03畢設(shè)論文附中英文翻譯-李迎春

1、羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆

2、蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁

3、莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅

4、薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿

5、莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆

6、艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀

7、蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅

8、莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿

9、薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅

10、荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇

11、芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿袆螅艿芅蒂羇肁芁蒁肀莇蕿蒀蝿膀蒅蒀袂蒞莁葿羄膈芇蒈肆羈薆薇螆膆蒂薆袈罿莈薅肁膅莄薄螀肇芀薄袃芃薈薃羅肆蒄薂肇芁莀蟻螇肄芆蝕衿芀膂蠆羈肂蒁蚈螁羋蕆蚈袃膁莃蚇羆莆艿蚆肈腿薈蚅螈羂蒄螄袀膇莀螃羂羀芆螃螞膆膂螂襖羈薀螁羇芄蒆螀聿肇莂蝿蝿節(jié)羋螈袁肅薇袇羃芀蒃袇肅肅荿 j i a n g s u u n i v e r s i t y本 科 畢 業(yè) 論 文 基于三菱fx(2n)plc鉆孔鉆頭控制系統(tǒng)based on mitsubishi

12、fx(2n) plc control systemdesign drill bits學(xué)院名稱： 機(jī)械系 專業(yè)班級(jí)： 機(jī)械設(shè)計(jì)及其制造 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師姓名： 指導(dǎo)教師職稱： 講師 2011年 9月14日江蘇大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)目 錄第一章 可編程控制器的組成及工作原理11.1 可編程控制器的組成及工作原理11.1.1 可編程控制器概述11.1.2 可編程控制器的特點(diǎn)21.1.3 plc與繼電器控制系統(tǒng)的比較41.1.4 plc的主要功能及應(yīng)用61.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理91.2.1 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)91.2.2 可編程控制器的工作原理101.3 可編程控制器的編程語(yǔ)言131

13、.3.1 順尋功能圖131.3.2 梯形圖語(yǔ)言14第二章 課題的任務(wù)分析162.1 基于三菱fx(2n)系列plc鉆孔鉆頭控制系統(tǒng)分析162.1.1 概述162.1.2 可編程控制器的選擇162.1.3 三菱plc主要特點(diǎn)21第三章 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)233.1 控制任務(wù)233.2 該動(dòng)力頭的加工過(guò)程233.3 i/o地址的分配及接線圖243.3.1 plc的輸入/輸出點(diǎn)分配表243.3.2 plc控制接線圖253.4 電氣控制電路圖253.5 控制梯形圖263.6 指令表273.7 分析所編的程序并闡述系統(tǒng)的工作原理27結(jié)論30致 謝32參考文獻(xiàn)34附錄36基于三菱fx(2n)plc鉆孔鉆頭控制系

14、統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師 職稱摘要 根據(jù)企業(yè)的要求，從提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率和精度的角度出發(fā)，確定采用plc控制的自動(dòng)控制系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)具有完成方形和圓形孔陣的鉆孔功能。論述了系統(tǒng)硬件和軟件的設(shè)計(jì)方法和過(guò)程。利用三菱fx(2n)plc控制一臺(tái)伺服電機(jī)，兩臺(tái)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)三軸聯(lián)動(dòng)，在軟件設(shè)計(jì)過(guò)程中從效率、精度兩個(gè)方面出發(fā)再結(jié)合企業(yè)工人的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)確定了軟件設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)各種功能的控制；解決了人工控制工業(yè)生產(chǎn)中遇到的生產(chǎn)周期時(shí)間長(zhǎng)，效率低，產(chǎn)品精密度低，安全隱患大，系統(tǒng)故障高等難題。關(guān)鍵詞 鉆孔鉆頭控制系統(tǒng) plc 接觸器 限位開(kāi)關(guān) based on mitsubishi fx (2n

15、) plc control system design drill bitsabstract according to the product demand of the production efficiency and precision ,it determined using the automatic control system by plc,which can realize the slotting for round type or rectangular type. there is one servo motor and two step motoes conteolle

16、d by mitsubishi fx2n series plc, to realize three axes linkage. on the software design process, based on the efficiency and precision and workers production experiences, determined the design scheme, so that the system can achieve various functions which are needed. the system resolves the problems

17、which generate by the laggard production method, including long production period, low product precision, low security and high system failure rate etc.key words drill bit control system plc contactor limit switchiii 第一章 可編程控制器的組成及工作原理1.1 可編程控制器的組成及工作原理1.1.1 可編程控制器概述20世界60年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是有繼電器控

18、制裝置夠車工的。當(dāng)時(shí)，汽車的每一次改型都需要重新設(shè)計(jì)和安裝繼電器控制裝置。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號(hào)更新的周期越來(lái)越短，這樣繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地更換，十分費(fèi)時(shí)、費(fèi)工、費(fèi)料，延長(zhǎng)了更新的周期。為了改變這一現(xiàn)狀，人們?cè)噲D用小型計(jì)算機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電器控制，大因價(jià)格昂貴輸、入輸出電路不匹配編、程復(fù)雜的等原因，而沒(méi)能得到推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)60年代末，美國(guó)通用汽車（gm）為了適應(yīng)汽車型號(hào)不斷翻新的需要，提出了以下十項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)并在社會(huì)上招標(biāo)，要求制造商為其裝配線提供一種新型的通用控制器。（1）編程簡(jiǎn)單，可在現(xiàn)場(chǎng)方便地編程及修改程序。 （2）維護(hù)方便，最好是插件式結(jié)構(gòu)。（3）可靠性明顯高

