步進(jìn)電動(dòng)機(jī)PLC控制的模擬

1、沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文1概述可編程序控制器，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核 心用作數(shù)字控制的專用計(jì)算機(jī)"。自1969年對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制的特點(diǎn)和需要而開 發(fā)的第一臺(tái)PLC問世以來，迄今已經(jīng)三十多年，它的發(fā)展雖然包含了前期控制技 術(shù)的集成和演變，但又不同于順序控制器和通用的微機(jī)控制裝置。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電氣 操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，摒棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)方式，獨(dú)具風(fēng)格的形成一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟

2、件結(jié)構(gòu)， 使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和差錯(cuò)都很容易。用戶買到所需 PLC后，只需按說明書或提示。做少量的安裝接線和用戶程序的編制工作，就可 靈活而方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐。而且用戶程序的編制、修改和調(diào)試不需要 具有專門的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言只是。這樣就破除了了“電腦”的神秘感，推動(dòng)了計(jì) 算機(jī)技術(shù)的普遍應(yīng)用。可編程序控制器PLC在現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化控制中是值得重視 的先進(jìn)控制技術(shù)，PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱 (PLG CAD/CAMROBOT 之一，已其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信 聯(lián)網(wǎng)功能、易與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)行控制、具備高速技術(shù)與位控

3、等高性 能模塊的優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、 時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組 成的傳統(tǒng)的繼電-接觸控制系統(tǒng)。1.1可編程序控制器1.1.1 PLC的定義在二十世紀(jì)七十年代PLC問世后，由美國(guó)電氣制造商協(xié)會(huì)對(duì) PLC下過如 下的定義：PLC是一種數(shù)字式的電子裝置。它使用可編程序的存儲(chǔ)器來存儲(chǔ)指令，實(shí)現(xiàn) 邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)和算術(shù)運(yùn)算等功能，用來對(duì)各種機(jī)械或生產(chǎn)過程 進(jìn)行控制。1982年，國(guó)際電工委員會(huì)（International Electrical Committee-IEC）頒布了 PLC標(biāo)準(zhǔn)草案，1985年提交了第2版，1987年的第3版對(duì)PLC作了如下的 定義:PLC是一種數(shù)

4、字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)， 專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的。 它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、 順序運(yùn)算、計(jì) 時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控 制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)系統(tǒng) 連成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。1.1.2 PLC的功能（一）開關(guān)量邏輯控制（二）模擬量控制（三）閉環(huán)過程控制（四）定時(shí)控制（五）計(jì)數(shù)控制（六）順序（步進(jìn)）控制（七）數(shù)據(jù)處理（八）通信和聯(lián)網(wǎng)1.1.3 PLC的特點(diǎn)（一）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（二）通用性強(qiáng)、靈活性好、功能齊全（三）編程簡(jiǎn)單、使用方便（四）模塊化結(jié)

5、構(gòu)（五）安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便（六）網(wǎng)絡(luò)通信（七）體積小、能耗低、便于機(jī)電一體化1.1.4 PLC的基本組成從廣義上說，PLC也是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，只不過比一般的計(jì)算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口和更直接的使用與控制要求的編程語(yǔ)言。所以PLC與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)十分相似，也具有中央處理器（CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸 出（I/O、接口、電源等，如圖1.1所示：編程器圖1.1可編程序控制器的基本組成1.1.5 PLC 的工作原理（一）建立I/O映像區(qū)在PLC存儲(chǔ)器內(nèi)開辟了 I/O映像區(qū)。PLC工作時(shí)，將采集到的輸入信號(hào)狀態(tài)存放在相應(yīng)的位上；將運(yùn)算的結(jié)果存放到輸出映像區(qū)對(duì)應(yīng)的位上。PLC在執(zhí)行用戶程序時(shí)

