PLC四路搶答器

1、鹽城工學(xué)院博雅學(xué)院PLC論文設(shè)計(jì)題目： 基于PLC的四路搶答器控制設(shè)計(jì) 姓 名： 蔣健所在系部： 電氣控制及其自動(dòng)化 班級名稱： MZ電氣101 學(xué) 號： 0903290237 指導(dǎo)老師： 2012年 11 月目錄摘 要4第一章 PLC概述51.1 PLC的由來、定義及發(fā)展史51.1.1 PLC 的由來61.1.2 PLC 的定義61.1.3 PLC 的發(fā)展71.2 PLC的特點(diǎn)81.3 PLC的功能81.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)91.4.1 中央處理單元（CPU）91.4.2.存儲器91.4.3.電源101.5 PLC的工作原理101.6用單片機(jī)和PLC分別做系統(tǒng)的比較12第二章 PLC硬件電路

2、設(shè)計(jì)152.1 PLC控制分析152.2PLC機(jī)型的選擇步驟與原則162.3程序中所使用的FX系列PLC的編程元件介紹17三菱FX系列PLC取指令與輸出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）17三菱FX系列PLC觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）19三菱FX系列PLC觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR/ORI/ORP/ORF）20三菱FX系列PLC塊作指令（ORB / ANB）20三菱FX系列PLC置位與復(fù)位指令（SET/RST）21傳送類指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV22三菱FX系列PLC常數(shù)（K、H）25三菱FX系列PLC輸入繼電器（X）25三菱FX系列PLC輸入

3、繼電器（Y）26輔助繼電器272.4 PLC控制中顯示器的連接29顯示器的基本內(nèi)容29顯示器的主要特性30顯示器（LED數(shù)碼管）與PLC連接阻值計(jì)算302.5 外部硬件接線30第三章 PLC軟件設(shè)計(jì)323.1 I/O分配323.2 根據(jù)要求進(jìn)行梯形圖設(shè)計(jì)333.3 程序運(yùn)行過程分析38第四章 總結(jié)40參考文獻(xiàn)41摘 要隨著微處理器、計(jì)算機(jī)和數(shù)字通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制已擴(kuò)展到所有的控制領(lǐng)域。而實(shí)用的搶答器這一種產(chǎn)品又是各個(gè)競賽類活動(dòng)或者各種競技累節(jié)目等等場合所必不可少的一個(gè)輔助設(shè)備，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)張，各類選秀、比賽、智力競賽等等越來越多，在需求量增加的前提下，對于搶答器這一輔助設(shè)備的功

4、能要求也越來越多。而目前市場上的大多數(shù)的所謂智能搶答器多是早期設(shè)計(jì)型號，功能不全，大多只是帶有搶答鎖定的單一功能。而目前最近采用的一批搶答器型號，技術(shù)上也是越來越成熟，一般采用模擬電路或者數(shù)字電路控制，或者是模數(shù)結(jié)合的控制形式。目前比較先進(jìn)的搶答器一般都具有倒計(jì)時(shí)、定時(shí)、自動(dòng)（手動(dòng)）復(fù)位、報(bào)警（有以音樂、蜂鳴聲、鐘表滴答聲等等來體現(xiàn)）、屏幕顯示、按鍵發(fā)光等多種復(fù)合功能。而我們都知道越是功能繁雜，工藝要求越是高，成本高，損壞檢修難度也相對比較困難。基于市場上搶答器的這一情況，要想改變這樣的這樣的一個(gè)現(xiàn)狀，必須化繁為簡，節(jié)約成本，提高準(zhǔn)確率，而以PLC作為其核心部件來進(jìn)行邏輯控制及信號的產(chǎn)生，用P

5、LC這一手段來達(dá)到最快最準(zhǔn)最簡的目的。關(guān)鍵詞： PLC 搶答器 數(shù)碼管 三菱FX第一章 PLC概述1.1 PLC的由來、定義及發(fā)展史可編程控制器（Programmable Controller）是計(jì)算機(jī)家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）， 簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實(shí)現(xiàn)邏輯控制隨著技術(shù)的發(fā)展這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今天這種裝置稱作可編程控制器，簡稱PC。但是為了避免與個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程控制器簡稱PLC

6、。 可編程控制器（PLC）是一種新型的通用自動(dòng)化控制裝置，它將傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通訊技術(shù)融為一體，具有控制功能強(qiáng)，可靠性高，使用靈活方便，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來越廣泛?？删幊炭刂破?Programmable Logic Controller)即PLC。現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域。他以微處理為核心，用編寫的程序不僅可以進(jìn)行邏輯控制，還可以定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等，并通過數(shù)字量和模擬量的輸入/輸出來控制機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。美國電氣制造商協(xié)會(huì)經(jīng)過4年調(diào)查，與1980年將其正式命名為可編程控制器（Programmable Controller），簡寫為PC。后來由于PC這個(gè)名稱常

