畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-plc霓虹燈廣告設(shè)計(jì)

1、 霓虹燈廣告設(shè)計(jì)摘 要隨著社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和開(kāi)展,各大中小城市都在進(jìn)行亮化工程。各企業(yè)為宣傳自己企業(yè)的形象和產(chǎn)品,均采用廣告手法之一:霓虹燈廣告屏來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的,本文就是介紹如何利用PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的的.霓虹燈的閃爍不能說(shuō)用人工控制，那樣不會(huì)呈現(xiàn)給人們美的視覺(jué)，而用電氣控制的話，中間使用的繼電器，會(huì)有機(jī)械磨損，而霓虹燈的閃爍時(shí)間間隔是相當(dāng)?shù)亩?，幾乎是零點(diǎn)幾秒，這樣看來(lái)使用電氣控制是不太可能了，當(dāng)然隨著一種需要必然會(huì)有一種東西的出現(xiàn)。可編程控制器簡(jiǎn)稱PLC的出現(xiàn)就解決了這個(gè)問(wèn)題，它具有它獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)來(lái)控制霓虹燈的閃爍。關(guān)鍵詞：市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，PLC，霓虹燈 目 錄 TOC o 1-3 h z

2、 u HYPERLINK l _Toc170055503 前 言 PAGEREF _Toc170055503 h 4 HYPERLINK l _Toc170055504 第1章 初步認(rèn)識(shí)霓虹燈2 HYPERLINK l _Toc170055505 MACROBUTTON AcceptAllChangesInDoc 霓虹燈的開(kāi)展史2 HYPERLINK l _Toc170055510 1.2霓虹燈的發(fā)光特點(diǎn)2 HYPERLINK l _Toc170055519 第2章 傳統(tǒng)的霓虹燈控制系統(tǒng)5 HYPERLINK l _Toc170055520 主傳動(dòng)系統(tǒng)5 HYPERLINK l _Toc170

3、055506 2傳動(dòng)關(guān)系確實(shí)定6 HYPERLINK l _Toc170055506 2.1.2各種轉(zhuǎn)速的傳動(dòng)計(jì)算6 HYPERLINK l _Toc170055506 2.1.3主傳動(dòng)系統(tǒng)圖及傳動(dòng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)8 HYPERLINK l _Toc170055506 2.1.4機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)的根本要求10 HYPERLINK l _Toc170055506 2.1.5轉(zhuǎn)速圖11 HYPERLINK l _Toc170055521 主運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選定12 HYPERLINK l _Toc170055506 2.2.1確定最低和最高轉(zhuǎn)速13 HYPERLINK l _Toc170055506 2.2.

4、2確定其他參數(shù)14 HYPERLINK l _Toc170055524 第3章 齒輪的設(shè)計(jì)15 HYPERLINK l _Toc170055525 齒輪設(shè)計(jì)的意義15 HYPERLINK l _Toc170055506 3車床齒輪的設(shè)計(jì)目的和方法15 HYPERLINK l _Toc170055506 3.1.2齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)15 HYPERLINK l _Toc170055525 3.2齒輪的失效形式以及設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么16 HYPERLINK l _Toc170055506 3.2.1齒輪的失效形式16 HYPERLINK l _Toc170055506 3.2.2齒輪的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么17 HYPE

5、RLINK l _Toc170055525 3.3齒輪的制造18 HYPERLINK l _Toc170055506 3.3.1齒輪材料18 HYPERLINK l _Toc170055506 3.3.2齒輪材料的選擇原那么19 HYPERLINK l _Toc170055506 3.3.3齒輪的具體制造方法19 HYPERLINK l _Toc170055520 3.4齒輪的強(qiáng)度計(jì)算推理方法19 HYPERLINK l _Toc170055506 齒輪的受力分析19 HYPERLINK l _Toc170055506 3.4.2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算20 HYPERLINK l _Toc170

6、055506 3.4.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算防止疲勞點(diǎn)蝕23 HYPERLINK l _Toc170055526 3.5設(shè)計(jì)車床的一對(duì)齒輪25 HYPERLINK l _Toc170055506 閉式直齒圓柱齒輪設(shè)計(jì)步驟25 HYPERLINK l _Toc170055506 3.5.2具體設(shè)計(jì)過(guò)程26 HYPERLINK l _Toc170055528 結(jié) 論31 HYPERLINK l _Toc170055529 參考文獻(xiàn)32 HYPERLINK l _Toc170055530 致謝33 前 言隨著改革的不斷深入,社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷繁榮和開(kāi)展,個(gè)大中小城市都在進(jìn)行亮化工程。各企業(yè)為宣傳

7、自己企業(yè)的形象和產(chǎn)品,均采用廣告手法之一:霓虹燈廣告屏來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目的。當(dāng)我們夜晚走在大街上,馬路兩旁各色各樣的霓虹燈廣告均可以見(jiàn)到,一種是采用霓虹燈管做成的各種形狀和多中彩色的燈管,另一種為日光等管或白熾燈管作為光源,另配大型廣告語(yǔ)或宣傳畫來(lái)到達(dá)宣傳的效果。這些燈的亮滅,閃爍時(shí)間及流動(dòng)方向等均可以通過(guò)PLC來(lái)到達(dá)控制的要求?？删幊炭刂破鱌LC：英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，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(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)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

8、戶的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。作為自動(dòng)控制裝置的核心,它具有功能強(qiáng),可靠性高等諸多優(yōu)點(diǎn),PLC實(shí)驗(yàn)裝置采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，主要模塊有可編程序控制器、編程器模塊，九種實(shí)驗(yàn)?zāi)K，按鈕、開(kāi)關(guān)輸入模塊和繼電器輸出模塊，以及四層電梯模型。該裝置可以完成各種指令系統(tǒng)訓(xùn)練以及多種控制對(duì)象的程序設(shè)計(jì)訓(xùn)練。第一章 霓虹燈概述1.1 MACROBUTTON AcceptAllChangesInDoc 霓虹燈起源及其開(kāi)展史 霓虹燈的起源 霓虹燈是由英文“氖燈，即“NEON SIGN得來(lái)的，“霓虹兩字實(shí)際上是“NEON的譯音，而現(xiàn)在人們已經(jīng)把“霓虹燈當(dāng)作專用詞運(yùn)用了。霓虹燈自19