6、所需“輸入繼電器”、“輸出繼電器”的數(shù)據(jù)取用于I/O映像區(qū)，而不 直接與外部設(shè)備發(fā)生關(guān)系。I/O 映像區(qū)的建立，使PLC工作失職和內(nèi)存有關(guān)的得知單元內(nèi)所存信息狀 態(tài)發(fā)生關(guān)系，而系統(tǒng)輸出也只是給內(nèi)存某一地址單元設(shè)定一個(gè)狀態(tài)。這樣不僅加 快程序執(zhí)行速度，而且還是控制系統(tǒng)與外界隔離，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。同 時(shí)控制系統(tǒng)遠(yuǎn)離實(shí)際對(duì)象，為硬件標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)創(chuàng)造了條件。（二）循環(huán)掃描的工作方式1、PLC的工作過程PLC上電后，在系統(tǒng)程序的監(jiān)控下，周而復(fù)始的按一定的順序?qū)ο到y(tǒng)內(nèi)部 的各種人物進(jìn)行查詢、判斷和執(zhí)行，這個(gè)過程實(shí)質(zhì)上是按順序循環(huán)掃描的過程。 執(zhí)行一個(gè)循環(huán)掃描過程所需的時(shí)間稱為掃描周期，其典型值是 1

7、-100MSa）初始化b）CPU的自診斷c）通信信息處理d）與外部設(shè)備交換信息e）執(zhí)行用戶程序f）輸入、輸出信息處理2）用戶程序的循環(huán)掃描過程圖1.2 PLC的工作過程PLC的工作過程，與CPU的操作方式有關(guān)。CPUt兩個(gè)操作方式：STOP方式 和RUN方式。在掃描周期內(nèi)，STOP方式和RUh方式的主要差別在于：RUN方式下 執(zhí)行用戶程序，而在STOP方式下不執(zhí)行用戶程序。PLC對(duì)用戶程序進(jìn)行循環(huán)掃描可分為三個(gè)階段進(jìn)行， 即輸入采樣階段，程序 執(zhí)行階段和輸出刷新階段。（三）輸入、輸出延遲響應(yīng)由于PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，即對(duì)信息采用串行處理方式，必定導(dǎo) 致輸入、輸出延遲響應(yīng)。當(dāng)PLC的輸入

8、端有一個(gè)輸入信號(hào)發(fā)生變化到 PLC輸出端 對(duì)該輸入變化作出反應(yīng)，需要一段時(shí)間，這段時(shí)間就稱為響應(yīng)時(shí)間或滯后時(shí)間。這種現(xiàn)象稱為輸入、輸出延遲響應(yīng)或滯后現(xiàn)象。1.1.6 S7-200PLC 系統(tǒng)的基本組成S7-200PLC有基本單元（S7-200CPU模塊）、個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC或編程器、STEP7-Micro/WIN32編程軟件以及通信電纜組成，如圖所示：圖1.3 S7-200PLC系統(tǒng)的構(gòu)成6沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文（一）基本單元基本單元也成為主機(jī)，由中央處理單元（CPU、電源以及數(shù)字量輸入輸出單 元組成。這些單元被緊湊的安裝在一個(gè)獨(dú)立的裝置中。 基本單元可以構(gòu)成一個(gè)獨(dú)

9、立的控制系統(tǒng)。頂部筑護(hù)漩 電源反輸出端子-刖蓋RUN/STOP開關(guān)及電位器 擴(kuò)展I/O連接底部端子蓋輸入端子及傳感器電源#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文圖 1.4 S7-200CPU 模塊#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文S7-200PLC主機(jī)型號(hào)規(guī)格種類較多，以適應(yīng)不同需求的控制場(chǎng)合。西門子公 司推出的S7-200 CPU22）系列產(chǎn)品有：CPU221模塊、CPU22碳?jí)K、CPU226模塊 等。例如，CPU22濮塊的I/O總數(shù)為40點(diǎn)。其中輸入點(diǎn)24點(diǎn)，輸出點(diǎn)16點(diǎn)。 可帶7個(gè)擴(kuò)張模塊，用戶程序存儲(chǔ)器容量為6.6K字。內(nèi)置高速計(jì)數(shù)器，具有PID 控制器的功能。有2個(gè)高速脈沖端和2

