卷簧機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1、卷簧機(jī)的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)目錄1前言11.1 課題背景和意義11.1.1 本課題的背景11.1.2本課題的意義11.2卷簧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)11.3系統(tǒng)控制方案選擇21.3.1主要控制方案的比較21.3.2 系統(tǒng)方案的選擇32可編程序控制器概述42.1可編程序控制器的定義與由來42.2可編程序控制器的特點(diǎn)42.3 PLC基本結(jié)構(gòu)和工作原理52.4可編程序控制器的編程語言83. 卷簧機(jī)的電氣設(shè)計(jì)93.1卷簧機(jī)的功能及工作流程93.1.1卷簧機(jī)的工作流程93.2卷簧機(jī)的電氣回路設(shè)計(jì)103.2.1 電氣回路設(shè)計(jì)103.2.2 卷簧機(jī)電氣設(shè)備的選擇114. 三菱PLC的常用指令154.1基本指令154.2 步

2、進(jìn)指令205 編程軟件介紹225.1概述225.2程序編制255.3 程序的檢查276卷簧機(jī)的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)286.1 PLC軟件設(shè)計(jì)方法286.2系統(tǒng)控制要求286.3可編程序控制器的程序設(shè)計(jì)306.3.1PLC系統(tǒng)配置的主要依據(jù)306.3.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)33結(jié)論39致謝41參考文獻(xiàn)42第 1 頁 共 43 頁1前言1.1 課題背景和意義1.1.1 本課題的背景在可編程序控制器問世之前，繼電器接觸器控制在工業(yè)控制領(lǐng)域中占有主導(dǎo)地位。但是其具有體積大，耗電多，可靠性差等致命缺點(diǎn)，所以從1968年以來，PLC的一些基本定義被提出，到20世紀(jì)80年代以來，隨著PLC具有高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、

3、PID調(diào)節(jié)和數(shù)據(jù)通信等功能，PLC已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。國外彈簧生產(chǎn)廠家普遍采用自動化生產(chǎn)，生產(chǎn)質(zhì)量很穩(wěn)定，效率很高。而國內(nèi)在這方面的技術(shù)依然不是很成熟，急需技術(shù)改進(jìn)及革新。1.1.2本課題的意義隨著汽車工業(yè)的飛速發(fā)展以及鐵路運(yùn)輸?shù)奶崴?，相?yīng)地對車輛減震系統(tǒng)的要求不斷提高，這無疑給彈簧行業(yè)帶來了巨大的商機(jī)，同時也對彈簧生產(chǎn)設(shè)備卷簧機(jī)的性能提出了更高的要求。然而國內(nèi)彈簧生產(chǎn)廠家由于起步晚等原因，存在很多問題，諸如生產(chǎn)率低下、產(chǎn)平規(guī)格不全等問題。在這種背景下，技術(shù)的開發(fā)和創(chuàng)新顯得尤其重要。本文對卷簧機(jī)的基本原理做一些粗淺研究，為以后的研究打下一些基礎(chǔ)。同時，本文通過做卷簧機(jī)的電氣控制

4、系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行一定的分析和說明，從而熟悉PLC自動化系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)控制中的應(yīng)用。1.2卷簧機(jī)的基本結(jié)構(gòu)卷簧機(jī)主要部分由芯軸座、芯軸、基座、支承座組成。芯軸座的前進(jìn)后退由一臺變頻控制電機(jī)控制，芯軸的轉(zhuǎn)動由一臺普通電機(jī)控制。插銷動作、咬嘴動作、夾料動作、頂尖動作、支承座前進(jìn)后退由氣閥控制3。通過限位開關(guān)ABCD的位置設(shè)置設(shè)定彈簧的初始原點(diǎn)、工作點(diǎn)、彈簧的長度、支承座的后退位置。通過螺旋電位器的設(shè)置調(diào)節(jié)芯軸座控制電機(jī)的速度來設(shè)定工藝要求的螺紋間距。機(jī)床基本結(jié)構(gòu)圖如圖1.1所示，限位開關(guān)設(shè)置如圖1.2所示。圖1.1機(jī)床基本結(jié)構(gòu)圖圖1.2限位開關(guān)設(shè)置圖1.3系統(tǒng)控制方案選擇系統(tǒng)控制方案的確定非常重要，因?yàn)?/p>

5、它要控制的對象是系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備，必須具備極高的安全性、可靠性和穩(wěn)定性。由于車間的工作環(huán)境比較惡劣，控制系統(tǒng)會受到通過供電電源及輸入輸出信號線引入的各種干擾，這些干擾都具有很強(qiáng)的干擾能量。所以，在確定方案時，首先要求系統(tǒng)必須具備很強(qiáng)的干擾能力，能在較惡劣的環(huán)境中連續(xù)穩(wěn)定地工作。一般而言，根據(jù)以上的加工要求和技術(shù)要求，本控制系統(tǒng)可以采用單片機(jī)、可編程邏輯控制器（PLC）、工控機(jī)等電氣控制方案。1.3.1主要控制方案的比較 1.單片機(jī)控制特點(diǎn) 單片微型機(jī)（簡稱單片機(jī)）又名微控制器，是七十年代中期發(fā)展起來的一種大規(guī)模集成電路器件。它是把CPU、內(nèi)存及I/O壓縮在同一芯片上，再外加一些電子元件便構(gòu)成一

6、套簡易的控制系統(tǒng)，如此一來可以降低硬件成本。由于單片機(jī)具有功能強(qiáng)、體積小、可靠性高、面向控制和價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，因而在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、交通、民用消費(fèi)等各個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，有力推動了各行業(yè)的技術(shù)改造和產(chǎn)品的更新?lián)Q代。但相較其他控制方案來說，其開發(fā)周期長，工作量大。 2.PLC控制特點(diǎn)1 可編程控制器簡稱PLC，作為傳統(tǒng)繼電器接觸控制的替代產(chǎn)品，已廣泛用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。由于它可通過軟件來改變控制過程，而且具有體積小，組裝靈活，編程簡單，抗干擾能力強(qiáng)及可靠性高等特點(diǎn)，非常適合于在惡劣的工業(yè)環(huán)境下使用。故自60年代末第一臺PLC問世以來，已很快被應(yīng)用到機(jī)械制造、冶金、礦業(yè)、輕工等各個