19、于繼電器控制柜。（4）體積小于明顯小于繼電器控制柜（5）可將數(shù)據(jù)直接送入管理計(jì)算機(jī)（6）在成本上可與繼電器控制柜競(jìng)爭(zhēng)（7）輸入可以是交流115v（8）輸出為交流115v,2a以上，能直接驅(qū)動(dòng)電磁閥（9）在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只需很小變更。（10 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到4kb。 以上就是著名的gm10條。如果說(shuō)各種電氣控制技術(shù)、電子與微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展是可編程控制器誕生的物質(zhì)基礎(chǔ)，那么gm10條就是可編程控制器誕生的直接原因。1969年美國(guó)數(shù)據(jù)通信公司（dec公司）研制出第一臺(tái)可編程控制器，在gm公司生產(chǎn)線上獲得成功。其后日本、德國(guó)等相繼引入，可編程控制器迅速發(fā)展起來(lái)。這一時(shí)期它主要用于順序

20、控制。雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但是當(dāng)時(shí)只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為“可編程邏輯控制器”，簡(jiǎn)稱為plc（programmable lgic controller）。20世紀(jì)70年代以來(lái)，由于大規(guī)模集成電路和微處理器在plc中的應(yīng)用，plc的功能日益增強(qiáng)，它不僅能執(zhí)行邏輯控制、順序控制定時(shí)及計(jì)數(shù)控制，還增加了算術(shù)運(yùn)算數(shù)據(jù)處理通信等功能，具有處理分支、中斷、自診斷能力，使plc從開(kāi)關(guān)量的邏輯控制擴(kuò)展到數(shù)字控制及生產(chǎn)過(guò)程控制領(lǐng)域，真正成為一種計(jì)算機(jī)工業(yè)控制裝置。因此有人將plc稱為工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的三大支柱（plc、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/制造cad/cam）之一。由于plc得功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制的

21、范圍，故稱為“可編程控制器”，簡(jiǎn)稱pc（programmable controller）。但因pc容易和“個(gè)人計(jì)算機(jī)”（personal computer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用plc作為可編程控制器的縮寫(xiě)。對(duì)于plc的定義，國(guó)際電工委員會(huì)（iec）在1987年2月頒布的可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)的第三稿中寫(xiě)道：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用設(shè)計(jì)的。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在內(nèi)部存儲(chǔ)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，并采用數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、

22、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。目前，plc已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、電力和輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具，加速了機(jī)電一體化的進(jìn)程。1.1.2 可編程控制器的特點(diǎn)1.抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高為了保證plc能在工業(yè)環(huán)境下可靠工作，在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過(guò)程中采取了一系列硬件和軟件的抗干擾措施，主要有以下幾個(gè)方面。（1）隔離，抗干擾的主要措施之一。plc的輸入輸出接口電路一般采用觀點(diǎn)耦合器來(lái)傳遞信號(hào)，這種光電隔離措施，是外部電路與cpu模塊之間完全沒(méi)有電路上的連，有效地一直外部干擾源對(duì)plc的影響，同時(shí)防止外部高電壓竄入cpu模塊，減少故障和誤動(dòng)作。（2）濾波，抗干擾的另一個(gè)主要措施。在plc的各輸入

23、端均采用r-c濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms用以對(duì)高頻干擾信號(hào)進(jìn)行有效抑制。（3）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源，保證供電質(zhì)量。另外各電源之間相互獨(dú)立，防止電源之間的相互干擾。（4）系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置了聯(lián)鎖、環(huán)境檢測(cè)與自診斷、watchdog（看門狗）等電路，一旦電源之間或其他軟硬件發(fā)生異常情況，cpu立即采取有效措施，以防止故障擴(kuò)大。（5）對(duì)應(yīng)用程序及動(dòng)態(tài)工作數(shù)據(jù)進(jìn)行電池備份，以保障停電后有關(guān)狀態(tài)或信息不丟失。（6）采用密封、防塵和抗震的外殼封裝結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)工作現(xiàn)場(chǎng)的惡劣環(huán)境。另外，plc是以集成電路為基本元件的電子設(shè)備，內(nèi)部處理過(guò)程不依賴于機(jī)械出點(diǎn)，也是保障可靠性高的重要原因；而采用循環(huán)掃描的

24、工作方式，也提高了抗干擾能力。通過(guò)以上措施，保證了plc能在惡劣的環(huán)境中可靠工作，是平均故障間隔時(shí)間（mtbf）指標(biāo)高，故障修復(fù)時(shí)間短。目前，各生產(chǎn)廠家的plc平均無(wú)故障安全運(yùn)行時(shí)間都遠(yuǎn)大于國(guó)際電工委員會(huì)（iec）規(guī)定的10萬(wàn)小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)。2. 可實(shí)現(xiàn)三電一體化plc將電控（邏輯控制）電儀（過(guò)程控制）和電結(jié)（運(yùn)動(dòng)控制）這三電集于一體，可以方便靈活地組合成各種不同規(guī)模和要求的控制系統(tǒng)，以適應(yīng)各種工業(yè)控制的需要。3. 編程簡(jiǎn)單、使用方便plc的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來(lái)說(shuō)，不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。plc控制系統(tǒng)采用軟件編程來(lái)