10、個(gè)RS-485通信口。具有PPI通信協(xié)議和 自由口協(xié)議的通信能力。運(yùn)行速度快、功能強(qiáng)。適用于要求更高的中小型控制系 統(tǒng)。下圖是CPU22OC/DC/1電器模塊輸入、輸出單元的接線圖。24個(gè)數(shù)字量輸 入點(diǎn)分成兩組。第一組由輸入端子I0.0-I0.7、I1.0-I1.4 共13個(gè)輸入點(diǎn)組成，每個(gè)外部輸入的開關(guān)信號(hào)均有個(gè)輸入端子接出，經(jīng)一個(gè)直流電源終至公共端1M 第二組有輸入端子I1.5-I1.7、12.0-12.7 共11個(gè)輸入點(diǎn)組成，每個(gè)外部輸入信號(hào)有個(gè)輸入端子接出，經(jīng)一個(gè)直流電源至公共端2M由于是直流輸入模塊，所以采用直流電源作為檢測(cè)各輸入接點(diǎn)狀態(tài)的電源。M L+兩個(gè)端子提供DC24V/400

11、m傳感器電源，可以作為傳感器的電源輸出，也可以作為輸入端的檢 測(cè)電源使用。16個(gè)數(shù)字量輸出點(diǎn)分成三組。第一組由輸出端子Q0.0-Q0.3共4個(gè)輸出點(diǎn)與公共端1L組成；第二組有輸出端子 Q0.4-Q0.7、Q1.0共5個(gè)輸出點(diǎn) 與公共端2L組成；第三組由輸出端子Q1.1-Q1.7共7個(gè)輸出點(diǎn)與公共端3L組成。 每個(gè)負(fù)載的一端與輸出點(diǎn)相連，另一端經(jīng)電源與公共端相連。由于是繼電器輸出 方式，所以既可帶直流負(fù)載，也可代交流負(fù)載。負(fù)載的基里原有負(fù)載性質(zhì)確定。 輸出端子排的右端N、L1端子是供電電源AC120V/240V俞入端。該電源電壓允許 范圍為AC85-264VAC |20V/24flVAii 申申

12、申申申申申門C31!-L 1111F1© G O iG Q ©IL 0.0 0.1 02 03 2L 0.4 2 加 QlT 1.0把1.1 1.21,3 1.4 1.5!.$ 1.7 *N Ll rtC】盟 Q.D 0.：l 0,2 03 0.4 0.5 0.6 Q,7 l.Q |J L2 1.3 H2M 1.5 L6 3.7 24 2.1 2,2 2.3L4 15 2.6 2.7 M Uf?© (f Hcr '圖1.5 CPU226AC/DC/繼電器模塊輸入、輸出單元的接線圖1.2可編程序控制器的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.2.1 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則在最大限

13、度的滿足被控對(duì)象控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、安全可靠，并考慮到今后生產(chǎn)的發(fā)脹和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC機(jī)型時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有余地。1.2.2 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容及步驟（一）分析控制對(duì)象在確定采用PLC控制后，應(yīng)對(duì)被控對(duì)象工藝流程的特點(diǎn)和要求做深入了解、 詳細(xì)分析、認(rèn)真研究，明確控制的任務(wù)、范圍、和要求，根據(jù)工業(yè)指標(biāo)，合理的 制定和選取控制參數(shù)，使PLC控制系統(tǒng)最大限度的滿足被控對(duì)象的工藝要求?？刂埔?，主要指控制的基本方式、必須完成的動(dòng)作時(shí)序和動(dòng)作條件、應(yīng)具 備的操作方式、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等，可用控制流程圖和系統(tǒng)框圖的形式來描述。在明確了控制任務(wù)和要求后，須選擇電器傳動(dòng)方式和