9、10年問(wèn)世以來(lái)，歷經(jīng)百年不衰。它是一種特殊的低氣壓冷陰極輝光放電發(fā)光的電光源，而不同于其它諸如熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、水銀燈、白熾燈等弧光燈。霓虹燈是靠充入玻璃管內(nèi)的低壓惰性氣體，在高壓電場(chǎng)下冷陰極輝光放電而發(fā)光。霓虹燈的光色是由充入惰性氣體的光譜特性決定：光管型霓虹燈充入氖氣，霓虹燈發(fā)紅色光；熒光型霓虹燈充入氬氣及汞，霓虹燈發(fā)藍(lán)色、黃色等光，這兩大類霓虹燈都是靠燈管內(nèi)的工作氣體原子受激輻射發(fā)光。1.1.2 霓虹燈的開(kāi)展史霓虹燈的開(kāi)展可以追溯到英國(guó)物理學(xué)家和化學(xué)家法拉第對(duì)氣體放電的研究，電流通過(guò)含有少量正負(fù)離子的氣體時(shí)，受紫外線、宇宙射線、微量放射物質(zhì)的作用，在足夠高的外加電壓作用下運(yùn)

10、動(dòng)，并與中性氣體分子碰撞后，使中性分子發(fā)生電離，因而離子的數(shù)目倍增。電流通過(guò)氣體時(shí)還伴有發(fā)光現(xiàn)象，即所謂的輝光放電。其發(fā)光的顏色隨所充氣體的不同而不同。法拉第的理論及其在實(shí)驗(yàn)上的成就，為霓虹燈技術(shù)的開(kāi)展奠定了堅(jiān)實(shí)的根底。 霓虹燈始源于法國(guó)。當(dāng)時(shí)所用的燈體玻管的直徑為45毫米，先將玻璃管彎制成所需的文字或圖案，然后再用1只電壓為1萬(wàn)多伏的變壓器供電，使之發(fā)光。當(dāng)時(shí)，燈管兩端電極采用石墨制成，內(nèi)部充入氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w，前者會(huì)發(fā)紅光，后者發(fā)白光。由于這兩種氣體較活潑，很容易和石墨電極起化學(xué)反響，陰極濺散出的石墨很快在玻璃管內(nèi)壁形成黑色薄膜層，并大量吸收充入燈管內(nèi)的氣體，使燈管的充氣壓力很快下降，致

11、使霓虹燈的壽命很短。當(dāng)時(shí)為了解決這個(gè)問(wèn)題，特在霓虹燈管上加1個(gè)特殊的電磁閥門，并在霓虹燈使用一段時(shí)間以后再往燈內(nèi)重新補(bǔ)充一定量的氣體，但這樣做并未能在根本上克服上述缺陷。因此，這種燈不僅壽命短、制作工藝復(fù)雜，而且造價(jià)昂貴，很難普及。 在1907年至1910年期間，科學(xué)家克洛德和林德創(chuàng)造了液態(tài)空氣分餾。利用這一創(chuàng)造，在霓虹燈內(nèi)充入一定的惰性氣體，這樣就明顯減緩了氣體在燈管內(nèi)部的消耗速度，顏色也豐富了，可產(chǎn)生紅、綠、藍(lán)、黃等顏色。第二次世界大戰(zhàn)前夕，光致發(fā)光的材料被研制出來(lái)了。這種材料不僅能發(fā)出各種顏色的光，而且發(fā)光效率也高，我們稱之為熒光粉。熒光粉被應(yīng)用在霓虹燈制作中后，霓虹燈的亮度不僅有了明顯

12、提高，而且燈管的顏色也更加鮮艷奪目，變化多端，同時(shí)也簡(jiǎn)化了制燈的工藝。故在第二世界大戰(zhàn)結(jié)束后，霓虹燈得到了迅猛的開(kāi)展。 霓虹燈的發(fā)光特點(diǎn)與其他電光源相比，霓虹燈具有以下特點(diǎn)：一、高效率 霓虹燈是依靠燈光兩端電極頭在高壓電場(chǎng)下將燈管內(nèi)的惰性氣體擊燃，它不同于普通光源必須把鎢絲燒到高溫才能發(fā)光，造成大量的電能以熱能的形式被消耗掉，因此，用同樣多的電能，霓虹燈具有更高的亮度。 二、溫度低，使用不受氣候限制 霓虹燈因其冷陰極特性，工作時(shí)燈管溫度在60C以下，所以能置于露天日曬雨淋或在水中工作。同樣因其工作特性，霓虹燈光譜具有很強(qiáng)的穿透力，在雨天或霧天仍能保持較好的視覺(jué)效果。三、低能耗 在技術(shù)不斷創(chuàng)新的

13、時(shí)代，霓虹燈的制造技術(shù)及相關(guān)零部件的技術(shù)水平頁(yè)在不斷進(jìn)步。新型電極、新型電子變壓器的應(yīng)用，使霓虹燈的耗電量大大降低，由過(guò)去的每米燈管耗電56瓦降到現(xiàn)在的每米燈管耗電12瓦。 四、壽命長(zhǎng) 霓虹燈在連續(xù)工作不斷電的情況下，壽命達(dá)一萬(wàn)小時(shí)以上，這一優(yōu)勢(shì)是其他任何電光源都難以到達(dá)的。 五、制作靈活，色彩多樣 霓虹燈是由玻璃管制成，經(jīng)過(guò)燒制，玻璃管能彎曲成任意形狀，具有極大的靈活性，通過(guò)選擇不同類型的管子并充入不同的惰性氣體，霓虹燈能得到五彩繽紛、多種顏色的光。 六、動(dòng)感強(qiáng)，效果佳，經(jīng)濟(jì)實(shí)用 霓虹燈畫面由常亮的燈管及動(dòng)態(tài)發(fā)光的掃描管組成，可設(shè)置為跳動(dòng)式掃描，漸變式掃描、混色變色七種顏色掃描。掃描管由裝有