7、常被用來稱呼個(gè)人電腦（Personal Computer），為了區(qū)別，現(xiàn)在也把可編程控制器稱為PLC。長見的幾種PLC如下圖1-1所示：圖1-1 三種常見的PLC1.1.1 PLC 的由來 在60 年代，汽車生產(chǎn)流水線的自動(dòng)控制系統(tǒng)基本上都是由繼電器控制裝置構(gòu)成的。當(dāng)時(shí)汽車的每一次改型都直接導(dǎo)致繼電器控制裝置的重新設(shè)計(jì)和安裝。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，汽車型號更新的周期愈來愈短，這樣，繼電器控制裝置就需要經(jīng)常地重新設(shè)計(jì)和安裝，十分費(fèi)時(shí)，費(fèi)工，費(fèi)料，甚至阻礙了更新周期的縮短。為了改變這一現(xiàn)狀，美國通用汽車公司在1969 年公開招標(biāo)，要求用新的控制裝置取代繼電器控制裝置，并提出了十項(xiàng)招標(biāo)指標(biāo)，即： 

8、;1編程方便現(xiàn)場可修改程序； 2維修方便采用模塊化結(jié)構(gòu)； 3可靠性高于繼電器控制裝置； 4體積小于繼電器控制裝置； 5數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī)； 6成本可與繼電器控制裝置競爭； 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)電磁閥接觸器等； 9在擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)只要很小變更； 10用戶程序存儲器容量至少能擴(kuò)展到4K。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC） 研制出第一臺PLC，在美國通用汽車自動(dòng)裝配線上試用，獲得了成功。這種新型的工業(yè)控制裝置以其簡單易懂，操作方便，可靠性高，通用靈活，體積小，使用壽命長等一系列優(yōu)點(diǎn)，很快地在美國其他工業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。到1971 年，已經(jīng)成

9、功地應(yīng)用于食品飲料冶金造紙等工業(yè)。 這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。1971 日本從美國引進(jìn)了這項(xiàng)新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺PLC。1973年，西歐國家也研制出它們的第一臺PLC。我國從1974 年開始研制，于1977年開始工業(yè)應(yīng)用。 1.1.2 PLC 的定義 PLC 問世以來，盡管時(shí)間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國電氣制造商協(xié)會(huì)NEMA（National Electrical Manufactory Association） 經(jīng)過四年的調(diào)查工作，于1984 年首先將其正式命名為PC（Programmable Controller），并給PC

10、 作了如下定義 “PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令。用來執(zhí)行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊，以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行PC 之功能著，亦被視為PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器?！?以后國際電工委員會(huì)（IEC）又先后頒布了PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿，并在1987 年2 月通過了對它的定義： “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)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或

11、模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。” 總之，可編程控制器是一臺計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置，其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。1.1.3 PLC 的發(fā)展一、早期的PLC（60 年代末70 年代中期）早期的PLC一般稱為可編程邏輯控制器。這時(shí)的PLC 多少有點(diǎn)繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、

12、定時(shí)等。它在硬件上以準(zhǔn)計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。裝置中的器件主要采用分立元件和中小規(guī)模集成電路，存儲器采用磁芯存儲器。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。在軟件編程上，采用廣大電氣工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式梯形圖。因此，早期的PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。其中PLC 特有的編程語言梯形圖一直沿用至今。 二、中期的PLC（70 年代中期80 年代中后期） 在70 年代微處理器的出現(xiàn)使PLC 發(fā)生了巨大的變化。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理

13、器作為PLC 的中央處理單元（CPU）。 這樣，使PLC 得功能大大增強(qiáng)。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外，還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程I/O模塊、各種特殊功能模塊。并擴(kuò)大了存儲器的容量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使PLC 得應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。 三、近期的PLC（80 年代中后期至今） 進(jìn)入80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價(jià)格大幅度下跌，使得各種類型的PLC 所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。而且，為了進(jìn)一步提高

14、PLC 的處理速度，各制造廠商還紛紛研制開發(fā)了專用邏輯處理芯片。這樣使得PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。1.2 PLC的特點(diǎn)一、高可靠性 所有的I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與PLC 內(nèi)部電路之間電氣上隔離。 各輸入端均采用R-C濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為1020ms。 各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟、硬件發(fā)生異常情況，CPU立即采用有效措施，以防止故障擴(kuò)大。大型PLC 還可以采用由雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。 二、豐富的I/

15、O 接口模塊 PLC針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。有相應(yīng)的I/O 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕、行程開關(guān)、接近開關(guān)、傳感器及變送器；電磁線圈，控制閥，直接連接另外為了提高操作性能，它還有多種人-機(jī)對話的接口模塊；為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò)，它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊，等等。 三、采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型PLC 以外絕大多數(shù)PLC 均 采用模塊化結(jié)構(gòu)PLC 的各個(gè)部件包括CPU 電源I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)由 機(jī)架及電纜將各模塊連接起來系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合 四、編程簡單易學(xué)

16、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使用者來說 不需要具備計(jì)算機(jī)的專門知識因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握 五、安裝簡單維修方便 PLC不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行使用時(shí)只需將現(xiàn) 場的各種設(shè)備與PLC 相應(yīng)的I/O 端相連接即可投入運(yùn)行各種模塊上均有運(yùn)行和 故障指示裝置便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障 由于采用模塊化結(jié)構(gòu)因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的 方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行. 1.3 PLC的功能（1） 邏輯控制 （2） 定時(shí)控制 （3） 計(jì)數(shù)控制 （4） 步進(jìn)（順序）控制 （5） PID 控制 （6） 數(shù)據(jù)控制 PLC 具有數(shù)據(jù)處理能力