14、電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行 機(jī)構(gòu)的類型和數(shù)量，擬定電動(dòng)機(jī)起動(dòng)、運(yùn)行、調(diào)速、轉(zhuǎn)向、制動(dòng)等控制要求；確 定輸入、輸出設(shè)備的種類和數(shù)量，分析控制過程中輸入、輸出設(shè)備后之間的關(guān)系， 了解對(duì)輸入信號(hào)的響應(yīng)速度等。（二）PLC控制系統(tǒng)的硬件配置PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)包括急性選擇、輸入/輸出模塊的選擇、畫出輸入/ 輸出端子的接線圖等內(nèi)容。（三）軟件設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)就是在硬件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上， 分配輸入輸出元件的地址號(hào)，應(yīng)用相關(guān) 編程軟件編寫用戶應(yīng)用程序。根據(jù)控制要求設(shè)計(jì)出梯形圖或語(yǔ)句表等語(yǔ)言的程 序，這是整個(gè)設(shè)計(jì)的核心工作。（四）輸入程序并調(diào)試程序?qū)⒕幾g通過的程序可下載到PLC中，進(jìn)行室內(nèi)模擬調(diào)試，如果孔子系統(tǒng)是由 幾

15、個(gè)部分組成，則應(yīng)先做局部調(diào)試，然后再進(jìn)行整體調(diào)試。調(diào)試中出現(xiàn)的問題， 要著意排除，直至調(diào)試成功。（五）固化程序若程序須頻繁修改，可選用RAM若長(zhǎng)期使用不需改變后運(yùn)行期結(jié)束，可選 用EPROM? EEPRQM八一調(diào)試通過的程序?qū)懭?EPRO或EEPRQM將程序固化， PLC控制系統(tǒng)就可正式投運(yùn)。1.3移位寄存器指令（SHRB）移位寄存器指令是可以指定移位寄存器的長(zhǎng)度和移位方向的移位指令。其指 令格式如圖1.6所示:SHRBcRkichin100-DATAM0.0-二N圖1.6移位寄存器指令1）移位寄存器指令SHRB各DATA數(shù)值移入移位寄存器。梯形圖中，EN為使 能輸入端，連接移位脈沖信號(hào)，每次

16、使能有效時(shí)，整個(gè)移位寄存器移動(dòng)1位oDATA 為數(shù)據(jù)輸入端，連接移入移位寄存器的二進(jìn)制數(shù)值， 執(zhí)行指令時(shí)將該位的值移入 寄存器。S_BIT指定移位寄存器的最低位。N指定移位寄存器的長(zhǎng)度和移位方向， 移位寄存器的最大長(zhǎng)度為64位，N為正值表示左移位，輸入數(shù)據(jù)（DATA移入 移位寄存器的最低位（S_BIT）,并移出移位寄存器的最高位有效位（MSB.b的 地址。計(jì)算公式：MSB.b= S_BIT的字節(jié)號(hào)+（|N|-1+ S_BIT 的位號(hào)）/8.被8 除所得的余數(shù)。計(jì)算移出的數(shù)據(jù)被放置在溢出內(nèi)存位（SM1.1）中。N為負(fù)值表 示右移位，輸入數(shù)據(jù)移入移位寄存器的最高位中，并移出最低位（ S_BIT）o

17、移出 的數(shù)據(jù)被放置在溢出內(nèi)存位（SM1.1）中。2） DATA和S-BIT的操作數(shù)為I, Q, M, SM, T, C, V, S, L 。數(shù)據(jù)類型為：BOO變量。N的操作數(shù)為VB, IB, QB, MB, SB, SMB, LB, AC, 常量。數(shù)據(jù)類型 為：字節(jié)。3）使ENO = 0的錯(cuò)誤條件：0006 （間接地址），0091 （操作數(shù)超出范圍）, 0092 （計(jì)數(shù)區(qū)錯(cuò)誤）。4 ）移位指令影響特殊內(nèi)部標(biāo)志位：SM1.1 （為移出的位值設(shè)置溢出位）。9沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文2硬件設(shè)計(jì)2.1控制要求在步進(jìn)電機(jī)單元完成本實(shí)驗(yàn)。使用移位寄存器指令，可以大大簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)。移位寄存器指令所描述的操