14、微電腦芯片編程的掃描機(jī)控制，掃描管按編好的程序亮或滅，組成一副副流動(dòng)的畫面，似天上彩虹、象人間銀河、更酷似一個(gè)夢(mèng)幻世界，引人入勝，使人難以忘懷。因此、霓虹燈是一種投入較少、效果強(qiáng)烈、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的廣告形式。1.3霓虹燈的主要部件1、霓虹燈管： 1以規(guī)格分：有6、7、8、9、10、12、15、18、20毫米等粗細(xì)。 2以玻璃材質(zhì)分： 鈉玻璃管或稱石灰料玻璃管這種玻璃管穩(wěn)定性差，受潮后極易變質(zhì)、泛堿風(fēng)化，牢度差易爆裂。目前在我國(guó)使用此種材 料的約占80%左右。 鉛玻璃管又稱紅丹料玻璃管其熱性能、機(jī)械性能、電性能、化學(xué)穩(wěn)定性能、真空性能和光學(xué)性能優(yōu)于鈉玻璃，其耐候性、使 用壽命大大超過(guò)鈉玻璃，目前國(guó)際上

15、通用大都是這種鉛玻璃管，我國(guó)目前使用量已達(dá)2030%左右，但凡追求質(zhì)量好的制作廠家， 用戶都選用鉛管制作霓虹燈。鉛玻璃又以含鉛量多少分為：重鉛玻璃、中鉛玻璃和輕鉛玻璃。 彩色玻璃管，這種玻璃管，在拉制玻璃管時(shí)已充入染料，生產(chǎn)出的玻璃管已呈彩色玻璃管。 3以霓虹燈管內(nèi)涂熒光粉材料分： 目前使用的多數(shù)霓虹燈管噴涂的是“普通熒光粉，這種粉價(jià)格比擬廉價(jià)，一般也能滿足各種色彩的要求。 “三基色熒光粉，也稱稀土熒光粉與普通熒光粉比擬，其亮度、色度、鮮度更佳。 4噴涂熒光粉的工藝又分水涂和膠涂二種。 水涂即用醇，酮溶濟(jì)混合熒光粉噴涂在燈管內(nèi)壁，讓其自然枯燥。 膠涂即用膠液混合熒光粉噴涂，再用烘箱烘干，其粘度

16、、牢度大大優(yōu)于水涂粉管。 目前先進(jìn)國(guó)家大都有采用三基色膠涂含鉛玻璃管制作霓虹燈，我國(guó)目前已有局部廠商使用這種霓虹燈管。 2、霓虹燈變壓器 1霓虹燈漏磁變壓器，又稱電感變壓器、鐵芯變壓器其特點(diǎn)是：可靠性好，負(fù)載燈管亮度高，光色一致，壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是比擬 笨重，目前國(guó)外及上海的戶外霓虹燈大多數(shù)采用這種變壓器。 電感變壓器的規(guī)格有：3KV、6KV、9KV、12KV、15KV、18KV。 2電子變壓器也稱高頻冷啟動(dòng)管形放電燈電子轉(zhuǎn)換器或霓虹燈電源其優(yōu)點(diǎn)是：重量輕、制造方便、節(jié)約金屬材料， 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)電子變壓器質(zhì)量穩(wěn)定，有一定規(guī)模，其中有的企業(yè)還批量出口。但有不少單位生產(chǎn)的電子變壓器亮度達(dá)不到應(yīng)有亮度，

17、在 室外使用就有點(diǎn)相形見(jiàn)絀。 電子變壓器又分直流和交流二種，直流電子變壓器由于單向?qū)ㄍ鶗?huì)產(chǎn)生燈管一頭亮一頭暗的情況。又因電子變壓器輸出頻率會(huì)受到 負(fù)載燈管長(zhǎng)度的影響，在同幅霓虹燈中，由于每筆燈管長(zhǎng)短不一也會(huì)產(chǎn)生燈色不勻等現(xiàn)象。有些生產(chǎn)廠家為了降低本錢，不愿采用高質(zhì) 量高 品質(zhì)的電器元件，而且加工工藝簡(jiǎn)陋，故可靠性差，壽命短。 電子變壓器的規(guī)格有：40W、60W、80W、100W等規(guī)格，也有稱4米機(jī)、6米機(jī)、8米機(jī)、10米機(jī)、12米機(jī)等。 要真正生產(chǎn)符合霓虹燈使用要求的電子變壓器也是可以做到的，但其價(jià)格就會(huì)接近電感變壓器的價(jià)格，為了低價(jià)競(jìng)銷，獲取市場(chǎng)份額， 一些廠商犧牲霓虹燈的亮度、可靠性、

18、壽命來(lái)獲得市場(chǎng)利潤(rùn)。 3、程序控制器分：1普通式電子程序控制器： 2漸變式電子程序控制器： 4、霓虹燈高壓線分： 1普通高壓線，即塑料高壓線，這種高壓線價(jià)格廉價(jià)，但塑料容易老化，室外使用不久塑料就要老化引起拉火等，平安性較差。2硅橡膠絕緣高壓線，是目前較理想的霓虹燈連接線，平安性強(qiáng)，可靠性好。 以上介紹的是組成霓虹燈的主要另部件，從上可以知道，霓虹燈與其他商品一樣，品種、規(guī)格、質(zhì)量?jī)?yōu)劣區(qū)別很大。 用戶在選擇霓虹燈制作單位時(shí)，也要了解他們的制作實(shí)力，加工工藝和售后效勞是否到位，但凡較大的霓虹燈工程，都應(yīng)要制作單位 詳細(xì)報(bào)價(jià)，進(jìn)行核實(shí)，如有條件，應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行驗(yàn)收，不要只看總價(jià)廉價(jià)，更要看他們提

19、供應(yīng)用戶的是什么樣的質(zhì)量和效勞。第二章 霓虹燈的工作原理及制作工藝2.1 MACROBUTTON AcceptAllChangesInDoc 霓虹燈的工作原理當(dāng)外電源電路接通后，變壓器輸出端就會(huì)產(chǎn)生幾千伏甚至上萬(wàn)伏的高壓。當(dāng)這一高壓加到霓虹燈管兩端電極上時(shí)，霓虹燈管內(nèi)的帶電粒子在高壓電場(chǎng)中被加速并飛向電極，能激發(fā)產(chǎn)生大量的電子。這些激發(fā)出來(lái)的電子，在高電壓電場(chǎng)中被加速，并與燈管內(nèi)的氣體原子發(fā)生碰撞。當(dāng)這些電子碰撞游離氣體原子的能量足夠大時(shí)，就能使氣體原子發(fā)生電離而成為正離子和電子，這就是氣體的電離現(xiàn)象。帶電粒子與氣體原子之間的碰撞，多余的能量就以光子的形式發(fā)射出來(lái)，這就完成了霓虹燈的發(fā)光點(diǎn)亮的