17、（7） 通信和聯(lián)網(wǎng) （8） 其它 PLC還有許多特殊功能模塊，適用于各種特殊控制的要求，如：定位控制模塊，CRT 模塊。1.4 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同。1.4.1 中央處理單元（CPU） 中央處理單元（CPU）是PLC 的控制中樞。它按照PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)：檢查電源、存儲器、I/O 以及警戒定時(shí)器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯(cuò)誤，當(dāng)PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋

18、后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I/O 映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。 為了進(jìn)一步提高PLC 的可靠性，近年來對大型PLC 還采用雙CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU 的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個(gè)CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。 1.4.2.存儲器存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 一、 PLC 常用的存儲器類型 RAM （Random Assess Memory） 這是一種讀/寫存儲器（隨機(jī)存儲器）其存

19、取速度最快由鋰電池支持。EPROM （Erasable Programmable Read Only Memory） 這是一種可擦除的只讀存儲器在斷電情況下存儲器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。（在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內(nèi)容） EEPROM（Electrical Erasable Programmable Read Only Memory） 這是一種電可擦除的只讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內(nèi)容進(jìn)行修改。 二、 PLC 存儲空間的分配 雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)PLC的工作原理其存儲空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： 系統(tǒng)程序存儲區(qū) 系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)（包括I/O

20、 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） 用戶程序存儲區(qū) 系統(tǒng)程序存儲區(qū) 在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化在EPROM 中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該P(yáng)LC 的性能。 系統(tǒng)RAM 存儲區(qū) 系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)包括I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如： 邏輯線圈 數(shù)據(jù)寄存器 計(jì)時(shí)器 計(jì)數(shù)器 變址寄存器 累加器 等存儲器 AI/O 映象區(qū) 由于PLC 投入運(yùn)行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)的外設(shè)。因此，它需要一定數(shù)量的存儲單元（RAM）以

21、存放I/O 的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O 映象區(qū)。 一個(gè)開關(guān)量I/O 占用存儲單元中的一個(gè)位（bit），一個(gè)模擬量I/O 占用存儲單元中的一個(gè)字（16 個(gè)bit）。因此整個(gè)I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成： 開關(guān)量I/O 映象區(qū) 模擬量I/O 映象區(qū) B系統(tǒng)軟設(shè)備存儲區(qū) 除了I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)還包括PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲區(qū)。該存儲區(qū)又分為具有失電保持的存儲區(qū)域和無失電保持的存儲區(qū)域，前者在PLC 斷電時(shí)，由內(nèi)部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng)PLC 斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。 1） 邏輯線圈 與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)邏輯

22、線圈占用系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中的一個(gè)位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外設(shè)，只供用戶在編程中使用，其作用類似于電器控制線路中的繼電器。另外，不同的PLC 還提供數(shù)量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。 2）數(shù)據(jù)寄存器 與模擬量I/O 一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)寄存器占用系統(tǒng)RAM 存儲區(qū)中的一個(gè)字（16bits）。另外，PLC 還提供數(shù)量不等的特殊數(shù)據(jù)寄存器，具有不同的功能。 3） 計(jì)時(shí)器 4） 計(jì)數(shù)器 （3）用戶程序存儲區(qū) 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型的PLC，其存儲容量各不相同。1.4.3.電源PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個(gè)良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC

23、 的制造商對電源的設(shè)計(jì)和制造也十分重視。 一般交流電壓波動(dòng)在±10%（±15%）范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去。1.5 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(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。 PLC 的CPU 則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(huì)立即動(dòng)

24、作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)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/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。 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

25、，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)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(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則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

26、，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，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(huì)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(huì)對排在下面的凡是用到這些線圈或數(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

27、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。 比較下二個(gè)程序的異同： 程序1 程序2 這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果完全一樣但在PLC中執(zhí)行的過程卻不一樣。 程序1 只用一次掃描周期，就可完成對M4 的刷新； 程序2 要用四次掃描周期，才能完成對M4 的刷新。 這兩個(gè)例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。 一般來說，PLC 的掃描周期包

28、括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。 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)輸出端信號的改變所需的時(shí)間。其最短的I/O 響

29、應(yīng)時(shí)間與最長的I/O 響應(yīng)時(shí)間如圖所示： 最短I/O 響應(yīng)時(shí)間： 最長I/O 響應(yīng)時(shí)間： 八、PLC 的I/O 系統(tǒng) 1I/O 尋址方式 PLC的硬件結(jié)構(gòu)主要分單元式和模塊式兩種。前者將PLC 的主要部分（包括I/O 系統(tǒng)和電源等）全部安裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)。后者將PLC 的主要硬件部分分別制成模塊，然后由用戶根據(jù)需要將所選用的模塊插入PLC 機(jī)架上的槽內(nèi)，構(gòu)成一個(gè)PLC 系統(tǒng)。 不論采取哪一種硬件結(jié)構(gòu)，都必須確立用于連接工業(yè)現(xiàn)場的各個(gè)輸入/輸出點(diǎn)與PLC 的I/O 映象區(qū)之間的對應(yīng)關(guān)系，即給每一個(gè)輸入/輸出點(diǎn)以明確的地址確立這種對應(yīng)關(guān)系所采用得方式稱為I/O 尋址方式。 I/O尋址方式有以下三種