18、作過程如下：若在輸入端輸入一串脈沖信號(hào)， 在移位脈沖作用下，脈沖信號(hào)依次 移位到各個(gè)寄存器的內(nèi)部繼電器中， 并將這些內(nèi)部繼電器的狀態(tài)輸出，每個(gè)內(nèi)部 繼電器可在不同的時(shí)間內(nèi)得到由輸入端輸入的一串脈沖信號(hào)。圖2.1步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖2.2選擇PLC型號(hào)選擇合適的機(jī)型是PLC控制系統(tǒng)硬件配置的關(guān)鍵問題。目前，國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)PLC的廠家很多，不同的廠家的 PLC場(chǎng)頻隨談基本功能相似，但有些特殊功能、 價(jià)格、服務(wù)及使用的編程指令和編程軟件都不同。 而同一廠家生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品又 有不同的系列，同一系列中又有不同的CPU型號(hào)，不同系列、不同型號(hào)的。因此, 如何選擇合適的機(jī)型至關(guān)重要。2.2.1 I/

19、O 點(diǎn)數(shù)的估計(jì)I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的一項(xiàng)重要指標(biāo).合理選擇I/O點(diǎn)數(shù)計(jì)可使系統(tǒng)滿足控制要 求,又可使系統(tǒng)總投資量最低。PLC的輸入輸出總點(diǎn)數(shù)和種類應(yīng)根據(jù)被控對(duì)象所 需控制的模擬量、開關(guān)量等輸入/輸出設(shè)備情況來確定，一般一個(gè)輸入/輸出元件 要占用一個(gè)輸入/輸出點(diǎn)?？紤]到今后的調(diào)整和擴(kuò)充，一般應(yīng)在估計(jì)的總點(diǎn)數(shù)上 再加上20雅U 30%勺備用量。2.2.2用戶存儲(chǔ)器容量的估算PLC常用的內(nèi)存有EPROMEEPRO和帶鋰電池供電的RAM 般微型和小型 PLC的存儲(chǔ)容量是固定的，介于1-2KB之間。用戶應(yīng)用程序占用多少內(nèi)存與許多 因素有關(guān)，如I/O點(diǎn)數(shù)、控制要求、運(yùn)算處理量、程序結(jié)構(gòu)等。因此在程序設(shè)計(jì) 之

20、前只能粗略的估算。2.2.3 CPU功能與結(jié)構(gòu)的選擇PLC的功能日益強(qiáng)大，一般 PLC都具有開關(guān)量邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、數(shù)據(jù)處理等基本功能，有些 PLC還可擴(kuò)展各種特殊功能模 塊，如通信模塊、位置控制模塊等，選型時(shí)可考慮以下幾點(diǎn)：1）功能與任務(wù)相適應(yīng)2）PLC的處理速度應(yīng)滿足實(shí)時(shí)控制的要求3）PLC結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型統(tǒng)一4）在線編程合理和離線編程的選擇2.2.4機(jī)型選擇綜上所述，可知本次步進(jìn)電動(dòng)機(jī)控制的模擬中PLC型號(hào)選擇：1）I/O點(diǎn)數(shù)的統(tǒng)計(jì)：輸入1點(diǎn)（SD;輸出4點(diǎn)（A、B、C、D）,控制步進(jìn) 電機(jī)。SD為啟動(dòng)按鈕。2）估計(jì)PLC用戶程序長(zhǎng)度：為I/O點(diǎn)數(shù)的（10-20）倍，選用S7-200

21、CPU226 CN AC/DC/RLY俞出的PLC即能滿足要求。2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程示意圖12沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文13沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文圖22系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程示意圖#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文2.4 I/O 分配表表2.1輸入輸出接線輸入SDI0.0輸出ABCDQ0.0Q0.1Q0.2Q0.32.5 I/O 接線SDUP24V10. 0w. oto. 1g 110- 2QO* 2IO. 3QO, 310- 4g 4g 5QO. S10. &QO. 6TO. 7QO” 7IL, 0QK OII- LQU III. 2QI. 211.3QI. 3U. 4QI. 4II. Sor 5QI,