25、實(shí)現(xiàn)控制功能，其外圍只需將信號(hào)輸入設(shè)備（按鈕和開(kāi)關(guān)等）和接受輸入信號(hào)自行控制任務(wù)的輸出設(shè)備，如接觸器、磁閥等執(zhí)行元件，與plc的輸入輸出端子相連接，安裝簡(jiǎn)單，工作量少。4. 通用性強(qiáng)、功能完善、適應(yīng)面廣目前，plc已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了能進(jìn)行邏輯控制外，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，例如，位置控制及溫度控制等。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。 5. 體積小、重量輕、功耗低由于plc是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制設(shè)備的新型產(chǎn)品

26、，因而它的結(jié)構(gòu)緊密、堅(jiān)固、體積小巧、易于裝入機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 6. 設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試周期短、維護(hù)方便plc用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及安裝的工作量大為減少。另外，plc的用戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，模擬調(diào)試好后再將plc控制系統(tǒng)安裝到現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)，使得調(diào)試方便、快速、安全，因此大大縮短了應(yīng)用設(shè)計(jì)和調(diào)試周期。在用戶的維修方面，由于plc得故障率很低，并且有完善的診斷和顯示功能，plc或外部的輸入裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)生故障時(shí)，可以根據(jù)plc上發(fā)光二極管或編程器上提供的信息，迅速查明原因;如果是plc本身，可用更換模塊的方

27、法，迅速排除plc的故障，因此維修極為方便。1.1.3 plc與繼電器控制系統(tǒng)的比較plc和繼電器控制系統(tǒng)在很多方面都有相似之處，例如，均可用于開(kāi)關(guān)量邏輯控制，plc的梯形圖與繼電器電路圖對(duì)邏輯關(guān)系的表達(dá)方式相同，所用的很多電路元件符號(hào)也很相似。但是，它們之間還有很大的差別，如表1-1所列。從以上幾個(gè)方面比較可知：plc在性能上比繼電器控制系統(tǒng)優(yōu)異，可靠性高，修改升級(jí)容易。并且具有很好的數(shù)據(jù)交換功能，與其他價(jià)格高于繼電器控制。表1-1 plc與繼電器邏輯控制系統(tǒng)的比較比較項(xiàng)目繼電器可編程控制器控制邏輯應(yīng)接線邏輯，連線多而復(fù)雜按“串行”方式工作，plc循環(huán)掃描執(zhí)行程序，按照語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)順序自上而下進(jìn)

28、行邏輯運(yùn)算工作方式按“并行”方式工作。通電后，幾個(gè)繼電器同時(shí)工作按“串行”方式工作，plc循環(huán)掃描執(zhí)行程序，按照語(yǔ)句書(shū)寫(xiě)順序自上而下進(jìn)行邏輯運(yùn)算控制速度通過(guò)觸電的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，動(dòng)作速度為幾十毫秒，易出現(xiàn)觸電抖動(dòng)由半導(dǎo)體電路實(shí)現(xiàn)控制作用，每條指令執(zhí)行時(shí)間在微秒級(jí)，不會(huì)出現(xiàn)觸點(diǎn)抖動(dòng)限時(shí)控制又時(shí)間繼電器實(shí)現(xiàn)，精度差，易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難用半導(dǎo)體集成電路實(shí)現(xiàn)，精度高，時(shí)間設(shè)置方便，不受環(huán)境影響計(jì)數(shù)控制一般不具備計(jì)數(shù)功能能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能設(shè)計(jì)與施工設(shè)計(jì)、施工和調(diào)試必須順尋進(jìn)行，周期長(zhǎng)，修改困難在系統(tǒng)設(shè)計(jì)后，現(xiàn)場(chǎng)施工與程序設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，周期短，調(diào)試修改方便可靠性與可維護(hù)性壽命短，可

29、靠性與可維護(hù)性差壽命長(zhǎng)，可靠性高；可自診斷功能，易于維護(hù)價(jià)格使用機(jī)械開(kāi)、關(guān)繼電器及接觸器等，價(jià)格便宜使用大規(guī)模集成電路，初期投資較高1.1.4 plc的主要功能及應(yīng)用1.plc的主要功能隨著plc計(jì)數(shù)的不斷發(fā)展，目前已能完成以下功能。（1）邏輯控制功能 邏輯控制（或稱條件控制或順序控制）功能是指用plc的與、或、非指令取代繼電器觸點(diǎn)的串聯(lián)并聯(lián)及其他各種邏輯連接，進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制。（2) 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能 定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能是指用plc提供的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或者計(jì)數(shù)控制，以取代時(shí)間繼電器和計(jì)數(shù)繼電器。（3）步進(jìn)控制功能步進(jìn)控制功能是指用不僅指令在實(shí)現(xiàn)有多道加工工序的控制中，只

30、有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制，以取代由硬件構(gòu)成的步進(jìn)控制器。（4）數(shù)據(jù)處理功能數(shù)據(jù)處理功能是指plc能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)值轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。（5) a/d與d/a轉(zhuǎn)換功能（6）運(yùn)動(dòng)控制功能運(yùn)動(dòng)控制功能是指通過(guò)高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸運(yùn)動(dòng)控制。（7）過(guò)程控制功能過(guò)程控制功能是指通過(guò)plc的pid控制指令或模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度和流量等物理參數(shù)的閉環(huán)控制。（8）擴(kuò)展功能擴(kuò)展功能是指通過(guò)連接輸入/輸出擴(kuò)展單元（即i/o擴(kuò)展單元）模塊來(lái)增加輸入、輸出點(diǎn)數(shù)，也可通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高plc的控制能力。（9）