20、整個(gè)過(guò)程。2.2 霓虹燈的制作工藝霓虹燈在制作工藝上，不管是明管、粉管還是彩管，其制作工藝根本相同，它們都需經(jīng)過(guò)玻管成型、封接電極、轟擊去氣、充惰性氣體、封排氣孔老煉等工藝。 玻管成型即制作人員沿著圖案或文字的輪廓經(jīng)過(guò)專用火頭，將直玻璃管燒、烤、彎成圖案或文字的過(guò)程，制作人員水平的上下可憑肉眼看的出來(lái)，水平低的人員制成的燈管易出現(xiàn)轉(zhuǎn)彎處凹凸不平、太厚或太薄、內(nèi)側(cè)皺折、偏歪不成平面等。 封接電極即將彎成型的燈管經(jīng)過(guò)火頭接上電極和排氣孔的過(guò)程，接口不得太薄或太厚，接口處須完全燒融，否那么易出現(xiàn)慢漏氣。 轟擊去氣制作霓虹燈的關(guān)鍵。是通過(guò)高壓電轟擊電極，加熱電極燃燒燈管電極內(nèi)肉眼看不見(jiàn)的水蒸氣、塵土、

21、油質(zhì)等物質(zhì)，排掉這些有害物質(zhì)，將玻管抽成真空的過(guò)程。轟擊去氣的溫度達(dá)不到，上述有害物質(zhì)會(huì)除不徹底，直接影響燈管的質(zhì)量。轟擊去氣的溫度過(guò)高會(huì)引起電極過(guò)度氧化，使其外表產(chǎn)生氧化層，引起燈管質(zhì)量下降。轟擊去氣徹底的玻管充入適當(dāng)隋性氣體，經(jīng)過(guò)老練，即完成霓虹燈制作過(guò)程。第三章 PLC概述3.1 PLC的定義PLC可編程序控制器：PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是: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(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)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

22、通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。DCS集散系統(tǒng)：DCS英文全稱 DISTRIBUTED CONTROL SYSTEM ,中文全稱為集散型控制系統(tǒng)。DCS可以解釋為在模擬量回路控制較多的行業(yè)中廣泛使用的，盡量將控制所造成的危險(xiǎn)性分散,而將管理和顯示功能集中的一種自動(dòng)化高技術(shù)產(chǎn)品。DCS一般由五部份組成：1 控制器、2 I/O板、3 操作站、4 通訊網(wǎng)絡(luò)、5 圖形及遍程軟件。3.2 PLC的開(kāi)展歷程在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)上，這些功能是通過(guò)氣動(dòng)或電氣控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的

23、。1968年美國(guó)GM通用汽車公司提出取代繼電氣控制裝置的要求，第二年，美國(guó)數(shù)字公司研制出了基于集成電路和電子技術(shù)的控制裝置，首次采用程序化的手段應(yīng)用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱Programmable ControllerPC。個(gè)人計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱PC開(kāi)展起來(lái)后，為了方便，也為了反映可編程控制器的功能特點(diǎn)，可編程序控制器定名為Programmable Logic ControllerPLC，現(xiàn)在，仍常常將PLC簡(jiǎn)稱PC。PLC的定義有許多種。國(guó)際電工委員會(huì)IEC對(duì)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(lái)在其內(nèi)部存

24、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(guò)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(guò)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)。上世紀(jì)80年代至90年代中期，是PLC開(kāi)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為3040%。在這時(shí)期，PLC在處理模擬量能力、數(shù)字運(yùn)算能力、人機(jī)接口能力和網(wǎng)絡(luò)能力得到大幅度提高，PLC逐漸進(jìn)入過(guò)程控制領(lǐng)域，在某些應(yīng)用上取代了在過(guò)程控制領(lǐng)域處于統(tǒng)治地位的DCS系統(tǒng)。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(jiǎn)單等特點(diǎn)。PLC在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位，

25、在可預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，是無(wú)法取代的。3.3 PLC的構(gòu)成從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式模塊式兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)那么組合配置：1CPU的構(gòu)成CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個(gè)CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的存放器中，同時(shí)，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存貯器

26、中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、存放器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。在使用者看來(lái)，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對(duì)各局部的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。存放器參與運(yùn)算，并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們

27、決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。2I/O模塊PLC與電氣回路的接口，是通過(guò)輸入輸出局部I/O完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開(kāi)關(guān)量輸入DI，開(kāi)關(guān)量輸出DO，模擬量輸入AI，模擬量輸出AO等模塊。開(kāi)關(guān)量是指只有開(kāi)和關(guān)或1和0兩種狀態(tài)的信號(hào)，模擬量是指連續(xù)變化的量。常用的I/O分類如下：開(kāi)關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型4-20m

28、A,0-20mA、電壓型0-10V,0-5V,-10-10V等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用I/O外，還有特殊I/O模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的根本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。3電源模塊PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源220VAC或110 VAC，直流電源常用的為24VDC。4底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底

29、板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。5PLC系統(tǒng)的其它設(shè)備：(1) 編程設(shè)備：編程器是PLC開(kāi)發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)運(yùn)行編程軟件充當(dāng)編程器。(2) 人機(jī)界面：最簡(jiǎn)單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕，目前液晶屏或觸摸屏式的一體式操作員終端應(yīng)用越來(lái)越廣泛，由計(jì)算機(jī)運(yùn)行組態(tài)軟件充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。(3) 輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打

30、印機(jī)等。3.4 PLC的特點(diǎn)為適應(yīng)工業(yè)環(huán)境使用，與一般控制裝置相比擬，PLC機(jī)有以下特點(diǎn)：1可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求： 平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng)。 故障修復(fù)時(shí)間平均修復(fù)時(shí)間短。任何電子設(shè)備產(chǎn)生的故障，通常為兩種： 偶發(fā)性故障。由于外界惡劣環(huán)境如電磁干擾、超高溫、超低溫、過(guò)電壓、欠電壓、振動(dòng)等引起的故障。這類故障，只要不引起系統(tǒng)部件的損壞，一旦環(huán)境條件恢復(fù)正常，系統(tǒng)也隨之恢復(fù)正常。但對(duì)PLC而言，受外界影響后，內(nèi)部存儲(chǔ)的信息可能被破壞。 永久性故障。由于元器件不可恢復(fù)的破壞而引起的故障。如果能限制偶發(fā)性故障的發(fā)生條件，如果能使PLC在惡劣環(huán)境中不受影響或能把影響的后果限制在