30、固定的I/O 尋址方式 這種I/O 尋址方式是由PLC 制造廠家在設(shè)計(jì)、生產(chǎn)PLC 時(shí)確定的，它的每一個(gè)輸入/輸出點(diǎn)都有一個(gè)明確的固定不變的地址。一般來說，單元式的PLC 采用這種I/O尋址方式。 開關(guān)設(shè)定的I/O 尋址方式 這種I/O 尋址方式是由用戶通過對機(jī)架和模塊上的開關(guān)位置的設(shè)定來確定的。 用軟件來設(shè)定的I/O 尋址方式 這種I/O 尋址方式是有用戶通過軟件來編制I/O 地址分配表來確定的。1.6用單片機(jī)和PLC分別做系統(tǒng)的比較所謂單片機(jī)系統(tǒng)就是采用目前市場上的單片機(jī)CPU及其它外圍芯片，根據(jù)不同系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路板，最終設(shè)計(jì)成一臺簡易的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所要求的控制功能

31、。這種形式在 80年代國內(nèi)很流行，但由于受到本身可靠性及其它方面 的限制，目前除了儀表上仍然采用外，在工業(yè)現(xiàn)場的應(yīng)用已逐步被PLC所代替。單片機(jī)的可靠性：由于目前國內(nèi)市場上的單片機(jī)芯片的品質(zhì)良莠不齊，很大一部分還是國外篩選出來的次等品，加上其它外圍元件（如電阻、電容等）的參數(shù)離散性也很大，批量小的產(chǎn)品不可能經(jīng)過篩選配對等技術(shù)處理，因此這樣的產(chǎn)品很難做到很好的一致性和高可靠性，因?yàn)槿我辉膮?shù)偏離設(shè)計(jì)要求都會(huì)引起系統(tǒng)的不穩(wěn)定。另外，單片機(jī)的所有器件均不是工業(yè)級的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力很弱，而國內(nèi)的電源一般都很差，加上壓片機(jī)的變頻調(diào)速對電源的干擾很大，因此，更可能引起單片機(jī)系統(tǒng)的不穩(wěn)定。

32、 單片機(jī)的可擴(kuò)展性：由于單片機(jī)的線路是根據(jù)一定的功能要求特別設(shè)計(jì)的，所以要增加一個(gè)功能就要重新設(shè)計(jì)線路，而且對應(yīng)的程序都要重新設(shè)計(jì)。這樣對于增加功能的開發(fā)成本和周期都會(huì)增加。單片機(jī)的可維護(hù)性：一旦單片機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，很難診斷出故障元件，最簡單的方法是更換整個(gè)系統(tǒng)，這樣維修成本增加了。操作：現(xiàn)在國內(nèi)單片機(jī)系統(tǒng)的操作均采用自設(shè)計(jì)的鍵盤，設(shè)定數(shù)據(jù)用撥碼開關(guān)，顯示用LED，整個(gè)面板顯得繁鎖，而且為了減少操作鍵，設(shè)計(jì)時(shí)往往一鍵多用，操作人員很難脫開說明書操作。特別是故障顯示只能顯示故障代碼，一旦發(fā)生故障，操作人員必須翻閱說明書方能發(fā)現(xiàn)故障所在，最終按說明書指示排除故障，這樣排除故障的時(shí)間相對較長?？傊?/p>

33、這樣的人機(jī)對話不夠友善。特點(diǎn)：不可靠，價(jià)格便宜?？删幊炭刂破鳎≒LC）： 所謂PLC系統(tǒng)就是采用目前市場上各大工業(yè)控制廠家生產(chǎn)的可編程控制器，根據(jù)要求選用不同的模塊，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)程序以達(dá)到所設(shè)計(jì)的功能。這種形式目前在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用最為廣泛。PLC的可靠性：進(jìn)口PLC采用的CPU都是生產(chǎn)廠家專門設(shè)計(jì)的工業(yè)級專用處理器，其余各元件也是直接向生產(chǎn)廠家購買的，經(jīng)過嚴(yán)格挑選的工業(yè)級元件，另外它的電源模塊也是集各大公司工業(yè)控制的經(jīng)驗(yàn)而特別設(shè)計(jì)的，抗干擾性特別是抗電源干擾能力有很大提高，即使在電源很差和變頻調(diào)速的干擾下仍能正常工作。PLC的可擴(kuò)展性：要增加一個(gè)功能只要增加相應(yīng)的模塊和修正對應(yīng)的程序，而PLC

34、的編程相對比較簡單，這樣對于開發(fā)周期會(huì)縮短。PLC的可維護(hù)性：PLC本身有很強(qiáng)的自診斷功能，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，根據(jù)自診斷很容易診斷出故障元件，即使非專業(yè)人員也能維修，如果故障由于程序設(shè)計(jì)不合理引起，由于它提供完善的調(diào)試工具，要找出故障也較為簡單。操作：PLC的操作采用觸摸式操作終端，人機(jī)界面，全屏顯示，上面設(shè)計(jì)了很詳盡的操作指南，即使第一次使用，也能根據(jù)提示順利操作，這就降低了對操作人員的要求，一般工人也能很快掌握。另外，一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，畫面自動(dòng)切換到故障提示畫面，提示故障原因和排除方法。甚至可以顯示故障在機(jī)器上的位置，維修人員可以根據(jù)提示很快排除故障。特點(diǎn)：價(jià)格與前二種控制器相比略貴，可靠