31、遠(yuǎn)程i/o功能遠(yuǎn)程i/o功能是指通過(guò)遠(yuǎn)程i/o單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入、輸出設(shè)備與plc主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，接收輸入信號(hào)，傳出輸入信號(hào)。（10）通信聯(lián)網(wǎng)功能通信聯(lián)網(wǎng)功能是指通過(guò)plc之間的聯(lián)網(wǎng)、plc與上位計(jì)算機(jī)的連接等，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程i/o控制或數(shù)據(jù)交換，以完成較大規(guī)模的系統(tǒng)的控制。（11）監(jiān)控功能監(jiān)控功能是指plc能監(jiān)視系統(tǒng)各部分的運(yùn)行狀態(tài)和進(jìn)程，對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行報(bào)警和記錄，甚至自動(dòng)終止運(yùn)行；也可以在線調(diào)整修改控制程序中的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等設(shè)定值或強(qiáng)制i/o狀態(tài)。（12）其他plc還有很多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，例如，定位控制模塊和crt模塊等。2. plc的主

32、要應(yīng)用經(jīng)過(guò)20多年的工業(yè)運(yùn)行，plc迅速參透到工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域，在先進(jìn)國(guó)家中plc已成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，諸如冶金、采礦、電力、機(jī)械制造、輕工、汽車、交通、環(huán)保、建筑和娛樂(lè)等個(gè)行業(yè)。特別是在輕工行業(yè)中，因產(chǎn)品更新快，加工方式多變，plc廣泛應(yīng)用在組合機(jī)床自動(dòng)線、專用機(jī)床、電鍍自動(dòng)線和電梯等電器設(shè)備中。plc的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：（1）邏輯控制邏輯控制是plc最基本最廣泛的應(yīng)用。plc可取代傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)和順序控制器，實(shí)現(xiàn)單機(jī)、控制多機(jī)控制及自動(dòng)生產(chǎn)線控制。（2）運(yùn)動(dòng)控制運(yùn)動(dòng)控制是通過(guò)配用plc的單軸或多軸位置控制模塊、高速計(jì)數(shù)模塊等來(lái)控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)或伺服電動(dòng)機(jī)，從而使運(yùn)動(dòng)

33、部件能以適當(dāng)?shù)乃俣然蚣铀俣葘?shí)現(xiàn)平滑的直線運(yùn)動(dòng)或者圓弧運(yùn)動(dòng)?？捎糜诰芙饘偾邢鳈C(jī)床、金屬成型機(jī)械、裝配機(jī)械、機(jī)械手、機(jī)器人和電梯等設(shè)備的控制。（3）過(guò)程控制過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量和速度等連續(xù)變化的模擬量的閉環(huán)控制。plc用a/d、d/a轉(zhuǎn)換模塊及智能pid模塊實(shí)現(xiàn)模擬量的單回路或多回路閉環(huán)控制，是這些物理參數(shù)保持在設(shè)定值上。在各種加熱爐、鍋爐等控制以及化工、輕工、機(jī)械、冶金、電力和建材等許多領(lǐng)域的生產(chǎn)過(guò)程中有著廣泛的應(yīng)用。（4）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)在的plc具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（包括函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和矩陣運(yùn)算等），數(shù)據(jù)的傳輸、轉(zhuǎn)換、排序、檢索、移位以及數(shù)制轉(zhuǎn)換、位操作編碼和譯碼等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集

34、、分析和處理任務(wù)。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)器中的參數(shù)值進(jìn)行比較，也可以用通信功能傳送到其他智能裝置，或者將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大、中型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可以用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金和食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（5）多級(jí)控制多級(jí)控制是指利用plc的網(wǎng)絡(luò)通信模塊及遠(yuǎn)程i/o控制模塊實(shí)現(xiàn)多臺(tái)plc之間的連接，以達(dá)到尚未計(jì)算機(jī)與plc之間及plc與plc之間的指令下、達(dá)數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享，這種由plc進(jìn)行分散控制、計(jì)算機(jī)進(jìn)行集中管理的方式，能夠完成較大規(guī)模的復(fù)雜控制，甚至實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠的自動(dòng)化。并不是所有的plc都是具有上述全部功能，有些小型plc只具有上述的部分功能，

35、但是價(jià)格比較低。1.2 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu)及工作原理1.2.1 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 目前，plc的類型很多，功能和指令系統(tǒng)也都各不相同，但都是以微處理器為核心用做工業(yè)控制的專用計(jì)算機(jī)，所以其結(jié)構(gòu)和工作原理都大致相同，硬件結(jié)構(gòu)與微機(jī)相似。其基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1 plc的基本結(jié)構(gòu)由圖1-1可以看出，plc采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括中央處理單元（cpu）、存儲(chǔ)器（ram/rom）、輸入/輸出接口電路、編程器、電源、i/o擴(kuò)展口以及外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。plc系統(tǒng)有輸入變量plc輸出變量組成。外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)模擬信號(hào)以及傳感器檢測(cè)的各種信號(hào)