31、最小范圍，使PLC在惡劣條件消失后自動(dòng)恢復(fù)正常，這樣就能提高平均故障間隔時(shí)間；如果能在PLC上增加一些診斷措施和適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)手段，在永久性故障出現(xiàn)時(shí)，能很快查出故障發(fā)生點(diǎn)，并將故障限制在局部，就能降低PLC的平均修復(fù)時(shí)間。為此，各PLC的生產(chǎn)廠商在硬件和軟件方面采取了多種措施，使PLC除了本身具有較強(qiáng)的自診斷能力，能及時(shí)給出出錯(cuò)信息，停止運(yùn)行等待修復(fù)外，還使PLC具有了很強(qiáng)的抗干擾能力。硬件措施：主要模塊均采用大規(guī)模或超大規(guī)模集成電路，大量開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成，I/O系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路。屏蔽對(duì)電源變壓器、CPU、編程器等主要部件，采用導(dǎo)電、導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽，

32、以防外界干擾。濾波對(duì)供電系統(tǒng)及輸入線路采用多種形式的濾波，如LC或型濾波網(wǎng)絡(luò)，以消除或抑制高頻干擾，也削弱了各種模塊之間的相互影響。電源調(diào)整與保護(hù)對(duì)微處理器這個(gè)核心部件所需的+5V電源，采用多級(jí)濾波，并用集成電壓調(diào)整器進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)交流電網(wǎng)的波動(dòng)和過(guò)電壓、欠電壓的影響。 隔離在微處理器與I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效地隔離I/O接口與CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各I/O口之間亦彼此隔離。 采用模塊式結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)有助于在故障情況下短時(shí)修復(fù)。一旦查出某一模塊出現(xiàn)故障，能迅速更換，使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作；同時(shí)也有助于加快查找故障原因。軟件措施：有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。 故障檢測(cè)軟件定

33、期地檢測(cè)外界環(huán)境，如掉電、欠電壓、鋰電池電壓過(guò)低及強(qiáng)干擾信號(hào)等。以便及時(shí)進(jìn)行處理。 信息保護(hù)與恢復(fù)當(dāng)偶發(fā)性故障條件出現(xiàn)時(shí)，不破壞PLC內(nèi)部的信息。一旦故障條件消失，就可恢復(fù)正常，繼續(xù)原來(lái)的程序工作。所以，PLC在檢測(cè)到故障條件時(shí)，立即把現(xiàn)狀態(tài)存入存儲(chǔ)器，軟件配合對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行封閉，禁止對(duì)存儲(chǔ)器的任何操作，以防存儲(chǔ)信息被沖掉。 設(shè)置警戒時(shí)鐘WDT看門狗如果程序每循環(huán)執(zhí)行時(shí)間超過(guò)了WDT規(guī)定的時(shí)間，預(yù)示了程序進(jìn)入死循環(huán)，立即報(bào)警。 加強(qiáng)對(duì)程序的檢查和校驗(yàn)一旦程序有錯(cuò)，立即報(bào)警，并停止執(zhí)行。 對(duì)程序及動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行電池后備停電后，利用后備電池供電，有關(guān)狀態(tài)及信息就不會(huì)喪失。PLC的出廠試驗(yàn)工程中，有一項(xiàng)

34、就是抗干擾試驗(yàn)。它要求能承受幅值為1000V，上升時(shí)間1ns，脈沖寬度為1的干擾脈沖。一般，平均故障間隔時(shí)間可達(dá)幾十萬(wàn)上千萬(wàn)小時(shí)；制成系統(tǒng)亦可達(dá)45萬(wàn)小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間。2通用性強(qiáng)，控制程序可變，使用方便PLC品種齊全的各種硬件裝置，可以組成能滿足各種要求的控制系統(tǒng)，用戶不必自己再設(shè)計(jì)和制作硬件裝置。用戶在硬件確定以后，在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變PLC的硬設(shè)備，只需改編程序就可以滿足要求。因此，PLC除應(yīng)用于單機(jī)控制外，在工廠自動(dòng)化中也被大量采用。3功能強(qiáng)，適應(yīng)面廣現(xiàn)代PLC不僅有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制等功能，還具有數(shù)字和模擬量的輸入輸出、功率驅(qū)動(dòng)、通信、人機(jī)對(duì)話

35、、自檢、記錄顯示等功能。既可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，又可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。4編程簡(jiǎn)單，容易掌握目前，大多數(shù)PLC仍采用繼電控制形式的“梯形圖編程方式。既繼承了傳統(tǒng)控制線路的清晰直觀，又考慮到大多數(shù)工廠企業(yè)電氣技術(shù)人員的讀圖習(xí)慣及編程水平，所以非常容易接受和掌握。梯形圖語(yǔ)言的編程元件的符號(hào)和表達(dá)方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。通過(guò)閱讀PLC的用戶手冊(cè)或短期培訓(xùn)，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人很快就能學(xué)會(huì)用梯形圖編制控制程序。同時(shí)還提供了功能圖、語(yǔ)句表等編程語(yǔ)言。PLC在執(zhí)行梯形圖程序時(shí)，用解釋程序?qū)⑺g成匯編語(yǔ)言然后執(zhí)行PLC內(nèi)部增加了解釋程序。與直接執(zhí)行匯編語(yǔ)言編寫的用戶程序相比，執(zhí)行梯形

36、圖程序的時(shí)間要長(zhǎng)一些，但對(duì)于大多數(shù)機(jī)電控制設(shè)備來(lái)說(shuō)，是微缺乏道的，完全可以滿足控制要求。5減少了控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及施工的工作量由于PLC采用了軟件來(lái)取代繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，控制柜的設(shè)計(jì)安裝接線工作量大為減少。同時(shí)，PLC的用戶程序可以在實(shí)驗(yàn)室模擬調(diào)試，更減少了現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試工作量。并且，由于PLC的低故障率及很強(qiáng)的監(jiān)視功能，模塊化等等，使維修也極為方便。6體積小、重量輕、功耗低、維護(hù)方便PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備的產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)緊湊，鞏固，體積小，重量輕，功耗低。并且由于PLC的強(qiáng)抗干擾能力，易于裝入設(shè)備內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。PLC產(chǎn)品種