35、性好，操作簡單第二章 PLC硬件電路設(shè)計(jì)2.1 PLC控制分析基于PLC控制的搶答器進(jìn)行編寫程序，通過主持人和參賽選手的按鈕，將命令通過通道傳入PLC內(nèi)部，然后進(jìn)行判斷和發(fā)出指令。主要有以下幾個(gè)元件構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)：屬于輸入元件的有主持人的開始按鈕和還原按鈕，4位選手的答題按鈕；屬于輸出元件的有開始指示燈，四個(gè)參賽選手的臺燈，音響和3個(gè)數(shù)碼管！所以綜上所述共有6個(gè)輸入點(diǎn)，9個(gè)輸出點(diǎn)；如果以系統(tǒng)框圖可以如下所示：主持人開始按鈕顯 參賽選手號碼示 計(jì)數(shù)器個(gè)位器 計(jì)數(shù)器十位PLC1號選手答題按鈕2號選手答題按鈕3號選手答題按鈕4號選手答題按鈕音 響1號臺指示燈2號臺指示燈3號臺指示燈4號臺指示燈主持人復(fù)

36、位按鈕圖2-1 示意圖2.2PLC機(jī)型的選擇步驟與原則PLC機(jī)型的選擇PLC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，力爭最佳的性能價(jià)格比。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)：（一）合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個(gè)IO點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過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,在IO點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、IO模塊的種類等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。(二) 安裝方式的選擇PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程IO式以及多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式

37、。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程IO硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程IO式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程IO可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程IO電源；多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨(dú)立控制，又要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC，但必須要附加通訊模塊。(三)相應(yīng)的功能要求一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶AD和DA轉(zhuǎn)換單元，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

38、規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴，一般用于大規(guī)模過程控和集散控制系統(tǒng)等場合。(四)響應(yīng)速度要求PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時(shí)，則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，可選用具有高速IO處理功能的PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。(五)系統(tǒng)可靠性的要求對于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。(六)機(jī)型盡量統(tǒng)一一個(gè)企業(yè)，應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問題

39、：)機(jī)型統(tǒng)一，其模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理。)機(jī)型統(tǒng)一，其功能和使用方法類似，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。)機(jī)型統(tǒng)一，其外部設(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)多級分布式控制系統(tǒng)。 隨著PLC技術(shù)的發(fā)展，PLC產(chǎn)品的種類也越來越多。不同型號的PLC，其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等也各有不同，適用的場合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。2.3程序中所使用的FX系列PLC的編程元件介紹FX2N的共有27條基本邏輯指令，其中包含了有些子系列PLC的20條基本邏輯指令。2.

40、3.1三菱FX系列PLC取指令與輸出指令（LD/LDI/LDP/LDF/OUT）（1）LD（取指令） 一個(gè)常開觸點(diǎn)與左母線連接的指令，每一個(gè)以常開觸點(diǎn)開始的邏輯行都用此指令。（2）LDI（取反指令） 一個(gè)常閉觸點(diǎn)與左母線連接指令，每一個(gè)以常閉觸點(diǎn)開始的邏輯行都用此指令。（3）LDP（取上升沿指令） 與左母線連接的常開觸點(diǎn)的上升沿檢測指令，僅在指定位元件的上升沿（由OFFON）時(shí)接通一個(gè)掃描周期。（4）LDF（取下降沿指令） 與左母線連接的常閉觸點(diǎn)的下降沿檢測指令。（5）OUT（輸出指令） 對線圈進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的指令，也稱為輸出指令。取指令與輸出指令的使用如圖1所示。圖1 取指令與輸出指令的使用取指令

41、與輸出指令的使用說明：1）LD、LDI指令既可用于輸入左母線相連的觸點(diǎn)，也可與ANB、ORB指令配合實(shí)現(xiàn)塊邏輯運(yùn)算；2）LDP、LDF指令僅在對應(yīng)元件有效時(shí)維持一個(gè)掃描周期的接通。圖3-15中，當(dāng)M1有一個(gè)下降沿時(shí)，則Y3只有一個(gè)掃描周期為ON。3）LD、LDI、LDP、LDF指令的目標(biāo)元件為X 、Y 、M 、T、C、S；4）OUT指令可以連續(xù)使用若干次（相當(dāng)于線圈并聯(lián)），對于定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，在OUT指令之后應(yīng)設(shè)置常數(shù)K或數(shù)據(jù)寄存器。2.3.2三菱FX系列PLC觸點(diǎn)串聯(lián)指令（AND/ANI/ANDP/ANDF）（1）AND（與指令）  一個(gè)常開觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與”運(yùn)算。（

