3.6.2 FX系列PLC 的環(huán)境指標(biāo)FX系列PLC 的環(huán)境指標(biāo)要求如圖表4所示 表4 FX系列PLC的環(huán)境指標(biāo)環(huán)境溫度使用溫度055，儲存溫度-2070環(huán)境濕度使用時(shí)3585RH無凝露

60、防震性能JISC0911標(biāo)準(zhǔn),1055Hz ，0.5最大2G，3軸方向各2次但用 DIN導(dǎo)軌安裝時(shí)為0.5G抗沖擊性能JISC0912標(biāo)準(zhǔn)。10G，3軸方向各3次抗噪聲能力用噪聲模擬器產(chǎn)生電壓為1000伏峰峰值、脈寬1us、30100Hz的噪聲絕緣耐壓AC1500V,1min接地端子與其他端子間絕緣電阻5M以上DC500V兆歐表測量，接地端子與其他端子間接地電阻第三種接地，如接地有困難，可以不接使用環(huán)境無腐蝕性氣體，無塵埃3.6.3 FX系列PLC的輸入技術(shù)指標(biāo)FX系列PLC對輸入信號的技術(shù)要求如表5所示。表5 Fx系列plc 對輸入信號的技術(shù)指標(biāo) 輸入端 工程X0X3(FX0S)X4X17(