22、右QI. 7111IM1 L2MZLCPI 22ft i3L圖2.3 I/O 接線圖FU14沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文3軟件設(shè)計(jì)3.1程序設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（一）PLC程序功能分析和設(shè)計(jì)PLC程序功能分析和設(shè)計(jì)實(shí)際上是 PLC系統(tǒng)功能分析設(shè)計(jì)中的一個(gè)組成部 分。系統(tǒng)的整體功能要求，可以通過硬件和程序兩方面來實(shí)現(xiàn)。就軟件而言，對(duì) 工程設(shè)計(jì)人員就是編制應(yīng)用程序。在編寫程序之前，手電要確定應(yīng)用程序的功能， 大體上可以從控制功能、操作功能、自診斷功能三方面來考慮。（二）程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析和設(shè)計(jì)模塊化的程序設(shè)計(jì)方法，是PLC程序設(shè)計(jì)最有效、最基本的方法。程序結(jié)構(gòu) 分析和設(shè)計(jì)的基本任務(wù)就是以模塊化程序節(jié)后為前提

23、，以系統(tǒng)功能要求為依據(jù)， 按照相對(duì)獨(dú)立的原則，將全部程序劃分為若干個(gè)“程序模塊”并對(duì)每一“模塊” 提供程序要求、規(guī)格說明。程序設(shè)計(jì)常采用“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法，使編出的 程序清楚、異讀。（三）編制程序規(guī)格說明書程序規(guī)格說明書應(yīng)包括技術(shù)要求、編制依據(jù)等內(nèi)容。如整體應(yīng)用程序功能要 求：程序模塊功能要求；受控設(shè)備及其動(dòng)作時(shí)序、精度、計(jì)時(shí)、和響應(yīng)速度要求； 輸入裝置、輸入條件、執(zhí)行裝置、輸出條件和接口條件；輸入模塊和輸出模塊或 I/O分配表等。（四）程序設(shè)計(jì)根據(jù)PLC控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝要求，在程序規(guī)格說明書的基礎(chǔ)上， 使用相應(yīng)的編程語(yǔ)言指令，編制實(shí)際應(yīng)用程序的過程就是程序設(shè)計(jì)。3.2程序設(shè)計(jì)的

24、步驟（一）程序框圖設(shè)計(jì)這部的主要工作是根據(jù)程序規(guī)格說明書的總體要求和控制系統(tǒng)具體情況，確定應(yīng)用程序的基本結(jié)構(gòu)，繪制出程序結(jié)構(gòu)框圖；然后 再根據(jù)工藝要求，繪制出個(gè)功能單元的詳細(xì)功能框圖。（二）分配I/O編號(hào)在編寫程序前，還要給每一個(gè)輸入/輸出信號(hào)分配相應(yīng)的地址，給出每個(gè)地址對(duì)應(yīng)的信號(hào)的含義、名稱并列成表，以便軟件編程和 系統(tǒng)調(diào)試時(shí)使用，這種表叫I/O分配表，也叫輸入輸出地址表。（三）編寫程序編寫程序就是根據(jù)設(shè)計(jì)出的框圖逐條的編寫控制程序，這是整個(gè)課程設(shè)計(jì)的核心部分。應(yīng)盡量使用編程軟件，如STEP7-Micro/WIN32等。梯形圖語(yǔ)言是最普 遍使用的編程語(yǔ)言。在編寫程序的過程中，可以借鑒現(xiàn)成的典

25、型控制環(huán)節(jié)程序。 另外，編寫程序過程中要及時(shí)對(duì)編寫的程序進(jìn)行注釋， 以免旺季期間相互間關(guān)系， 最好隨編隨注，以便閱讀和調(diào)試。（四）程序調(diào)試程序調(diào)試是整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作中一項(xiàng)很重要的內(nèi)容，它可以初步檢查程序的實(shí)際效果。程序調(diào)試和程序編寫是分不開的，程序的許多功能是在調(diào)試中修改和 完善的。調(diào)試時(shí)可先設(shè)定輸入信號(hào)，觀察輸出信號(hào)（對(duì)應(yīng)輸出點(diǎn)的LED數(shù)碼顯示） 的變化情況；確認(rèn)無誤后再現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，必要時(shí)可以借用某些儀器儀表，測(cè)試個(gè)部 分的借口情況，直至滿意為止。（五）編寫程序說明書程序說明書時(shí)對(duì)程序的綜合說明，使整個(gè)程序設(shè)計(jì)工作的總結(jié)。編寫程序設(shè) 計(jì)說明書的木的是便于程序的使用者和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員使用， 它是程