42、2）ANI（與反指令）  一個(gè)常閉觸點(diǎn)串聯(lián)連接指令，完成邏輯“與非”運(yùn)算。（3）ANDP  上升沿檢測串聯(lián)連接指令。（4）ANDF  下降沿檢測串聯(lián)連接指令。觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用如圖2所示。圖2觸點(diǎn)串聯(lián)指令的使用說明：1）AND、ANI、ANDP、ANDF都指是單個(gè)觸點(diǎn)串聯(lián)連接的指令，串聯(lián)次數(shù)沒有限制，可反復(fù)使用。2）AND、ANI、ANDP、ANDF的目標(biāo)元元件為X、Y、M、T、C和S。3）圖2中OUT M101指令之后通過T1的觸點(diǎn)去驅(qū)動(dòng)Y4稱為連續(xù)輸出。2.3.3三菱FX系列PLC觸點(diǎn)并聯(lián)指令（OR/ORI/ORP/ORF）（1）OR（或指令） 用于單個(gè)常開觸

43、點(diǎn)的并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)邏輯“或”運(yùn)算。（2）ORI（或非指令） 用于單個(gè)常閉觸點(diǎn)的并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)邏輯“或非”運(yùn)算。（3）ORP 上升沿檢測并聯(lián)連接指令。（4）ORF 下降沿檢測并聯(lián)連接指令。觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用如圖3所示。圖3 觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用觸點(diǎn)并聯(lián)指令的使用說明：1）OR、ORI、ORP、ORF指令都是指單個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)，并聯(lián)觸點(diǎn)的左端接到LD、LDI、LDP或LPF處，右端與前一條指令對應(yīng)觸點(diǎn)的右端相連。觸點(diǎn)并聯(lián)指令連續(xù)使用的次數(shù)不限；2）OR、ORI、ORP、ORF指令的目標(biāo)元件為X、Y、M、T、C、S。2.3.4三菱FX系列PLC塊作指令（ORB / ANB）（1）ORB（塊或指令） 用

44、于兩個(gè)或兩個(gè)以上的觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路之間的并聯(lián)。ORB指令的使用如圖4.1所示圖4.1 ORB指令的使用ORB指令的使用說明：1）幾個(gè)串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，每個(gè)串聯(lián)電路塊開始時(shí)應(yīng)該用LD或LDI指令；2）有多個(gè)電路塊并聯(lián)回路，如對每個(gè)電路塊使用ORB指令，則并聯(lián)的電路塊數(shù)量沒有限制；3）ORB指令也可以連續(xù)使用，但這種程序?qū)懛ú煌扑]使用，LD或LDI指令的使用次數(shù)不得超過8次，也就是ORB只能連續(xù)使用8次以下。（2）ANB（塊與指令） 用于兩個(gè)或兩個(gè)以上觸點(diǎn)并聯(lián)連接的電路之間的串聯(lián)。 ANB 指令的使用說明如圖 4.2 所示。 如圖 4.2 ANB 指令的使用ANB指令的使用說明：1

45、）并聯(lián)電路塊串聯(lián)連接時(shí)，并聯(lián)電路塊的開始均用LD或LDI指令；2）多個(gè)并聯(lián)回路塊連接按順序和前面的回路串聯(lián)時(shí)，ANB指令的使用次數(shù)沒有限制。也可連續(xù)使用ANB，但與ORB一樣，使用次數(shù)在8次以下。2.3.5三菱FX系列PLC置位與復(fù)位指令（SET/RST）置位與復(fù)位指令（SET/RST）（1）SET（置位指令） 它的作用是使被操作的目標(biāo)元件置位并保持。（2）RST（復(fù)位指令） 使被操作的目標(biāo)元件復(fù)位并保持清零狀態(tài)。SET、RST指令的使用如圖5所示。當(dāng)X0常開接通時(shí)，Y0變?yōu)镺N狀態(tài)并一直保持該狀態(tài)，即使X0斷開Y0的ON狀態(tài)仍維持不變；只有當(dāng)X1的常開閉合時(shí)，Y0才變?yōu)镺FF狀態(tài)并保持，即使

46、X1常開斷開，Y0也仍為OFF狀態(tài)。圖5 置位與復(fù)位指令的使用SET 、RST指令的使用說明：1）SET指令的目標(biāo)元件為Y、M、S，RST指令的目標(biāo)元件為Y、M、S、T、C、D、V 、Z。RST指令常被用來對D、Z、V的內(nèi)容清零，還用來復(fù)位積算定時(shí)器和計(jì)數(shù)器。2）對于同一目標(biāo)元件，SET、RST可多次使用，順序也可隨意，但最后執(zhí)行者有效。2.3.6傳送類指令MOV SMOV CMOV BMOV FMOV（1）傳送指令MOV    (D)MOV(P)指令的編號為FNC12，該指令的功能是將源數(shù)據(jù)傳送到指定的目標(biāo)。如圖1所示，當(dāng)X0為ON時(shí)，則將S.中的數(shù)據(jù)

47、K100傳送到目標(biāo)操作元件D.即D10中。在指令執(zhí)行時(shí)，常數(shù)K100會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。當(dāng)X0為OFF時(shí)，則指令不執(zhí)行，數(shù)據(jù)保持不變。 圖6  傳送指令的使用使用應(yīng)用MOV指令時(shí)應(yīng)注意：1）源操作數(shù)可取所有數(shù)據(jù)類型，標(biāo)操作數(shù)可以是KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。2）16位運(yùn)算時(shí)占5個(gè)程序步，32位運(yùn)算時(shí)則占9個(gè)程序步。（2）移位傳送指令SMOV    SMOV(P)指令的編號為FNC13。該指令的功能是將源數(shù)據(jù)（二進(jìn)制）自動(dòng)轉(zhuǎn)換成4位BCD碼，再進(jìn)行移位傳送，傳送后的目標(biāo)操作數(shù)元件的BCD碼自動(dòng)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。如圖2所示，當(dāng)X1為