7、領(lǐng)域，大大推進(jìn)了機(jī)電一體化進(jìn)程。 3.工控機(jī)控制特點(diǎn) 工控機(jī)通常是指工業(yè)用個人計(jì)算機(jī)（INDUSTRIAL PC），即能夠用于工業(yè)及其相關(guān)場合下的工業(yè)級的PC機(jī)，亦稱為ICPC（INDUSTRIAL CONTROL WITH PC）。 與一般計(jì)算機(jī)適用場合相比，使用工控機(jī)的場合具有一定的特殊性。首先，環(huán)境通常比較惡劣，如工業(yè)現(xiàn)場比較容易存在粉塵、高溫、潮濕、噪聲、沖擊、震動、各種電磁信號干擾、輻射、腐蝕，野外工作條件以及操作人員素質(zhì)等環(huán)境因素；其次，要求計(jì)算機(jī)必須能長期、無故障地連續(xù)運(yùn)行，一旦發(fā)生故障，能較快地修復(fù)。這種使用要求，決定了工控機(jī)完全不同于普通的商用PC機(jī)，對于工控機(jī)來說，可靠性將

8、是最重要和首要考慮的因素。工控機(jī)的可靠性主要是由其器件的篩選和其本身的工藝設(shè)計(jì)制造決定，這其中最重要的又體現(xiàn)在作為主要部件的機(jī)箱和CPU主板極其相關(guān)器件上。1.3.2 系統(tǒng)方案的選擇對系統(tǒng)方案的選擇，應(yīng)從經(jīng)濟(jì)成本、設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長短等方面進(jìn)行綜合考慮。 從影響成本的各個因素綜合考慮，就目前生產(chǎn)設(shè)備控制裝置來說，單片機(jī)價(jià)格最低廉，而PLC的優(yōu)勢在于其高性價(jià)比。當(dāng)然，價(jià)格僅是選擇時需參考的一個因素，而可靠性是選擇時需要考慮的又一個因素。從設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期長短考慮設(shè)計(jì)新的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備，毫無疑問，生產(chǎn)、設(shè)計(jì)周期越短越好，甚至希望邊設(shè)計(jì)、邊安裝、邊調(diào)試和邊生產(chǎn)。特別是產(chǎn)品更新?lián)Q代，生產(chǎn)工藝改造，不需要改動現(xiàn)有

9、生產(chǎn)設(shè)備及其外部接線，就能馬上組織生產(chǎn)，這不僅節(jié)約了勞動力，而且新產(chǎn)品能盡快投入市場。如果要使這些要求得以實(shí)現(xiàn)，單片機(jī)顯然難以實(shí)現(xiàn)，而PLC則完全可以實(shí)現(xiàn)。因?yàn)橛肞LC不必改動外部設(shè)備連線，只要在軟件上做文章就可以了。也就是說只要改變梯形圖，按照新工藝要求重新輸入新程序或修改原程序即可。這既經(jīng)濟(jì)又簡捷，可以達(dá)到事半功倍的目的。綜上所述，PLC具有高可靠性、強(qiáng)抗各種干擾的能力、編程安裝使用簡單、低價(jià)格長壽命等特點(diǎn)。比之單片機(jī)，它的輸入輸出更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需要添加太多的中間部件和接口。綜合PLC上述特點(diǎn)和機(jī)床的運(yùn)動為單軸運(yùn)動，因此本機(jī)床控制系統(tǒng)采用PLC作為主控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)機(jī)床的邏輯運(yùn)動控制。從而

10、縮短設(shè)計(jì)生產(chǎn)周期，以使本機(jī)床能夠盡快投入生產(chǎn)使用，滿足生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)任務(wù)需求。2可編程序控制器概述2.1可編程序控制器的定義與由來可編程序控制器是一種數(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儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程1。20世紀(jì)60年代，人們曾試圖用小型計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)工業(yè)控制代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電接觸器控制，但因價(jià)格昂貴、輸入輸出電路不匹配、編程復(fù)雜等原因，而沒能得到推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)50年代末，美國通用汽車公司(GM)為了適應(yīng)汽車型號不斷翻新的需要，提

11、出需要有這樣一種控制設(shè)備，即 它的繼電控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短，更改容易，接線簡單，成本低。 它能把計(jì)算機(jī)的許多功能和繼電控制系統(tǒng)結(jié)合起來，但編程又比計(jì)算機(jī)簡單易學(xué)，操作方便。系統(tǒng)通用性強(qiáng)。 1969年美國DEC公司研制出第一臺可編程控制器，用在GM公司生產(chǎn)線上獲得成功。其后日本、德國等相繼引入，可編程控制器迅速發(fā)展起來。這一時期它主要用于順序控制。雖然也采用了計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)思想，但實(shí)際上只能進(jìn)行邏輯運(yùn)算，故稱為“可編程邏輯控制器”，簡稱為PLC（Programmable Logic Controller）。進(jìn)入20世紀(jì)80年代，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和微電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，極大地推動了PLC的發(fā)展，使得PL

12、C的功能日益增強(qiáng)。PLC可進(jìn)行模擬量控制、位置控制和PID控制等，易于實(shí)現(xiàn)柔性制造系統(tǒng)FMS。遠(yuǎn)程通信功能的實(shí)現(xiàn)更使得PLC如虎添翼。無怪乎有人將PLC稱為現(xiàn)代化控制的三大支柱(即PLC、機(jī)器人和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造CADCAM)之一。由于PLC的功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出邏輯控制、順序控制的范圍，故稱為“可編程控制器”，簡稱PC（Programmable Controller）。因PC容易和“個人計(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。2.2可編程序控制器的特點(diǎn)可編程控制器是面向用戶的專用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)。 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)

13、：可編程控制器是專為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，除了對器件的嚴(yán)格篩選和老化外在硬件和軟件兩個方面還采用了屏蔽、濾波、隔離、故障論斷和自動恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，使其平均無故障時間達(dá)到(35)萬小時以上。 編程直觀、簡單：可編程控制器是面向用戶、面向現(xiàn)場，考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線路的特點(diǎn)，它沒有采用微機(jī)控制中常用的匯編語言，而是采用了一種面向控制過程的梯形圖語言。梯形圖語言與繼電器原理圖相類似，形象直觀，易學(xué)易懂。電氣工程師和具有一定知識的電工、工藝人員都可以在短時間內(nèi)學(xué)會，使用起來得心應(yīng)手。計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)之間的隔閡在可編程控制器上完全不存在。世界上

14、許多國家的公司生產(chǎn)的可編程控制器把梯形圖語言作為第一用戶語言。 適應(yīng)性好：可編程控制器是通過程序?qū)崿F(xiàn)控制的。當(dāng)控制要求發(fā)生改變時，只要修改程序即可。由于可編程控制器產(chǎn)品已標(biāo)準(zhǔn)化，系列化、模塊化，因此能靈活方便地進(jìn)行系統(tǒng)配置，組成規(guī)模不同、功能不同的控制系統(tǒng)，適應(yīng)能力非常強(qiáng)，故既可控制一臺單機(jī)，一條生產(chǎn)線，又可控制一個復(fù)雜的群控系統(tǒng)，既可以現(xiàn)場控制，又可以遠(yuǎn)距離控制。功能完善，接口功能強(qiáng)：目前的可編程控制器具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時、計(jì)數(shù)、順序控制、通信、人機(jī)對話、自檢、記錄和顯示等功能使設(shè)備控制水平大大提高。接口功率驅(qū)動極大地方便了用戶，常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源