37、類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)PLC的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。3.5 PLC的分類3.5.1 按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。1 整體式PLC 整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的根本單元又稱主機(jī)和擴(kuò)展單元組成。根本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，沒(méi)有CPU。根本單元和擴(kuò)

38、展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。2 模塊式PLC 模塊式PLC是將PLC各組成局部，分別作成假設(shè)干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊有的含在CPU模塊中以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，構(gòu)成所謂疊裝式PLC。疊裝式PLC其CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之

39、間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。3.5.2 按功能分類根據(jù)PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。1 低檔PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等根本功能，還可有少量模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比擬、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。2 中檔PLC 除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比擬、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。3 高檔PLC除具有中

40、檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過(guò)程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。3.5.3按I/O點(diǎn)數(shù)分類根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。(1) 小型PLCI/O點(diǎn)數(shù) 2048點(diǎn)；多CPU，16位、32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量816K。如：S7-400 德國(guó)西門子公司GE- GE公司C-2000 歐姆龍公司K3 三菱公司等3.6 PLC的應(yīng)用目前，在國(guó)內(nèi)外PLC已廣泛應(yīng)用冶金、石油、化工、建材、機(jī)械制造、電力、汽車、輕工、環(huán)保

41、及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，隨著PLC性能價(jià)格比的不斷提高，其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大。從應(yīng)用類型看，PLC的應(yīng)用大致可歸納為以下幾個(gè)方面：1開(kāi)關(guān)量邏輯控制利用PLC最根本的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能實(shí)現(xiàn)邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制，用于單機(jī)控制、多機(jī)群控制、生產(chǎn)自動(dòng)線控制等，例如：機(jī)床、注塑機(jī)、印刷機(jī)械、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。這是PLC最根本的應(yīng)用，也是PLC最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。2運(yùn)動(dòng)控制大多數(shù)PLC都有拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。這一功能廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備，如對(duì)各種機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人等進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。3過(guò)程控制大、中型PLC都具有多路模擬量I/O模塊和PID控

42、制功能，有的小型PLC也具有模擬量輸入輸出。所以PLC可實(shí)現(xiàn)模擬量控制，而且具有PID控制功能的PLC可構(gòu)成閉環(huán)控制，用于過(guò)程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐、反響堆、水處理、釀酒以及閉環(huán)位置控制和速度控制等方面。4數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代的PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表等功能，可進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集、分析和處理，同時(shí)可通過(guò)通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置，如計(jì)算機(jī)數(shù)值控制CNC設(shè)備，進(jìn)行處理。5通信聯(lián)網(wǎng)PLC的通信包括PLC與PLC、PLC與上位計(jì)算機(jī)、PLC與其它智能設(shè)備之間的通信，PLC系統(tǒng)與通用計(jì)算機(jī)可直接或通過(guò)通信處理單元、通信轉(zhuǎn)換單元相連構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，以實(shí)現(xiàn)信息的交換，并可構(gòu)成“集中管

43、理、分散控制的多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，滿足工廠自動(dòng)化FA系統(tǒng)開(kāi)展的需要。第四章 PLC的指令及編程4.1 PLC的指令歐姆龍C系列P型機(jī)可編程序控制器的指令分為兩大類：根本指令和專用功能指令。根本指令是指直接對(duì)輸入、輸出點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)單操作的指令，它包括邏輯操作“與、“或、“非等指令和輸出指令等，在編程器的鍵盤上設(shè)有與根本指令的符號(hào)和助記符相同的鍵，輸入根本指令時(shí)，只要按下對(duì)應(yīng)的鍵即可。專用功能指令也稱特殊指令，它包括數(shù)據(jù)處理、運(yùn)算和程序控制等指令。由于專用指令很豐富，在編程器上沒(méi)有對(duì)應(yīng)的鍵盤。為了便于在編程器上輸入程序，為每一條專用指定了一個(gè)功能代碼兩位數(shù)字，書(shū)寫時(shí)用圓括號(hào)括起來(lái)，放在專用指令的助記符

44、后面。在編程輸入專用指令時(shí)，先按“FUN鍵，再按功能代碼即可。4.1.1 根本指令1、LD 指令LD指令的格式、邏輯符號(hào)、功能和編程操作見(jiàn)表1。表1表1中的B為指定繼電器的編號(hào)；LD指令的功能：LD指令是動(dòng)合觸點(diǎn)與母線連接指令，也稱為裝載或起始指令，每一個(gè)程序的開(kāi)始都要使用它。2、LD-NOT指令：是動(dòng)斷觸點(diǎn)與母線連接指令，與LD指令功能上不同之處在于使用動(dòng)斷觸點(diǎn)。3、AND指令：是串聯(lián)動(dòng)合觸點(diǎn)指令。4、AND-NOT指令：是串聯(lián)動(dòng)斷觸點(diǎn)的指令。5、OR指令：是并聯(lián)動(dòng)合觸點(diǎn)的指令。6、OR-NOT指令：是并聯(lián)動(dòng)斷觸點(diǎn)的指令。7、OUT指令：是輸出邏輯運(yùn)算結(jié)果的指令，它將邏輯運(yùn)算的結(jié)果輸出到一個(gè)

45、指定的繼電器。8、OUT-NOT指令：是輸出取反后的邏輯運(yùn)算，它是將邏輯運(yùn)算的結(jié)果取反，輸出到一個(gè)指定的繼電器。9、AND-LD指令：是兩個(gè)觸點(diǎn)組串聯(lián)連接指令。10、OR-LD指令：是兩個(gè)觸點(diǎn)組并聯(lián)連接指令。11、TIM指令TIM指令的格式、邏輯符號(hào)、功能和邏輯操作見(jiàn)表2表2表2中邏輯符號(hào)說(shuō)明如下：N：定時(shí)器的編號(hào)，其數(shù)值范圍是0047。SV：所需定時(shí)的設(shè)定值，也可以是輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部輔助繼電器、保持繼電器通道中的內(nèi)容。TIM指令的功能：TIM指令按延時(shí)設(shè)定值進(jìn)行延時(shí)操作，即接通延時(shí)定時(shí)指令。當(dāng)定時(shí)器的輸入接通時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)設(shè)定時(shí)間后，定時(shí)器的觸點(diǎn)動(dòng)作。12、CNT指令：按設(shè)定值