48、ON時(shí)，將D1中右起第4位（m1=4）開始的2位(m2=2) BCD碼移到目標(biāo)操作數(shù)D2的右起第3位(n=3)和第2位。然后D2中的BCD碼會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，而D2中的第1位和第4位BCD碼不變。圖2 移位傳送指令的使用使用移位傳送指令時(shí)應(yīng)該注意：1）源操作數(shù)可取所有數(shù)據(jù)類型，目標(biāo)操作數(shù)可為KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z。2）SMOV指令只有16位運(yùn)算，占11個(gè)程序步。（3）取反傳送指令CML    (D)CML(P)指令的編號為FNC14。它是將源操作數(shù)元件的數(shù)據(jù)逐位取反并傳送到指定目標(biāo)。如圖3所示，當(dāng)X0為ON時(shí)，執(zhí)行CML，將D0的低4位取反

49、向后傳送到Y(jié)3Y0中。圖3  取反傳送指令的使用使用取反傳送指令CML時(shí)應(yīng)注意：1）源操作數(shù)可取所有數(shù)據(jù)類型，目標(biāo)操作數(shù)可為KnY、KnM、KnS、T、C、D、V、Z.，若源數(shù)據(jù)為常數(shù)K，則該數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。2）16位運(yùn)算占5個(gè)程序步，32位運(yùn)算占9個(gè)程序步。（4）塊傳送指令BMOV    BMOV(P)指令的ALCE編號為FNC15，是將源操作數(shù)指定元件開始的n個(gè)數(shù)據(jù)組成數(shù)據(jù)塊傳送到指定的目標(biāo)。如圖4所示，傳送順序既可從高元件號開始，也可從低元件號開始，傳送順序自動(dòng)決定。若用到需要指定位數(shù)的位元件，則源操作數(shù)和目標(biāo)操作數(shù)的指定位數(shù)應(yīng)

50、相同。圖4  塊傳送指令的使用使用塊傳送指令時(shí)應(yīng)注意：1）源操作數(shù)可取KnX、 KnY、KnM、KnS、T、C、D和文件寄存器，目標(biāo)操作數(shù)可取. KnT、KnM、KnS、T、C和D；2）只有16位操作，占7個(gè)程序步；3）如果元件號超出允許范圍，數(shù)據(jù)則僅傳送到允許范圍的元件。（5）多點(diǎn)傳送指令FMOV    (D)FMOV(P)指令的編號為FNC16。它的功能是將源操作數(shù)中的數(shù)據(jù)傳送到指定目標(biāo)開始的n個(gè)元件中，傳送后n個(gè)元件中的數(shù)據(jù)完全相同。如圖5所示，當(dāng)X0為ON時(shí)，把K0傳送到D0D9中。圖5  多點(diǎn)傳送指令應(yīng)用使用多點(diǎn)傳

51、送指令FMOV時(shí)應(yīng)注意：1）源操作數(shù)可取所有的數(shù)據(jù)類型，目標(biāo)操作數(shù)可取KnX、KnM、KnS、T、C、和D，n小等于512；2）16位操作占7的程序步，32位操作則占13個(gè)程序步；3）如果元件號超出允許范圍，數(shù)據(jù)僅送到允許范圍的元件中。2.3.7三菱FX系列PLC常數(shù)（K、H）K是表示十進(jìn)制整數(shù)的符號，主要用來指定定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的設(shè)定值及應(yīng)用功能指令操作數(shù)中的數(shù)值；H是表示十六進(jìn)制數(shù)，主要用來表示應(yīng)用功能指令的操作數(shù)值。 例如20用十進(jìn)制表示為K20，用十六進(jìn)制則表示為H14。2.3.8三菱FX系列PLC輸入繼電器（X）輸入繼電器與輸入端相連，它是專門用來接受PLC外部開關(guān)信號的元件。PLC通

52、過輸入接口將外部輸入信號狀態(tài)（接通時(shí)為“1”，斷開時(shí)為“0”）讀入并存儲在輸入映象寄存器中。如圖1所示為輸入繼電器X1的等效電路。圖1 輸入繼電器的等效電路輸入繼電器必須由外部信號驅(qū)動(dòng)，不能用程序驅(qū)動(dòng)，所以在程序中不可能出現(xiàn)其線圈。由于輸入繼電器（X）為輸入映象寄存器中的狀態(tài)，所以其觸點(diǎn)的使用次數(shù)不限。FX系列PLC的輸入繼電器以八進(jìn)制進(jìn)行編號，F(xiàn)X2N輸入繼電器的編號范圍為X000X267（184點(diǎn)）。注意，基本單元輸入繼電器的編號是固定的，擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊是按與基本單元最靠近開始，順序進(jìn)行編號。例如：基本單元FX2N-64M的輸入繼電器編號為X000X037（32點(diǎn)），如果接有擴(kuò)展單元或