26、序文件的組成 部分。程序說明書一般包括程序設(shè)計(jì)的依據(jù)、 程序的基本結(jié)構(gòu)、各功能單元分析、 使用的公式和原理、各參數(shù)的來源和運(yùn)算過程、程序調(diào)試情況等。3.3設(shè)計(jì)梯形圖3.3.1梯形圖編程語(yǔ)言概述梯形圖（LAD）是與電氣控制電路圖相呼應(yīng)的圖形語(yǔ)言。它沿用了繼電器、觸 點(diǎn)、串并聯(lián)等術(shù)語(yǔ)和類似的圖形符號(hào)， 并簡(jiǎn)化了符號(hào)，還增加了一些功能性的指 令。梯形圖是融邏輯操作、控制于一體，面向?qū)ο蟮?、?shí)時(shí)的、圖形化的編程語(yǔ) 言。梯形圖信號(hào)流向清楚、簡(jiǎn)單、直觀、易懂，很適合電氣工程人員使用。梯形 圖（LAD在PLC中使用得非常普遍，通常各廠家，各型號(hào) PLC都把它作為第一 用戶語(yǔ)言。17沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文3

27、32梯形圖指令程序18沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文Network 1網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文I4D1SHRB(CMrhjn|1M0.0<ItllE. N uDATAAM20.0-S_BITM#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文Network 2#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文#沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文Network bMD1R )1M0.1S )1M0.1MO.Oio.ONetwork 7T40T41Network 8M20.0QO.OINTONPT100 msINTONPT100 ms19沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文Network 9M2C 100

28、 1T I()Nfltworit 10M2Q2QU 2T I()Netwoik 11M20 3Q0 3-H IC )3.4設(shè)計(jì)指令表341指令表編程語(yǔ)言概述語(yǔ)句表(STL)使用助記符來表達(dá)PLC的各種控制功能的。它類似于計(jì)算機(jī) 的匯編語(yǔ)言，但比匯編語(yǔ)言直觀易懂，編程簡(jiǎn)單，因此也是應(yīng)用很廣泛的一種編 程語(yǔ)言。這種編程語(yǔ)言可使用簡(jiǎn)易編程器編程，但比較抽象，一般于梯形圖語(yǔ)言配合使用，互為互補(bǔ)。目前，大多數(shù)PLC都有語(yǔ)句表編程功能，但各廠家生產(chǎn)PLC的語(yǔ)句表(STL)所用的助記符互不相同，不能兼容。3.4.2指令表指令程序Network 1 /網(wǎng)絡(luò)標(biāo)題LD T40EUSHRB M0.0, M20.0,

29、 +4Network 2LD M20.4ON I0.0R M20.0, 4Network 3LD M20.3ON I0.0R M0.1, 1Network 4LD M20.0S M0.1, 1Network 5LD I0.0AN M0.1=M0.0Network 6LD I0.0AN T41TON T40, +1Network 7LD T40TON T41, +1Network 8LD M20.0=Q0.0Network 9LD M20.1=Q0.1Network 10LD M20.2=Q0.2Network 11LD M20.3=Q0.322沈陽(yáng)理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)論文4調(diào)試步進(jìn)電機(jī)的控制系統(tǒng)由可編程控制器和步進(jìn)電機(jī)功率驅(qū)動(dòng)器組成，控制系 統(tǒng)中PLC用來產(chǎn)生控制脈沖；通過PLC編程輸出一定數(shù)量的方波脈沖，控制步進(jìn) 電機(jī)的轉(zhuǎn)角；同時(shí)通過編程控制脈沖頻率。在