46、進(jìn)行計(jì)數(shù)操作，即預(yù)置計(jì)數(shù)指令。當(dāng)計(jì)數(shù)器的輸入接通時(shí)，開(kāi)始計(jì)數(shù)，經(jīng)過(guò)設(shè)定數(shù)值后計(jì)數(shù)器為ON計(jì)數(shù)器觸點(diǎn)動(dòng)作。4.1.2 專用功能指令1、END指令：是結(jié)束程序指令，用于全部指令的最后一行。 使用END指令應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：END指令總是作為程序的最后一條指令。假設(shè)程序結(jié)尾沒(méi)有該指令，在運(yùn)行或監(jiān)視程序時(shí)，顯示器將顯示“ON END INST錯(cuò)誤信息。2、IL指令：是分支指令，在分支處形成新母線。它使程序編制方便，圖形直觀。IL與ILC指令成對(duì)使用。3、ILC指令：分支結(jié)束指令，在分支處返回。4、JMP指令：不執(zhí)行某段指令，即跳轉(zhuǎn)指令。5、JNE指令：跳轉(zhuǎn)結(jié)束指令。6、SFT指令：移位指令。7、KEE

47、P指令：保持指令，相當(dāng)于一個(gè)自鎖繼電器，即具有繼電器自保功能。它可以將短信號(hào)變成長(zhǎng)信號(hào)。8、CNTR指令：環(huán)形計(jì)數(shù)器，可逆計(jì)數(shù)。4.2 PLC的編程.1 PLC的編程語(yǔ)言克編程控制器程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言:在可編程控制器中有多種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言,它們是梯形圖語(yǔ)言、布爾助記符語(yǔ)言功能表圖語(yǔ)言功能模塊圖語(yǔ)言及結(jié)構(gòu)化語(yǔ)句描述語(yǔ)言等。梯形圖語(yǔ)言和布爾助記符語(yǔ)言是根本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡(jiǎn)單的控制功能，例如，代替繼電器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器完成順序控制和邏輯控制等，通過(guò)擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集，它們也能執(zhí)行其它的根本操作。功能表圖語(yǔ)言和語(yǔ)句描述語(yǔ)言是高級(jí)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更

48、有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱和其他根本程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言無(wú)法完成的功能。功能模塊圖語(yǔ)言采用功能模塊圖的形式，通過(guò)軟連接的方式完成常用的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是：梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言語(yǔ)句表)。梯形圖Ladder Diagram程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是用梯形圖的圖形符號(hào)來(lái)描述程序的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。采用梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，即程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言采用因果關(guān)系來(lái)描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果，每個(gè)梯級(jí)是一個(gè)因果關(guān)系。在梯級(jí)中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是最常用的一種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。它來(lái)源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。在工業(yè)過(guò)程控制領(lǐng)域，電

49、氣技術(shù)人員對(duì)繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術(shù)開(kāi)展而來(lái)的梯形圖受到了歡送，并得到了廣泛的應(yīng)用。梯形圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：(1)與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；(2)與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致，對(duì)電氣技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，易于撐握和學(xué)習(xí)；(3)與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流Power Flow不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，因此，應(yīng)用時(shí)，需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對(duì)待；(4)與布爾助記符程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查。.2 PLC程序設(shè)計(jì)的根底規(guī)那么PLC的程序設(shè)計(jì)是用戶以PLC指令的

50、功能為根底，根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)的控制要求，編制PLC的應(yīng)用程序。1、梯形圖的編程規(guī)那么梯形圖中的各軟繼電器必須是所用機(jī)器允許范圍內(nèi)的軟繼電器，各軟繼電器的軟觸點(diǎn)可以無(wú)限次使用，不受數(shù)量的限制。每個(gè)梯級(jí)都是從左母線開(kāi)始，到右母線結(jié)束。各梯級(jí)中，所有的觸點(diǎn)只能接在軟繼電器線圈的左邊，而不能與右母線直接相連。軟繼電器線圈只能接在右母線上，而且不能直接接在左母線上。觸點(diǎn)一般應(yīng)畫在水平線上，不能畫在垂直線上。多條支路并聯(lián)時(shí)，串連觸點(diǎn)多的支路應(yīng)畫在該并聯(lián)電路的上部。多個(gè)并聯(lián)電路串連時(shí)，并聯(lián)觸點(diǎn)多的電路應(yīng)畫在該串連電路的左部。這樣編程可以減少用戶程序的步數(shù)，從而縮短程序掃描時(shí)間。梯形圖必須符合從左到右、從上到下的

51、順序執(zhí)行原那么。對(duì)于不符合此原那么的電路，不能直接編程，必須按其邏輯功能進(jìn)行等效變換，如圖2所示。圖2 a不能直接編程的電路 b變換后的可編程電路2、語(yǔ)句表的編程規(guī)那么語(yǔ)句表編程與梯形圖編程，兩者相互對(duì)立，并可以相互轉(zhuǎn)換。語(yǔ)句表也必須符合順序執(zhí)行原那么。語(yǔ)句表是按語(yǔ)句排列順序步序編程的，語(yǔ)句的順序與控制邏輯有密切關(guān)系，不能隨意顛倒、插入或刪除，以免引起程序錯(cuò)誤或控制邏輯錯(cuò)誤。3 語(yǔ)句表中各語(yǔ)句的操作數(shù)操作元件號(hào)必須是所用機(jī)器允許范圍內(nèi)的參數(shù)，否那么將引起程序出錯(cuò)。4 語(yǔ)句表的步序號(hào)應(yīng)從用戶存儲(chǔ)器的起始地址開(kāi)始，連續(xù)不斷地編制。.3 PLC程序設(shè)計(jì)的一般步驟及方法1分析被控對(duì)象的工藝過(guò)程和系統(tǒng)的