15、而言有110v、220v交流和5v、24v、48V直流等多種；負(fù)載能力可在(0.55A)的范圍內(nèi)變化；模擬量的輸入輸出有正負(fù)50mv、正負(fù)10V、（010）mA、（420）mA、等各種規(guī)格?？梢院芊奖愕貙⒖删幊炭刂破髋c各種不同的現(xiàn)場控制設(shè)備順利連接，組成應(yīng)用系統(tǒng)。例如，輸入接口可直接與各種開關(guān)雖和傳感器進(jìn)行連接，輸出接口在多數(shù)情況下也可直接與各種傳統(tǒng)的繼電器、接觸器及電磁閥等相連接2。2.3 PLC基本結(jié)構(gòu)和工作原理如圖2.1所示，PLC主要由CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程器組成。有的PLC還可以配備特殊功能模塊，用來完成某些特殊模塊。由于PLC以微處理器為核心，故具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但

16、它的工作方式卻與微機(jī)有大不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或IO掃描方式，若有鍵按下或有IO變化則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序，若無則繼續(xù)掃描等待.PLC則是采用循環(huán)掃描的工作方式。對每個程序，CPU從第一條指令開始執(zhí)行，按指令步序號做周期性的程序循環(huán)掃描，如果無跳轉(zhuǎn)指令則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條指令，如此周而復(fù)始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)稱為一個掃描周期。掃描周期的長短主要取決于以下幾個因素：一是CPU執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令占用的時間；三是程序中指令條數(shù)的多少。一個循環(huán)掃描周期主要可分為3個階段。(1) 輸入刷新階段 在輸入刷新階段，

17、CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，而這些變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。圖2.1 PLC的組成框圖(2) 輸入刷新階段 在輸入刷新階段，CPU掃描全部輸入端口，讀取其狀態(tài)并寫入輸入狀態(tài)寄存器。完成輸入端刷新工作后，將關(guān)閉輸入端口，轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行期間即使輸入端狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內(nèi)容也不會改變，而這些變化必須等到下一工作周期的輸入刷新階段才能被讀入。(3) 程序執(zhí)行階段在程序執(zhí)行階段，根據(jù)用戶輸入的控制程序，

18、從第一條開始逐條執(zhí)行，并將相應(yīng)的邏輯運(yùn)算結(jié)果存人對應(yīng)的內(nèi)部輔助寄存器和輸出狀態(tài)寄存器。當(dāng)最后一條控制程序執(zhí)行完畢后，即轉(zhuǎn)入輸出刷新階段。(4) 輸出刷新階段 當(dāng)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路，并通過一定輸出方式輸出，驅(qū)動外部相應(yīng)執(zhí)行元件工作，這才形成PLC的實(shí)際輸出。 由此可見，輸人刷新、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段構(gòu)成PLC一個工作周期、由此循環(huán)往復(fù)，因此稱為循環(huán)掃描工作方式。由于輸入刷新階段是緊接輸出刷新階段后馬上進(jìn)行的，所以亦將這兩個階段統(tǒng)稱為I/O刷新階段。實(shí)際上，除了執(zhí)行程序和I/O刷新外，PLC還要進(jìn)行各種錯誤檢測(自診斷功能)并與編程工具通信，這些

19、操作統(tǒng)稱為“監(jiān)視服務(wù)”，一般在輸入掃描過程之后進(jìn)行。綜上所述，PLC的掃描作過程如圖2.2所示。圖2.2 PLC的掃描工作過程顯然掃描周期的長短主要取決于程序的長短。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢。由于每一個掃描周期只進(jìn)行一次I/O刷新，即每一個掃描周期PLC只對輸入、輸出狀態(tài)寄存器更新一次，故使系統(tǒng)存在輸人、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。由此可見，若輸入變量在I/O刷新期間狀態(tài)發(fā)生變化，則本次掃描期間輸出會相應(yīng)地發(fā)生變化。反之，若在本次刷新之后輸入變量才發(fā)生變化，則本次掃描輸出不變，而要到下一次掃描的IO刷新期間輸出才會發(fā)生變化。這對于一般的開關(guān)量控制系統(tǒng)來說是完全允許的，不

20、但不會造成不利影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力。這是因?yàn)檩斎氩蓸觾H在輸人刷新階段進(jìn)行，PLC在一個工作周期的大部分時間里實(shí)際上是與外設(shè)隔離的。而工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的、短時的，由于系統(tǒng)響應(yīng)較慢，往往要幾個掃描周期才響應(yīng)一次，而多次掃描后，因瞬間干擾而引起的誤動作將會大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對于控制時間要求較嚴(yán)格、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)就需要精心編制程序，必要時采用一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的響應(yīng)滯后等不良影響6?？傊?，采用循環(huán)掃描的工作方式是PLC區(qū)別于微機(jī)和其他控制設(shè)備的最大特點(diǎn)在使用中應(yīng)引起特別的注意。2.4可編程序控制器的編程語言PLC作為專為工業(yè)控制而

21、開發(fā)的自控裝置，其主要使用者為工廠的廣大電氣技術(shù)人員，考慮到他們的傳統(tǒng)習(xí)慣以利于使用推廣普及，通常PLC不采用微機(jī)的編程語言，而采用梯形圖語言、指令助記符語言、控制系統(tǒng)流程圖語言、布爾代數(shù)語言等。在這些語言中，尤以梯形圖、指令助記符語言最為常用。一 、梯形圖語言PLC的梯形圖在形式上沿襲了傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制圖，是在原繼電器接觸器控制系統(tǒng)的繼電器梯形圖基礎(chǔ)上演變而來的一種圖形語言。它將PLC內(nèi)部的各種編程元件(如繼電器的觸點(diǎn)、線圈、定時器、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、標(biāo)號定義，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、輸出之間控制關(guān)系的圖形。由于它在繼

22、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，并將計(jì)算機(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)的功能大大超過傳統(tǒng)的繼電接觸控制電路所以很受用戶歡迎。它是目前用得最多的PLC編程語言。在梯形圖中，分別用符號 、表示PLC編程元件(軟繼電器)的常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)，用符號 表示其線圈。與傳統(tǒng)的控制圖一樣，每個繼電器和相應(yīng)的觸點(diǎn)都有自己的特定標(biāo)號，以示區(qū)別，其中有些對應(yīng)PLC外部的輸入、輸出，有些對應(yīng)內(nèi)部的繼電器和寄存器。應(yīng)當(dāng)注意的是它們并非是物理實(shí)體，而是“軟繼電器”。每個“軟繼電器”僅對應(yīng)PLC存儲單元中的一位。該位狀態(tài)為“1”，時，對應(yīng)的繼電器線圈接通，其常開觸點(diǎn)閉