53、擴(kuò)展模塊，則擴(kuò)展的輸入繼電器從X040開始編號。2.3.9三菱FX系列PLC輸入繼電器（Y）輸出繼電器是用來將PLC內(nèi)部信號輸出傳送給外部負(fù)載（用戶輸出設(shè)備）。輸出繼電器線圈是由PLC內(nèi)部程序的指令驅(qū)動(dòng)，其線圈狀態(tài)傳送給輸出單元，再由輸出單元對應(yīng)的硬觸點(diǎn)來驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。如圖1所示為輸出繼電器的等效電路。圖1   輸出繼電器的等效電路   每個(gè)輸出繼電器在輸出單元中都對應(yīng)有維一一個(gè)常開硬觸點(diǎn)，但在程序中供編程的輸出繼電器，不管是常開還是常閉觸點(diǎn)，都可以無數(shù)次使用。    FX系列PLC的輸出繼電器也是八進(jìn)制編號其中FX2N編號

54、范圍為Y000Y267（184點(diǎn)）。與輸入繼電器一樣，基本單元的輸出繼電器編號是固定的，擴(kuò)展單元和擴(kuò)展模塊的編號也是按與基本單元最靠近開始，順序進(jìn)行編號。在實(shí)際使用中，輸入、輸出繼電器的數(shù)量，要看具體系統(tǒng)的配置情況。2.3.10輔助繼電器輔助繼電器是PLC中數(shù)量最多的一種繼電器，一般的輔助繼電器與繼電器控制系統(tǒng)中的中間繼電器相似。輔助繼電器不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，負(fù)載只能由輸出繼電器的外部觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器的常開與常閉觸點(diǎn)在PLC內(nèi)部編程時(shí)可無限次使用。輔助繼電器采用M與十進(jìn)制數(shù)共同組成編號（只有輸入輸出繼電器才用八進(jìn)制數(shù)）。1通用輔助繼電器（M0M499）FX2N系列共有500點(diǎn)通用輔助繼電

55、器。通用輔助繼電器在PLC運(yùn)行時(shí)，如果電源突然斷電，則全部線圈均OFF。當(dāng)電源再次接通時(shí)，除了因外部輸入信號而變?yōu)镺N的以外，其余的仍將保持OFF狀態(tài)，它們沒有斷電保護(hù)功能。通用輔助繼電器常在邏輯運(yùn)算中作為輔助運(yùn)算、狀態(tài)暫存、移位等。根據(jù)需要可通過程序設(shè)定，將M0M499變?yōu)閿嚯姳３州o助繼電器。2斷電保持輔助繼電器（M500M3071）FX2N系列有M500M3071共2572個(gè)斷電保持輔助繼電器。它與普通輔助繼電器不同的是具有斷電保護(hù)功能，即能記憶電源中斷瞬時(shí)的狀態(tài)，并在重新通電后再現(xiàn)其狀態(tài)。它之所以能在電源斷電時(shí)保持其原有的狀態(tài)，是因?yàn)殡娫粗袛鄷r(shí)用PLC中的鋰電池保持它們映像寄存器中的內(nèi)容

56、。其中M500M1023可由軟件將其設(shè)定為通用輔助繼電器。下面通過小車往復(fù)運(yùn)動(dòng)控制來說明斷電保持輔助繼電器的應(yīng)用，如圖1所示。圖1  斷電保持輔助繼電器的作用小車的正反向運(yùn)動(dòng)中，用M600、M601控制輸出繼電器驅(qū)動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)。X1、X0為限位輸入信號。運(yùn)行的過程是X0= ONM600=ONY0=ON小車右行停電小車中途停止上電（M600=ONY0=ON）再右行X1=ONM600=OFF、M601=ONY1=ON（左行）?？梢娪捎贛600和M601具有斷電保持，所以在小車中途因停電停止后，一旦電源恢復(fù)，M600或M601仍記憶原來的狀態(tài)，將由它們控制相應(yīng)輸出繼電器，小車?yán)^續(xù)原方向運(yùn)動(dòng)。

57、若不用斷電保護(hù)輔助繼電器當(dāng)小車中途斷電后，再次得電小車也不能運(yùn)動(dòng)。2.4 PLC控制中顯示器的連接2.4.1顯示器的基本內(nèi)容顯示器主要是有LED數(shù)碼管構(gòu)成，而LED又是由發(fā)光二極管構(gòu)成；將條狀發(fā)光二極管按照共陰極（負(fù)極）或共陽極（正極）的方法連接，組成“8”字，再把發(fā)光二極管另一電極做筆段電極，就構(gòu)成LED數(shù)碼管。常見的LED數(shù)碼管的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。圖1-1（b）是采用共陽極結(jié)構(gòu)；圖1-1(C)是采用共陰極結(jié)構(gòu)；ag是7個(gè)筆段電極，DP為小數(shù)點(diǎn)。另一種是高7.6mm的超小型LED數(shù)碼管，管腳從左右兩端引出，小數(shù)點(diǎn)則是獨(dú)立的。圖2-2 常見的LED數(shù)碼管的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.4.2顯示器的主要特性工作電壓1.5V5V，一般為1.5V2.5V，工作電流一般為510m