36、均作為plc的輸入變量，它們經(jīng)過(guò)plc外部輸入端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng)plc內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其他各種運(yùn)算處理后送到輸出端子，作為plc的輸出變量對(duì)外圍設(shè)備進(jìn)行各種控制。1.2.2 可編程控制器的工作原理1.工作原理 plc被認(rèn)為是一個(gè)用于工業(yè)控制的數(shù)字運(yùn)算操作裝置。利用plc制作控制系統(tǒng)時(shí)，控制任務(wù)所要求的控制邏輯通過(guò)用戶編制的控制程序來(lái)描述，執(zhí)行時(shí)plc根據(jù)輸入設(shè)備狀態(tài)，結(jié)合控制程序描述的邏輯，運(yùn)算得到向外部執(zhí)行與案件發(fā)出的控制指令，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)控制。圖1-2給出了plc的工作原理示意圖。圖1-2 plc的工作原理示意圖分析plc工作原理時(shí)，常用到繼電器的概念，但在plc內(nèi)部沒(méi)有傳統(tǒng)的實(shí)體繼電

37、器，僅是一個(gè)邏輯概念，因此被稱為“軟繼電器”。這些“軟繼電器”實(shí)質(zhì)上是由程序的軟件功能實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)器，它有“1”和“0”兩種狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于實(shí)體繼電器線圈的“on”（接通）和“off”(斷開(kāi))狀態(tài)。在編輯時(shí)，“軟繼電器”可向plc提供無(wú)數(shù)動(dòng)合（常開(kāi)）觸點(diǎn)和動(dòng)斷（常閉）觸點(diǎn)。plc進(jìn)入工作狀態(tài)后，首先通過(guò)其輸入端子，講外部輸入設(shè)備的狀態(tài)收集并存入對(duì)應(yīng)的輸入繼電器，如圖1-7中的xo被寫(xiě)入“0”，并由此時(shí)寫(xiě)入的值決定程序中xo觸點(diǎn)的狀態(tài)。輸入信號(hào)采集后，cpu會(huì)結(jié)合輸入的狀態(tài)，根據(jù)語(yǔ)句排序逐步進(jìn)行邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生確定的輸出信號(hào)，再將其送到輸出部分，從而控制執(zhí)行元件動(dòng)作。以圖1-7中所給的程序?yàn)槔?，若sb按

38、下，sq未被壓動(dòng)，則x0被寫(xiě)入“1”，x1被寫(xiě)入“0”。則程序中出現(xiàn)x0的常開(kāi)觸點(diǎn)合上，而x1的常開(kāi)觸點(diǎn)仍然是斷開(kāi)狀態(tài)。由此在進(jìn)行程序運(yùn)算時(shí)，輸出繼電器y0運(yùn)算得“1”，而y1運(yùn)算得“0”.最終，在外部執(zhí)行元件中，接觸器線圈km1得電，而指示燈h1不亮。2. 工作方式plc以微處理器為核心，故具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，而cpu則采用循環(huán)掃描的工作方式。在plc中用戶程序按先后順序存放，cpu從第一條指令開(kāi)始按指令步序號(hào)進(jìn)行周期性的循環(huán)掃描，如果無(wú)跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符號(hào)后又返回第一條指令，周而

39、復(fù)始不斷循環(huán)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。一個(gè)完整的工作過(guò)程主要分為三個(gè)階段（如圖1-3）。圖1-3 plc的工作過(guò)程示意圖（1）輸入采樣階段cpu掃描所有的輸入端口，讀取其狀態(tài)并輸入寄存器。完成輸入端采樣后，關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間無(wú)論輸入端狀態(tài)如何變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容不會(huì)改變，直到下一個(gè)掃描周期。（2）程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的程序，從第一條開(kāi)始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存入對(duì)應(yīng)的內(nèi)部副主存儲(chǔ)器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入數(shù)出刷新階段。（3）輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出狀態(tài)寄存器中的內(nèi)容依次送到輸出鎖存電

40、路，通過(guò)一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，形成plc的實(shí)際輸出。輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段構(gòu)成plc的一個(gè)循環(huán)工作周期。掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于以下幾個(gè)因素：一是cpu執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令占用的時(shí)間；三是程序中指令條數(shù)的多少。顯然，程序程序越長(zhǎng)，掃描周期越長(zhǎng)，響應(yīng)速度越慢。3. 輸入/輸出滯后由于每一個(gè)掃描周期只進(jìn)行一次i/o刷新，即每一個(gè)掃描周期plc只對(duì)輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸入、輸出滯后現(xiàn)象。這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但對(duì)于一般的開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是允許的，這不但不會(huì)造成不利影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。因?yàn)檩斎氩蓸又辉谳斎胨⑿码A段進(jìn)行

41、，plc在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間是與外設(shè)隔離的。而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖式的、短時(shí)的，由于系統(tǒng)響應(yīng)慢，要幾個(gè)掃描周期才響應(yīng)一次，因瞬時(shí)干擾而引起的誤動(dòng)作就會(huì)減少，從而提高了它的抗干擾能力。但是對(duì)一些快速響應(yīng)系統(tǒng)則不利，因此就要求精心編制程序，必要時(shí)采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯后。總之，plc采用的循環(huán)掃描工作方式是區(qū)別于微機(jī)和其他控制設(shè)備的最大特點(diǎn)，使用者對(duì)此應(yīng)給予足夠的重視。1.3 可編程控制器的編程語(yǔ)言通常plc不采用微機(jī)的編程語(yǔ)言、指令助記符語(yǔ)言和順序功能圖（sfc）語(yǔ)言。也有一些plc可用basic等高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程，但很少使用。在這些語(yǔ)言中梯形圖、指令助記符語(yǔ)言