23、合、常閉觸點(diǎn)斷開；狀態(tài)為“0”時，對應(yīng)的繼電器線圈不通，其常開、常閉觸點(diǎn)保持原態(tài)。還應(yīng)注意PLC梯形圖表示的并不是一個實(shí)際電路而只是一個控制程序，其間的連線表示的是它們之間的邏輯關(guān)系，即所謂“軟接線”。二、指令助記符語言助記符語言類似于計(jì)算機(jī)匯編語言，它用一些簡潔易記的文字符號表達(dá)PLC的各種指令。對于同一廠家的PLC產(chǎn)品，其助記符語言與梯形圖語言是相互對應(yīng)的，可互相轉(zhuǎn)換。助記符語言常用于手持編程器中，因其顯示屏幕小，不便輸入和顯示梯形圖。特別是在生產(chǎn)現(xiàn)場編制、調(diào)試程序時，經(jīng)常使用手持編程器。而梯形圖語言則多用于計(jì)算機(jī)編程環(huán)境中。3. 卷簧機(jī)的電氣設(shè)計(jì)3.1卷簧機(jī)的功能及工作流程 卷簧機(jī)，顧名

24、思義就是一種用于卷彈簧的的機(jī)器。彈簧的應(yīng)用隨處可見，需求量是非常大的。對于用鋼絲卷的小彈簧，用手工工具或者小型機(jī)械就能生產(chǎn)。而對于那些用于火車底盤或大型機(jī)械上的彈簧，則需要專門的機(jī)械生產(chǎn)。本課題涉及的就是這樣一種用于大型彈簧生產(chǎn)的機(jī)器3。3.1.1卷簧機(jī)的工作流程一、手動操作 一）準(zhǔn)備工作 1.工作方式指向手動；電源開關(guān)指向開；彈簧旋向根據(jù)具體要求確定；芯軸指向停止；插銷指向退出；夾料指向松開；咬嘴指向松開；變頻器指向停止；頂尖指向松開。 2.根據(jù)彈簧的自由高度、料徑、螺距人工進(jìn)行限位開關(guān)A、限位開關(guān)B和螺旋電位器的位置設(shè)置，具體設(shè)置依據(jù)如下： 限位開關(guān)A：使送料芯軸露出基座的距離略大于料徑。

25、 限位開關(guān)B：使限位開關(guān)A和B的距離等于彈簧的自由高。 螺旋電位器：使數(shù)字表頭顯示工藝要求的螺旋。 3.檢查機(jī)床，確保機(jī)床上沒有雜物。 二）啟動按鈕按下 三）根據(jù)具體工作要求改變開關(guān)位置，卷簧機(jī)按照操作臺上改變后的各開關(guān)位置執(zhí)行相應(yīng)的動作。二、 自動操作準(zhǔn)備工作： 1.電源開關(guān)指向開；工作方式指向自動；彈簧旋向根據(jù)具體要求確定。 2.根據(jù)彈簧的自由高、料徑、螺距人工進(jìn)行限位開關(guān)A、限位開關(guān)B和螺旋電位器的位置設(shè)置，具體設(shè)置如下： 限位開關(guān)A：使送料芯軸露出基座的距離略大于料徑。 限位開關(guān)B：使限位開關(guān)A和B的距離等于彈簧的自由高。 螺旋電位器：使數(shù)字表頭顯示工藝要求的螺旋。 一）按下啟動按鈕。

26、 二）卷簧機(jī)自動處于工作準(zhǔn)備好狀態(tài)： 芯軸座處于限位開關(guān)A的位置；支撐座前進(jìn)，直至抵上芯軸；插銷插入支承座。 三）人工送入卷簧原料后，踩下腳踏開關(guān)，卷簧機(jī)自動按順序進(jìn)行如下操作： （1）咬嘴夾緊。 （2）夾料夾緊。 （3）插銷插入支承座。 （4）芯軸根據(jù)彈簧旋向轉(zhuǎn)動。 （5）芯軸轉(zhuǎn)動到四分之三圈后，芯軸按照設(shè)置的螺距前進(jìn)。 （6）芯軸前進(jìn)至有頂尖壓下的位置后，頂尖壓下。 （7）芯軸座進(jìn)至限位開關(guān)B，停止前進(jìn)，原地轉(zhuǎn)動一圈，停轉(zhuǎn)。 （8）咬嘴松開。 （9）夾料松開。（10）頂尖抬起。（11）插銷退出支承座。 （12）芯軸與原方向相反轉(zhuǎn)動并后退，退入基座內(nèi)；支承座后退；彈簧掉下。（13）回到自動工

27、作準(zhǔn)備好狀態(tài)，等待下一次人工送入卷簧原料踩上腳踏開關(guān)后，依次重復(fù)上述（1）（13）的動作。3.2卷簧機(jī)的電氣回路設(shè)計(jì)3.2.1 電氣回路設(shè)計(jì)一、 卷簧機(jī)的電氣原理圖 圖32 卷簧機(jī)的電氣圖二、電氣元件清單根據(jù)設(shè)計(jì)要求，在查閱了多種資料，對各種相關(guān)的電氣元件進(jìn)行分析和比較后，選擇的電氣元件如下表所示（各種電氣元件的選擇依據(jù)詳見3.3）：表3.1 電氣元件清單代號名稱規(guī)格型號數(shù)量（只/臺）生產(chǎn)廠家1M交流電動機(jī)16kW12M交流電動機(jī)2kW1QS0/1/2/3空氣開關(guān)NF125CW 100A4三菱公司KM1/2/3接觸器CJX193變頻器FRE540 4.6kVA1三菱公司PLC可編程控制器FX2

28、N48MR1三菱公司FR1熱繼電器JR16150/3D1KH2接觸器CJX1913.2.2 卷簧機(jī)電氣設(shè)備的選擇一、電動機(jī)的選擇 在卷簧機(jī)機(jī)床中，共使用2臺交流電動機(jī)，一臺控制芯軸的轉(zhuǎn)向，一臺控制芯軸的前進(jìn)后退，1臺為16kW，一臺為2kW 。二、熱繼電器的選擇 熱繼電器和自動開關(guān)的熱脫扣，主要用來保護(hù)異步電動機(jī)的過載，所以熱繼電器的型號、規(guī)格要根據(jù)被保護(hù)電動機(jī)的額定電流來確定。一般按下式確定熱繼電器額定電流Ie（0.951.05）Ied式中Ie熱繼電器的額定電流(安)， Ied被保護(hù)電動機(jī)的額定電流(安)。 同一型號的熱繼電器可以選用不同編號的熱元件，為可靠的保護(hù)電動機(jī)，需要調(diào)節(jié)熱繼電器整定