52、控制要求，明確動(dòng)作的順序和條件，畫出控制系統(tǒng)流程圖活狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。如果控制系統(tǒng)較簡(jiǎn)單，可省略這一步。2有的現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和輸出控制對(duì)象分別列出，并按PLC內(nèi)部可編程元件號(hào)的范圍，給每個(gè)輸入和輸出分配一個(gè)確定的I/O端編號(hào)，編制出PLC的I/O端的分配表，或繪制出PLC的I/O接線圖。3設(shè)計(jì)梯形圖，編寫指令語(yǔ)句表。4編程器將程序鍵入到PLC的用戶存儲(chǔ)器中，并調(diào)試程序，直到到達(dá)系統(tǒng)的控制要求為止。第五章 用PLC控制霓虹燈的實(shí)例5.1 流程圖用PLC控制霓虹燈字的明滅，具體要求如下：1、廣告字1亮，1秒后熄滅；2、廣告字2亮，1秒后熄滅；3、廣告字3亮，1秒后熄滅；4、廣告字4亮，1秒后熄滅；5、廣告

53、字5亮，1秒后熄滅；6、廣告字1亮，等待1秒；7、廣告字2亮，同時(shí)保持前字亮，等待1秒；8、廣告字3亮，同時(shí)保持前字亮，等待1秒；9、廣告字4亮，同時(shí)保持前字亮，等待1秒；10、廣告字5亮，同時(shí)保持前字亮，等待2秒；11、五個(gè)廣告字全部熄滅，等待3秒；12、五個(gè)廣告字全亮，等待3秒；13、五個(gè)廣告字全部熄滅，等待3秒；14、五個(gè)廣告字全亮，等待5秒；15、五個(gè)廣告字全部熄滅，等待3秒。16、重復(fù)過(guò)程115。根據(jù)上述要求做出流程圖見(jiàn)圖3圖35.2 I/O分配及接口圖、原理圖一、I/O分配表見(jiàn)圖4及PLC類型的選擇 PLC類型的選擇：首先考慮，I/O點(diǎn)數(shù)的多少：準(zhǔn)確把統(tǒng)計(jì)出被控設(shè)備的輸入，輸出點(diǎn)數(shù)

54、的總需要量是PLC選形的根底。將輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)詳細(xì)列出。然后再實(shí)際統(tǒng)計(jì)出I/O點(diǎn)總數(shù)的根底上再15%-20%的備用量，以便今后調(diào)整和擴(kuò)充。多數(shù)小型PLC是整體式結(jié)構(gòu)，除了按點(diǎn)數(shù)分成一些檔次如32點(diǎn)，48點(diǎn)，64點(diǎn)，80點(diǎn)外，還有其他多種模塊擴(kuò)展單元。這里選用最常用的歐姆龍C系列P型機(jī)，為了以后的進(jìn)一步改造以及及時(shí)替換損壞的端口，應(yīng)選用C28P-CDR-A的PLC。它的根本特點(diǎn)如下：?jiǎn)卧Q：C28P CPU電源電壓：AC100-240V輸入：DC24V,16點(diǎn)輸出：繼電器2A,12點(diǎn)圖4二、根據(jù)流程圖及I/O表畫出接口電路圖見(jiàn)圖5、原理圖見(jiàn)圖6：圖5由接口圖可知：輸入端 ： 24V直流電； 啟

55、動(dòng)按鈕、停止按鈕； 外部220V電源； 輸出端： 五個(gè)發(fā)光字的中間繼電器KA1、KA2、KA3、KA4及KA5; PLC電源可以為110V或220V等等。圖6由原理圖可知：五個(gè)中間繼電器分別和五個(gè)發(fā)光字“北、京、歡、迎、您相連接。一旦閉合啟動(dòng)按鈕，五個(gè)中間繼電器通電吸合，那么與繼電器相對(duì)應(yīng)的五個(gè)發(fā)光字按設(shè)定的流程開(kāi)始工作。5.3 梯形圖根據(jù)流程圖和接口線路圖畫出梯形圖見(jiàn)圖7。圖75.4指令表將梯形圖圖7轉(zhuǎn)換成指令表形式。1. LD-NOT 00002. LD 22223. AND TIM144. LD 00015. OR-LD6. LD 02017. OR-LD8. AND-NOT 02029

56、. TIM 00 #001010. OUT 020111. LD 020112. AND TIM0013. LD 020214. OR-LD15. AND-NOT 020316. TIM 01 #001017. OUT 020218. LD 020219. AND TIM0120. LD 020321. OR-LD22. AND-NOT 020423. TIM 02 #001024. OUT 020325. LD 020326. AND TIM0227. LD 020428. OR-LD29. AND-NOT 020530. TIM 03 #001031. OUT 020432. LD 020

57、433. AND TIM0334. LD 020535. OR-LD36. AND-NOT 020637. TIM 04 #001038. OUT 020539. LD 020540. AND TIM0441. LD 020642. OR-LD43. AND-NOT 021344. TIM 05 #001045. OUT 020646. LD 020647. AND TIM0548. LD 020749. OR-LD50. AND-NOT 021351. TIM 06 #001052. OUT 020753. LD 020754. AND TIM0655. LD 021056. OR-LD57

58、. AND-NOT 021358. TIM 07 #001059. OUT 021060. LD 021061. AND TIM0762. LD 021163. OR-LD64. AND-NOT 021365. TIM 08 #001066. OUT 021167. LD 021168. AND TIM0869. LD 021270. OR-LD71. AND-NOT 021372. TIM 09 #002073. OUT 021274. LD 021275. AND TIM0976. LD 021377. OR-LD78. AND-NOT 021479. TIM 10 #003080. OU

59、T 021381. LD 021382. AND TIM1083. LD 021484. OR-LD85. AND-NOT 021586. TIM 11 #003087. OUT 021488. LD 021489. AND TIM1190. LD 021591. OR-LD92. AND-NOT 022093. TIM 12 #003094. OUT 021595. LD 021596. AND TIM1297. LD 022098. OR-LD 99. AND-NOT 0221100. TIM 13 #0050101. OUT 0220102. LD 0220103. AND TIM131

60、04. LD 0221105. OR-LD 106. AND-NOT 0222107. TIM 14 #0030108. OUT 0221109. LD 0201110. LD 0206111. OR-LD112. LD 0207113. OR-LD114. LD 0210115. OR-LD116. LD 0211117. OR-LD118. LD 0212119. OR-LD120. LD 0214121. OR-LD122. LD 0220123. OR-LD124. OUT 0500125. LD 0202126. LD 0207127. OR-LD128. LD 0210129. O