42、用的最為廣泛。因?yàn)閜lc的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)目前沒(méi)有國(guó)際統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因而不同廠家生產(chǎn)的plc多用的語(yǔ)言和符號(hào)也不盡相同。但它們的梯形圖語(yǔ)言的基本結(jié)構(gòu)和功能是大同小異的，所以了解其中一種就很容易學(xué)會(huì)其他語(yǔ)言。1.3.1 順尋功能圖順序功能圖也稱為控制系統(tǒng)流程圖，英文縮寫(xiě)為“sfc”。它是一種位于其他編程語(yǔ)言之上的圖形語(yǔ)言，用來(lái)編織順序控制程序。sfc提供了一種組織程序的圖形方法，在sfc中可以用別的語(yǔ)言嵌套編程。圖1-9所示是一個(gè)采用順序功能圖sfc語(yǔ)言編程的例子。圖1-4（a）是表示該任務(wù)的示意圖，要求控制電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)小車往返行駛。按鈕sb控制啟、停。sq11、sq12、sq13分別為三個(gè)限位開(kāi)關(guān)

43、，控制小車的行程位置。圖1-4（b）是動(dòng)作要求示意圖；圖1-9（c）是按照動(dòng)作要求畫(huà)出的流程圖?？梢钥吹剑赫麄€(gè)程序完全按照動(dòng)作的先后順序直接編程，直觀簡(jiǎn)便，思路清晰，很適合順序控制的場(chǎng)合。由于控制系統(tǒng)流程圖語(yǔ)言編譯較為復(fù)雜，目前僅限于一些大公司生產(chǎn)的plc中使用。圖1-4 順序功能圖語(yǔ)言示意圖應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于目前大所述plc來(lái)說(shuō)，sfc還僅僅作為組織編程的工具，尚需要用其編程語(yǔ)言（如梯形圖）將它轉(zhuǎn)換為plc可執(zhí)行的程序。因此，通常只是將sfc作為plc的輔助編程工具，而不是一種獨(dú)立的編程語(yǔ)言。1.3.2 梯形圖語(yǔ)言梯形圖編程語(yǔ)言是在繼電器-接觸器控制系統(tǒng)電路圖基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化了符號(hào)演變而來(lái)的，在形

44、式上沿襲了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制圖，作為一種圖形語(yǔ)言，它將plc內(nèi)部的變成元件（如繼電器的觸點(diǎn)、線圈、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器等）和各種具有特定功能的命令用專用圖形符號(hào)、標(biāo)號(hào)定義，并按邏輯要求及連接規(guī)律組合和排列，從而構(gòu)成了表示plc輸入及輸出之間控制關(guān)系的圖形。由于它在繼電接觸器的基礎(chǔ)上加進(jìn)了許多功能強(qiáng)大、使用靈活的指令，并將微機(jī)的特點(diǎn)結(jié)合進(jìn)去，使邏輯關(guān)系清晰直觀，編程容易，可讀性強(qiáng)，所實(shí)現(xiàn)的功能也大大超過(guò)傳統(tǒng)的繼電接觸器控制電路，所以很受用戶歡迎。它是目前使用最為普遍的一種plc編程語(yǔ)言。（1） 梯形圖的基本符號(hào)在梯形圖中，分別用符號(hào)表示plc編程元件（軟繼電器）的常開(kāi)觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，用符號(hào)表示其線圈

45、。與傳統(tǒng)的控制圖一樣，每個(gè)繼電器和相應(yīng)的觸點(diǎn)都有自己的特定符號(hào)，以示區(qū)別，其中有些對(duì)應(yīng)plc外部的輸入、輸出，有些對(duì)應(yīng)內(nèi)部的繼電器和寄存器。它們并非是物理實(shí)體，而是“軟繼電器”僅對(duì)應(yīng)plc存儲(chǔ)單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈接通，其通常開(kāi)觸點(diǎn)閉合、長(zhǎng)閉觸點(diǎn)斷開(kāi)；狀態(tài)為“0”時(shí)，對(duì)應(yīng)的繼電器線圈不通，其常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)保持原態(tài)。另外，有一些在plc中進(jìn)行特殊運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理的指令，也被看作是一些廣義的、特殊的輸出元件，常用類似于輸出線圈的方括號(hào)加上一些特定符號(hào)來(lái)表示。這些運(yùn)算或處理一般是以前面的邏輯運(yùn)算作為其觸發(fā)條件。（2）梯形圖的書(shū)寫(xiě)規(guī)則梯形圖必須按從左到右、從上到下的順序書(shū)寫(xiě)，

46、cpu也是按此順序執(zhí)行程序。 每個(gè)輸出線圈組成一個(gè)梯級(jí)，每個(gè)梯形圖是有多個(gè)梯級(jí)（邏輯行）組成的。每層邏輯行起始于左母線，右母線。線圈總是處于最右邊，且不能直接與左邊母線相連。 由于梯形圖中的線圈和觸點(diǎn)均為“軟繼電器”，所以同一標(biāo)號(hào)的觸點(diǎn)可以反復(fù)使用，次數(shù)不限，這也是plc區(qū)別于傳統(tǒng)控制的一大優(yōu)點(diǎn)。但為了防止輸出出現(xiàn)混亂，規(guī)定同一標(biāo)號(hào)的線圈只能使用一次。 編寫(xiě)梯形圖時(shí)，應(yīng)盡量做到“上重下輕、左重右輕”。 梯形圖中的觸點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但是輸出線圈只能并聯(lián)，不能串聯(lián)。 梯形圖中“輸入觸點(diǎn)”僅受外部信號(hào)控制，而不能由內(nèi)部繼電器的線圈將其接通或斷開(kāi)，所以在梯形圖中只能出現(xiàn)“輸入觸點(diǎn)”，而不可能出現(xiàn)“