29、電流使熱繼電器的保護(hù)特性符合： (1)熱繼電器在動作時間內(nèi)，被保護(hù)的電動機(jī)發(fā)熱不超過允許值。 (2)熱繼電器的動作時間不應(yīng)太小，以便充分發(fā)揮和利用被保護(hù)電動機(jī)的過載能力。(3)保證異步電動機(jī)直接起動時不動作。例如一臺鼠籠式電動機(jī)直接起動，起動電流為額定電流的6倍，起動時間為10秒，則所選熱繼電器的安秒特性應(yīng)保證在起動電流通過時，熱繼電器動作時間應(yīng)大于10秒。JR16-150熱繼電器的主要參數(shù)規(guī)格5:表3.2 熱繼電器參數(shù) 型號額定電流/A 熱元件規(guī)格額定電流/A電流調(diào)節(jié)范圍/AJR16-150/3JR16-150/3D150638512016040-6353-8575-120100-160三、

30、接觸器的選擇一）根據(jù)接觸器在線路中的要求和運(yùn)行中的需要來選擇。 1.首先要確定接觸器的工作任務(wù)、類別，然后根據(jù)它來選擇接觸器型號。 本課題中的接觸器用于鼠籠式電動機(jī)起動、短時反復(fù)斷開和接通。 2.考慮接觸器的工作制 本課題中接觸器的工作制是間斷長期工作制。 3.選擇接觸器的規(guī)格 (1)主觸頭額定電流：控制對象是間斷長期工作制的電動機(jī)時，可按電動機(jī)容量選額定電流與工作任務(wù)類型致的同容量接觸器。一般多采用交流接觸器，如操作頻率較高，也可用直流接觸器。對于運(yùn)行于其他工作制的接觸器，根據(jù)被控電機(jī)容量和相應(yīng)的持續(xù)合閘率來決定。對于控制對象是電熱設(shè)備等負(fù)載穩(wěn)定的設(shè)備，額定電流選大于或等于設(shè)備的額定電流即可

31、。 (2)主觸頭的額定電壓：大于或等于線路電壓。 (3)吸引線圈的電壓：最好與其他電器取相同的電壓值。 (4)輔助觸點(diǎn)數(shù)量、種類。 二）CJX1系列交流接觸器介紹 1.適用范圍 主要用于交流50Hz或60Hz、額定工作電流至140A的電力線路中，主要供遠(yuǎn)距離接通或分?jǐn)嚯娐分?，可頻繁地起動及控制交流電動機(jī)。產(chǎn)品符合IEC97441、VDE0660、BS5424、GB14048.4、GB14048.5等標(biāo)準(zhǔn)。2.結(jié)構(gòu)特征接觸器用雙斷點(diǎn)觸頭的直動式運(yùn)動結(jié)構(gòu)，動作機(jī)構(gòu)靈活、手動檢查方便，結(jié)構(gòu)緊湊。觸頭、磁系統(tǒng)采用封閉結(jié)構(gòu)，粉塵不易進(jìn)入，能提高壽命。接線端均用防護(hù)罩覆蓋，使用安全可靠。安裝可用螺釘緊固

32、，也可扣裝用35毫米的安裝軌注，裝卸迅速方便。3.CJX19技術(shù)參數(shù)表3.3 CJX19技術(shù)參數(shù)型號規(guī)格絕緣電壓頻率Hz額定電流輔助鋤頭發(fā)熱電流吸引線圈電壓電壽命重量CJX19660V50（60）140A10A220V15萬次2.21Kg四、變頻器的選擇 1.變頻器的容量 大多數(shù)變頻器的容量均從三個角度予以表達(dá)： (1)額定輸出電流：為輸出線電流，單位使用A表示。這是反映變頻器容量的最關(guān)鍵的量，是逆變器中半導(dǎo)體開關(guān)器件所能承受的電流耐量。通常是不允許連續(xù)過電流運(yùn)行的。負(fù)載電動機(jī)的選樣，無論是拖動單電動機(jī)還是拖動多電動機(jī)，均應(yīng)以連續(xù)運(yùn)行總電流不超過變頻器額定電流為原則。 (2)可用電動機(jī)的功率：

33、以電動機(jī)的額定功率(kW)表示。在為現(xiàn)場原有電動機(jī)選配變頻器時，除了要看kW值是否一致，還要考察額定電流。(3)額定容量：以變頻器輸出的視在功率(kVA)表示，是指額定輸出電流與電壓下的三相視在功率。變頻器最大輸出電壓為3相，電壓有4個值，額定電流只有一個值。顯然，輸出視在功率應(yīng)有4個值相對應(yīng)。為了表示變頻器的能力，給出的是可能的參考值。另外，電網(wǎng)電壓下降時，變頻器輸出電壓應(yīng)低于額定值，這種情況下輸出kVA值會隨之減小?？梢娮冾l器的kVA值很難確切表達(dá)變頻器的能力。所以，變頻器的額定容量，只能作為變頻器負(fù)載能力的一種輔助表達(dá)手段。由上可見，選擇變頻器時，只有變頻器額定電流是反映半導(dǎo)體變頻裝置負(fù)

34、載能力的關(guān)鍵量。負(fù)載總電流不超過變頻器額定電流，是選擇變頻器的基本原則。 2變頻器的輸出電壓 變頻器輸出電壓的等級是為適應(yīng)異步電動機(jī)的電壓等級而設(shè)計(jì)的。通常等于電動機(jī)的工頻額定電壓。實(shí)際上，變頻器的工作電壓是按U/f曲線關(guān)系變化的。變頻器規(guī)格表中給出的輸出電壓，是變頻器的可能最大輸出電壓，即基頻下的輸出電壓。3瞬時過載能力 考慮到成本，基于主回路半導(dǎo)體器件的過載能力，通用變頻器的電流瞬時過載能力常設(shè)計(jì)成150額定電流、1min或120額定電流、1min。與標(biāo)準(zhǔn)異步電動機(jī)(過載能力通常200左右)相比較，變頻器的過載能力較小，允許過載時間亦很短。因此，變頻器傳動的情況下，異步機(jī)的過載能力常得不到