47、輸入繼電器的線圈”。 梯形圖中的觸點(diǎn)畫(huà)在水平線上，不畫(huà)在垂直線上。 程序結(jié)束時(shí)應(yīng)有結(jié)束指令，一般用“end”或“ed”表示。應(yīng)該注意的是，梯形圖上的元素所采用的激勵(lì)、失電、閉合和斷開(kāi)等電路中的術(shù)語(yǔ)，僅用于表示這些元素的邏輯狀態(tài)。同時(shí)，為了分析梯形圖中各組成元件的狀態(tài)，常采用能流或指令流的概念，它是假想在梯形圖中有“電流”流動(dòng)，它的狀態(tài)用于說(shuō)明該梯形圖中只能作為單方向流動(dòng)，規(guī)定從左到右，從上到下。第二章 課題的任務(wù)分析2.1 基于三菱fx(2n)系列plc鉆孔鉆頭控制系統(tǒng)分析2.1.1 概述由于傳統(tǒng)的普通鉆床鉆孔的精度和效率受到工人的熟練程度、疲勞強(qiáng)度等人力因素影響很大，要想達(dá)到高精度和高效率就

48、十分不容易。隨著plc技術(shù)在傳統(tǒng)機(jī)械上的運(yùn)用使得生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益明顯提高，同時(shí)保證了產(chǎn)品的精度，解放了人力，也就是解放了生產(chǎn)力。從而促進(jìn)社會(huì)的進(jìn)步。這次的課題任務(wù)是運(yùn)用三菱fx(2n)plc初步設(shè)計(jì)鉆孔鉆頭的控制系統(tǒng)，具體的設(shè)計(jì)內(nèi)容是動(dòng)力頭在原位時(shí)開(kāi)關(guān)st3受壓，加啟動(dòng)命令后接通電磁閥f1，動(dòng)力頭快進(jìn)。動(dòng)力頭碰到限位開(kāi)關(guān)st1后，接通電磁閥f1和f2，動(dòng)力頭由快進(jìn)轉(zhuǎn)為工進(jìn)。動(dòng)力頭碰到限位開(kāi)關(guān)st2后，停止進(jìn)給，延時(shí)10s。延時(shí)時(shí)間到，接通f3，動(dòng)力頭快速退回。當(dāng)原點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)st3接通時(shí)，動(dòng)力頭快速退回結(jié)束。根據(jù)上述控制要求，用plc編制程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)鉆孔動(dòng)力頭的控制。2.1.2 可編程控制器的選

49、擇1.plc的機(jī)型選擇機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。（1）合理的結(jié)構(gòu)型式整體式plc的每一個(gè)i/o點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小，所以一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式plc的功能擴(kuò)展靈活方便，i/o點(diǎn)數(shù)量、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、i/o模塊的種類等方面，選擇余地較大。維修時(shí)只要更換模塊，判斷故障的范圍也很方便。因此，模塊式plc一般適用于較復(fù)雜系統(tǒng)和環(huán)境差（維修量大）的場(chǎng)合。（2）安裝方式的選擇根據(jù)plc的安裝方式，系統(tǒng)分為集中式、遠(yuǎn)程i/o式和多臺(tái)plc聯(lián)網(wǎng)分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程i/o硬件，

50、系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低。大型系統(tǒng)經(jīng)常采用遠(yuǎn)程i/o式，因?yàn)樗鼈兊难b置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程i/o可以分散安裝在i/o裝置附近，i/o連線比集中式的短，但需要鞥社驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程i/o電源。多臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系場(chǎng)合，可以選用小型plc，但必須要附加通信模塊。（3）相當(dāng)?shù)墓δ芤笠话阈⌒停ǖ謸酰﹑lc具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶a/dhe d/a單元、具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔plc。對(duì)于控制較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及

51、復(fù)雜程度沒(méi)選用中檔或高檔plc。但是中、高檔plc價(jià)格較貴，一般大型機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。（4）響應(yīng)速度的要求plc的掃描工作方式引起的延遲可達(dá)23個(gè)掃描周期。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，plc的響應(yīng)速度都可以滿足要求，不是主要問(wèn)題。然而對(duì)于某些個(gè)別場(chǎng)合，則要求考慮plc的響應(yīng)速度。為了簡(jiǎn)單plc的i/o響應(yīng)的延遲時(shí)間，可以選用掃描速度高的plc，或選用具有高速i/o處理功能指令的plc，或選用具有快速響應(yīng)模塊和終端輸入模塊的plc等。（5）系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)plc的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余控制系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。（6）機(jī)型統(tǒng)一一個(gè)企業(yè)

52、，應(yīng)盡量做到plc的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮以下三個(gè)方面的問(wèn)題:同一機(jī)型的plc，其編程方法相同，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高；統(tǒng)一機(jī)型的plc，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購(gòu)和管理；同一機(jī)型的plc，其外圍設(shè)備通用，資源可共享，易于聯(lián)網(wǎng)通信，配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。2.plc的容量選擇plc的容量包括i/o點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量?jī)蓚€(gè)方面。（1）i/o點(diǎn)數(shù)plc的i/o點(diǎn)數(shù)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用plc的i/o點(diǎn)數(shù)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用i/o點(diǎn)數(shù)最少，但必須留有一定的備用量。通常i/o點(diǎn)數(shù)是根據(jù)被控對(duì)象的輸入、輸出信號(hào)的實(shí)際需要，再加上10%1

53、5%的備用量來(lái)確定。（2）用戶存儲(chǔ)容量用戶存儲(chǔ)容量是指plc用于存儲(chǔ)用戶程序的存儲(chǔ)器容量。需要的哦那個(gè)湖存儲(chǔ)容量的大小由用戶程序的長(zhǎng)短決定。 以便可按下式估算，在按實(shí)際需要留適當(dāng)?shù)挠嗔浚?0%30%）來(lái)選擇。存儲(chǔ)容量=開(kāi)關(guān)量i/o點(diǎn)總數(shù)*10+模擬量通道數(shù)*100絕大部分plc均能滿足上式要求。應(yīng)當(dāng)要注意的是：當(dāng)控制系統(tǒng)較復(fù)雜、數(shù)據(jù)處理量較大時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)存儲(chǔ)量不夠的問(wèn)題，這是應(yīng)特殊對(duì)待。 3. i/o模塊的選擇一般i/o模塊的價(jià)格戰(zhàn)plc價(jià)格的一半一行。不用的i/o模塊、其電路及功能也不同。直接影響plc的應(yīng)用范圍和價(jià)格。下面僅介紹有關(guān)開(kāi)關(guān)量i/o模塊的選擇。（1）開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選擇plc

54、的輸入模塊式用來(lái)檢測(cè)接受現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的信號(hào)，并將輸入的信號(hào)轉(zhuǎn)換為plc內(nèi)部接受的低電壓信號(hào)。輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí)的選擇 常用宏的開(kāi)關(guān)量輸入模塊的信號(hào)類型有三種：直流輸入、交流輸入、和交流/直流輸入。選擇時(shí)一般根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)機(jī)周圍環(huán)境來(lái)決定。交流輸入模塊接觸可靠，適合于有油霧、粉塵的惡劣環(huán)境下使用；直流輸入模塊的延遲時(shí)間較短。還可以直接與接近開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)等電子輸入設(shè)備連接。plc的開(kāi)關(guān)量輸入模塊按輸入信號(hào)的電壓大小分類有：直流5v、24v、48v、60v等；交流110v、220v等。選擇時(shí)應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備與輸入模塊之間的距離來(lái)決定。一般5v、12v、24v用于傳輸距離較近場(chǎng)合。如：5v

55、的輸入模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10m.距離，較遠(yuǎn)的應(yīng)選用電壓等級(jí)較高的模塊。輸入接線方式的選擇 按輸入電路接線方式的不同，開(kāi)關(guān)量輸入模塊可分為匯點(diǎn)式輸入和分組式輸入兩種。如圖所示。匯點(diǎn)式輸入模塊的所有輸入點(diǎn)只公用一個(gè)公共端；二分組式輸入模塊式將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）用用一個(gè)公共端com，各組之間是分隔的。分組式輸入的每點(diǎn)平均價(jià)格較高，如果輸入信號(hào)之間不需要分開(kāi)，應(yīng)選用匯點(diǎn)式。同時(shí)接通的輸入點(diǎn)數(shù)量 對(duì)于選用高密度的鼠兔模塊（如32點(diǎn)、48點(diǎn)燈），應(yīng)考慮該模塊同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)一般不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60%。（2）開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選擇輸出模塊式將plc內(nèi)部低電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部輸出設(shè)備所需的驅(qū)動(dòng)信

56、號(hào)。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮負(fù)載電壓的種類和大小、系統(tǒng)對(duì)延遲時(shí)間的要求、負(fù)載狀態(tài)變化是否頻繁等。、輸出方式的選擇 開(kāi)關(guān)量輸出模塊有三種輸出方式:繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出。繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可以用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降下，同時(shí)承受瞬時(shí)過(guò)電壓和過(guò)電流的能力較強(qiáng)。但它屬于有觸點(diǎn)元件，其動(dòng)作速度較慢、壽命短，可靠性較差，因此，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。當(dāng)用于驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，其觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不超過(guò)1hz。對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用雙向晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件。但雙向晶閘管輸出值能用于交流負(fù)載，而晶體管輸出只能用于直流負(fù)載。輸出接線方式的選擇 按plc得輸出接線方式的不同，一般有分組式輸出和分個(gè)式輸出兩種。如圖所示。分組式輸出時(shí)幾個(gè)輸出點(diǎn)為一組，公用一個(gè)公共端，各組之間是分割的，可分別使用不同的電源。而分隔式輸出的每一個(gè)輸出點(diǎn)有一個(gè)公共端，個(gè)輸出點(diǎn)之間相互隔離，每個(gè)輸出點(diǎn)可使用不同的電源。主要應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)負(fù)載的電源種類的多少而定。一般整體式plc既有分組式輸出，也有分隔式輸出。輸出電流的選擇 輸出模塊的輸出電流（驅(qū)動(dòng)能力）必須大于負(fù)載的額定電流。用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)載電流的大小選擇模塊的輸出電流。如果實(shí)際負(fù)載電流較大，輸出模塊無(wú)法直接驅(qū)動(dòng)，可