35、充分的發(fā)揮。另外，考慮到通用電動機(jī)的散熱能力的變化，在不同轉(zhuǎn)速下電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩過載能力還要有所變化。4.FRE540系列變頻器的技術(shù)參數(shù)：表3.4 FRE540系列變頻器的技術(shù)參數(shù)型號FRE540KCH0.40.751.52.23.75.57.5適用電動機(jī)容量(kW)0.40.751.52.23.75.57.5輸出額定容量(kVA)1.22.03.04.67.29.113.0額定電流(A)1.62.64.06.09.51217過載能力150% 60s ,200% 0.5s (反時限特性)電壓三相，380V480V 50Hz/60Hz電源額定輸入交流電壓、頻率三相，380V480V 50Hz/60

36、Hz交流電壓允許波動范圍323528V 50Hz/60Hz允許頻率波動范圍±5%電源容量(kVA)1.52.54.55.59.51217保護(hù)結(jié)構(gòu)封閉型（IP20）冷卻方式自冷強(qiáng)制風(fēng)冷大約重量1.81.82.02.12.13.83.8五、接近開關(guān)在此次設(shè)計(jì)中所選用的接近開關(guān)型號為OMCH生產(chǎn)的LJ12A3-4(2)-Z/AY，其技術(shù)參數(shù)如下：表3.5接近開關(guān)參數(shù)輸出形式工作電壓（V）最大輸出電流（mA）動作距離（mm）重復(fù)定位精度（mm）工作頻率（hz）機(jī)體長度（mm）直徑螺距寬高（mm）PN常閉6-3620040.0215061M12*1六、螺旋電位器所選用的型號為OMRON生產(chǎn)的E

37、6B2-CWZ6C，其技術(shù)參數(shù)略。 4. 三菱PLC的常用指令4.1基本指令FX系列PLC共有27條基本邏輯指令，此外還有一百多條應(yīng)用指令。僅用基本邏輯指令便可以編制出開關(guān)量控制系統(tǒng)的用戶程序7。（1） LD，LDI，0UT指令LD：電路開始的常開觸點(diǎn)對應(yīng)的指令，可以用于X，Y，M，T，C和S。LDI：電路開始的常閉觸點(diǎn)對應(yīng)的指令，可以用于X，Y，M，T，C和SOUT：驅(qū)動線圈的輸出指令，可以用于Y，M，T，C和S。LD與LDI指令對應(yīng)的觸點(diǎn)一般與左側(cè)母線相連，在使用ANB，ORB指令時用來定義與其他電路串并聯(lián)的電路的起始觸點(diǎn)。OUT指令不能用于輸入繼電器X，線圈和輸出類指令放在梯形圖最右邊。

38、圖4.1 LD,LDI,OUT指令 （2） 觸點(diǎn)的串并聯(lián)指令A(yù)ND：常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令。ANI：常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令。OR：常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令。ORI：常閉觸點(diǎn)并聯(lián)連接指令。串、并聯(lián)指令可以用于X，Y，M，T，C和S。單個觸點(diǎn)與左邊的電路串聯(lián)時，使用AND和ANI指令，串聯(lián)觸點(diǎn)的個數(shù)沒有限制。在下圖3.3中OUT M101指令之后通過T1的觸點(diǎn)去驅(qū)動Y4，稱為連續(xù)輸出。只要按正確的次序設(shè)計(jì)電路，就可以重復(fù)使用連續(xù)輸出。串聯(lián)和并聯(lián)指令是用來描述單個觸點(diǎn)與別的觸點(diǎn)或觸點(diǎn)組成的電路的連接關(guān)系的。雖然T1的觸點(diǎn)和Y4的線圈組成的串聯(lián)電路與Ml01的線圈是并聯(lián)關(guān)系，但是T1的常開觸點(diǎn)與左邊的電路是串

39、聯(lián)關(guān)系，所以對T1的觸點(diǎn)應(yīng)使用串聯(lián)指令。圖4.2 AND、ANI指令 OR和ORI用于單個觸點(diǎn)與前面電路的并聯(lián)，并聯(lián)觸點(diǎn)的左端接到該指令所在的電路塊的起始點(diǎn)(LD點(diǎn))上，右端與前一條指令對應(yīng)的觸點(diǎn)的右端相連。OR和ORI指令總是將單個觸點(diǎn)并聯(lián)到它前面已經(jīng)連接好的電路的兩端，以圖中的Mll0的常閉觸點(diǎn)為例，它前面的4條指令已經(jīng)將4個觸點(diǎn)串并聯(lián)為一個整體，因此ORI M110指令對應(yīng)的常閉觸點(diǎn)并聯(lián)到該電路的兩端。圖4.3 OR、ORI指令 (3) LDP，LDF，ANDP，ANDF，ORP和ORF指令LDP，ANDP和ORP是用來作上升沿檢測的觸點(diǎn)指令，觸點(diǎn)的中間有一個向上的箭頭，對應(yīng)的觸點(diǎn)僅在指

40、定位元件的上升沿(由OR變?yōu)镺N)時接通一個掃描周期。 LDF，ANDF和ORF是用來作下降沿檢測的觸點(diǎn)指令，觸點(diǎn)的中間有一個向下的箭頭，對應(yīng)的觸點(diǎn)僅在指定位元件的下降沿(由ON變?yōu)镺FF)時接通一個掃描周期。上述指令可以用于X，Y，M，T，C和S。在圖中X2的上升沿或X3的下降沿，Y0僅在一個掃描周期為ON。 圖4.4 邊沿檢測觸點(diǎn)指令(4) PLS與PLF指令 PLS：上升沿微分輸出指令。 PLF：下降沿微分輸出指令。 PLS和PLF指令只能用于輸出繼電器和輔助繼電器(不包括特殊輔助繼電器)。圖中的M0僅在X0的常開觸點(diǎn)由斷開變?yōu)榻油?即X0的上升沿)時的一個掃描周期內(nèi)為ON。M1僅在XO

41、常開觸點(diǎn)由接通變?yōu)閿嚅_(即X0的下降沿)時的一個掃描周期內(nèi)為ON。圖4.5脈沖輸出指今當(dāng)PLC從RUN到STOP，然后又由STOP進(jìn)入RUN狀態(tài)時，其輸入信號仍然為ON，PLS M0指令將輸出一個脈沖。然而，如果用電池后備(鎖存)的輔助繼電器代替M0，其PLS指令在這種情況下不會輸出脈沖。(5) 電路塊的串并聯(lián)指令5 ORB：多觸點(diǎn)電路塊的并聯(lián)連接指令。 ANB：多觸點(diǎn)電路塊的串聯(lián)連接指令。 ORB指令將多觸點(diǎn)電路塊(一般是串聯(lián)電路塊)與前面的電路塊并聯(lián)，它不帶元件號，相當(dāng)于電路塊間右側(cè)的一段垂直連線。要并聯(lián)的電路塊的起始觸點(diǎn)使用LD或LDI指令，完成了電路塊的內(nèi)部連接后，用ORB指令將它與前

42、面電路并聯(lián)。 ANB指令將多觸點(diǎn)電路塊(一般是并聯(lián)電路塊)與前面的電路塊串聯(lián)，它不帶元件號。ANB指令相當(dāng)于兩個電路塊之間的串聯(lián)連線，該點(diǎn)也可以視為它右邊的電路塊的LD點(diǎn)。要串聯(lián)的電路塊的起始觸點(diǎn)使用LD或LDI指令，完成了兩個電路塊的內(nèi)部連接后，用ANB指令將它與前面的電路串聯(lián)。圖4.6 ORB指令圖4.7 ANB指令(6) 主控與主控復(fù)位指令MC，MCR MC：主控指令，或公共觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，用于表示主控區(qū)的開始。MC指令只能用于輸出繼電器Y和輔助繼電器M(不包括特殊輔助繼電器)。 MCR：主控指令MC的復(fù)位指令，用來表示主控區(qū)的結(jié)束。 在編程時，經(jīng)常會遇到許多線圈同時受一個或一組觸點(diǎn)控

43、制的情況，如果在每個線圈的控制電路中都串入同樣的觸點(diǎn)，將占用很多存儲單元，主控指令可以解決這一問題。使用主控指令的觸點(diǎn)稱為主控觸點(diǎn)，它在梯形圖中與一般的觸點(diǎn)垂直。主控觸點(diǎn)是控制一組電路的總開關(guān)。 與主控觸點(diǎn)相連的觸點(diǎn)必須用LD或LDI指令，換句話說，執(zhí)行MC指令后，母線移到主控觸點(diǎn)的后面去了，MCR使母線(LD點(diǎn))回到原來的位置。圖中別的常開觸點(diǎn)接通時，執(zhí)行從MC到MCR之間的指令；MC指令的輸入電路斷開時，不執(zhí)行上述區(qū)間的指令，其中的積算定時器、計(jì)數(shù)器、用復(fù)位置位指令驅(qū)動的軟元件保持其當(dāng)時的狀態(tài)；其余的元件被復(fù)位，非積算定時器和用OUT指令驅(qū)動的元件變?yōu)镺FF。圖指令中的SP為手持式編程器的

44、空格鍵。圖4.8主控與復(fù)位指令(7) SET與RST指令SET：置位指令，使操作保持ON的指令。RST：復(fù)位指令，使操作保持OFF的指令。SET指令可用于Y，M和S ，RST用于復(fù)位Y，M，S，T，C，或?qū)⒆衷﨑，V，Z 清零。如果圖中X0的常開觸點(diǎn)接通，Y0變?yōu)镺N并保持該狀態(tài)，即使X0的常開觸點(diǎn)斷開，它也仍然保持ON狀態(tài)。當(dāng)X1常開觸點(diǎn)閉合時，Y0變?yōu)镺FF并保持該狀態(tài)，即使Xl的常開觸點(diǎn)斷開，它也仍然保持OFF狀態(tài)如圖中波形圖。圖4.9置位復(fù)位指令對同一編程元件，可多次使用SET和RST指令，最后一次執(zhí)行的指令將決定當(dāng)前的狀態(tài)。RST指令可將數(shù)據(jù)寄存器D、變址寄存器Z和V的內(nèi)容清零，R

45、ST指令還用來復(fù)位積算定時器T246T255和計(jì)數(shù)器。SET、RST指令的功能與數(shù)字電路中RS觸發(fā)器的功能相似，SET與RST指令之間可以插入別的程序。如果它們之間沒有別的程序，最后的指令有效。NOP(Non Processing)為空操作指令，使該步序作空操作。執(zhí)行完用戶存儲器的操作后，戶存儲器的內(nèi)容全部變?yōu)榭詹僮髦噶?。END(End)為結(jié)束指令，將強(qiáng)制結(jié)束當(dāng)前的掃描執(zhí)行過程。若不寫END指令，將從用戶程序存儲器的第一步執(zhí)行到最后一步；將END指令放在程序結(jié)束處，只執(zhí)行第一步至END這一步之間的程序，使用END指令可以縮短掃描周期。調(diào)試程序時可以將END指令插在各段程序之后，從第一段開始分段

46、調(diào)試，調(diào)試好以后必須刪去程序中間的END指令，這種方法對程序的查錯也很有用處。4.2 步進(jìn)指令三菱FX系列PLC除了基本20條指令之外，還有兩條簡單的步進(jìn)指令，其目標(biāo)器件是狀態(tài)器。用類似于順序功能圖SFC語言的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖方式編程。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖也稱為功能圖。一個控制過程可以分為若干個階段，這些階段稱為狀態(tài)。狀態(tài)與狀態(tài)之間由轉(zhuǎn)換分隔。相鄰的狀態(tài)具有不同的動作。當(dāng)相鄰兩狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換條件得到滿足時，就實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換，即上面狀態(tài)的動作結(jié)束而下一狀態(tài)的動作開始，可用狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖描述控制系統(tǒng)的控制過程，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖具有直觀、簡單的特點(diǎn)，是設(shè)計(jì)PLC順序控制程序的一種有力工具。狀態(tài)器軟元件是構(gòu)成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的基本元件。F

47、X系列PLC有狀態(tài)器1000點(diǎn)（S0S999）。其中S0S9共有10個叫初時狀態(tài)器，是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的起始狀態(tài)。+圖是一個簡單狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖實(shí)例。狀態(tài)器用框圖表示。框內(nèi)是狀態(tài)器元件號，狀態(tài)器之間用有向線段連接。其中從上到下、從左到右的箭頭可以省略不畫，有向線段上的垂直短線和它旁邊標(biāo)注的文件符號或邏輯表達(dá)式表示狀態(tài)轉(zhuǎn)移條件。旁邊的線圈等是輸出信號。在圖中，狀態(tài)器S20有效時，輸出Y1、Y2接通（在這里Y1是用OUT指令驅(qū)動，Y2是用SET指令置位，未復(fù)位前Y2一直保持接通），程序等待轉(zhuǎn)換條件X1動作。當(dāng)X1一接通，狀態(tài)就能由S20轉(zhuǎn)到S21，這時Y1斷開，Y3接通，Y2仍接通。圖4.10狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖步進(jìn)指

48、令有兩條：STL和RET。STL是步進(jìn)開始指令，RET是步進(jìn)結(jié)束指令，圖4-11是步進(jìn)指令STL的使用說明a）圖是狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，b）圖是相應(yīng)的梯形圖c）是語句表。STL常用表示。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖與梯形圖有嚴(yán)格的對應(yīng)關(guān)系。每個狀態(tài)器有三個功能：驅(qū)動有關(guān)負(fù)載、指定轉(zhuǎn)移目標(biāo)和指定轉(zhuǎn)移條件。圖4.11 STL指令使用說明STL接點(diǎn)與母線連接。與STL相連的起始接點(diǎn)要使用LD、LDI指令。使用STL指令后，LD點(diǎn)移至STL接點(diǎn)的右側(cè)，一直到出現(xiàn)下一條STL指令或者出現(xiàn)RET指令止。RET指令使LD點(diǎn)返回母線。使用STL指令使新的狀態(tài)置位，前狀態(tài)自動復(fù)位。STL接點(diǎn)接通后，與此相連的電路就可執(zhí)行。當(dāng)STL接點(diǎn)斷開

49、時，與此相連的電路停止執(zhí)行。但要注意在STL，接點(diǎn)接通轉(zhuǎn)為斷開后，還要執(zhí)行個掃描周期。 STL步進(jìn)指令僅對狀態(tài)器有效。但狀態(tài)器也可以是LD、LDI、AND等指令的目標(biāo)元件。也就是說，狀態(tài)器不作為步進(jìn)指令的目標(biāo)元件時，就具有一般捕助繼電器的功能。STL指令和RET指令是對步進(jìn)(開始和結(jié)束)指令。在系列步進(jìn)指令STL后，加上RET指令，表明步進(jìn)梯形指令功能的結(jié)束。LD點(diǎn)返回到原來母線。詳見圖4.12圖4.12 RET指令說明5 編程軟件介紹PLC的程序輸入通過手持編程器、專用編程器或計(jì)算機(jī)完成。手持編程器體積小，攜帶方便，在現(xiàn)場調(diào)試時更顯其優(yōu)越性，但在程序輸入或閱讀理解分析時，就比較繁瑣。專用編程

50、器功能強(qiáng)，可視化程度高，使用也很方便，但其價(jià)格高，通用性差。近年來，計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展迅速，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行PLC編程、通信更具優(yōu)勢，計(jì)算機(jī)除可進(jìn)行PLC編程外，還可以作為一般計(jì)算機(jī)的用途，兼容性好，利用率高。因此采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行PLC的編程已成為一種趨勢，幾乎所有生產(chǎn)PLC的企業(yè)，都研究開發(fā)了PLC的編程軟件和專用通信模塊。 三菱公司FX系列PLC編程軟件稱為Fxgpwin，它的運(yùn)行環(huán)境為MS-window3.1或window95以上的版本，其具體應(yīng)用說明如下。5.1概述Fxgpwin編程軟件供對FX0/FX0S、FX0N、FX1、FX2/FX2C和FX2N/FX2N系列三菱PLC以及監(jiān)控PLC中各

51、軟元件的實(shí)時狀態(tài)。此編程軟件如圖4.1所示。圖5.1 Fxgpwin編程軟件1） 進(jìn)入Fxgpwin的編程環(huán)境雙擊圖5.1中的Setup圖標(biāo)即可安裝，安裝后在開始菜單中點(diǎn)擊MELSEC-F FX即可進(jìn)入編程環(huán)境，首先要進(jìn)行PLC選型，如圖5.2所示。圖5.2 PLC選型2） PLC程序下載首先必須連接好編程電纜，然后如圖5.3所示圖5.3下載程序界面 圖5.3界面出現(xiàn)后，再打開PLC菜單下的選項(xiàng)菜單如圖5.4所示，進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，選擇正確的串行口、傳送頻率后，再按OK（確認(rèn)）鍵。 圖5.4選項(xiàng)菜單窗口界面 圖5.5參數(shù)設(shè)置界面 參數(shù)設(shè)置好后，打開PLC菜單下的傳送讀入子菜單，就可傳輸程序，但是在

52、此之前最好先對所有PLC存儲器清零。3） PLC程序的打開首先打開文件菜單下的打開子菜單，界面如圖5.6所示。選擇正確的文件后，按回車鍵，就可打開文件。圖5.6文件打開界面4） 編制新的程序首先打開文件菜單下的新文件子菜單，然后選擇PLC型號，就可進(jìn)入程序編制環(huán)境，如圖5.7所示。圖5.7 編制程序界面5） 設(shè)置頁面和打印打開文件菜單下的頁面設(shè)置子菜單即可進(jìn)行編程頁面設(shè)置。打開文件菜單下的打印機(jī)設(shè)置子菜單，即可進(jìn)行打印設(shè)置。6） 退出主程序打開文件菜單下的退出一欄或右上角的“X”鍵，即可退出主程序。7） 幫助文件的使用打開幫助菜單下的索引子菜單，尋找所要幫助的目錄名，如圖5.8所示，雙擊目錄名

53、即可進(jìn)入幫助文件的內(nèi)容。幫助菜單下的如何使用幫助告訴你如何使用此幫助文件。圖5.8 幫助文件界面5.2程序編制1） 編程語言的選擇Fxgpwin軟件提供三種編程語言，打開視圖菜單，即可看到，梯形圖，指令表，SFC（功能邏輯圖），如圖5.9所示。選擇三欄中的一個，即選中對應(yīng)的編程語言。圖5.9 編程語言選擇界面2） 采用梯形圖編寫程序按以上步驟選擇梯形圖編程語言，要在梯形圖左側(cè)打勾。選視圖菜單下的工具欄、狀態(tài)欄、功能鍵和Palette（功能圖）四欄，如圖5.10所示。（a）工具欄 （b）狀態(tài)欄 （c）功能鍵欄 （d）功能圖欄 圖5.10 View菜單界面梯形圖中對軟元件的選擇既可以通過以上功能鍵

54、欄和功能圖欄完成，也可通過工具菜單完成。工具菜單如圖5.11所示。菜單下的觸點(diǎn)欄提供對輸入各軟件的選用，線圈欄和功能欄提供了對各輸出繼電器、中間繼電器、時間和計(jì)數(shù)等軟元件的選用。連線欄用于梯形圖中各連線處，全部清除菜單用于清除所有編程內(nèi)容。圖5.11 Tools菜單界面圖 3）編輯菜單的使用編輯菜單含有如圖5.12所示的內(nèi)容。減切、撤消鍵入、粘貼、復(fù)）和刪除欄目操作和普通軟件一樣，這里就不作介紹。其余各欄是對各連接線、軟元件等的操作。圖5.12 Edit菜單界面圖4）編程語言的轉(zhuǎn)換當(dāng)梯形圖程序編寫后，通過視圖菜單下的梯形圖、指令表和SFC欄進(jìn)行三種編程語言的轉(zhuǎn)換。5.3 程序的檢查 單擊選項(xiàng)菜單下的程序檢查鍵，就進(jìn)入程序的檢查環(huán)境，如圖5.13所示。有三個單選項(xiàng)，語法錯誤檢查用于檢查軟元件號有無錯誤，