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潯之漫 智控技術(shù)有限公司  上海詩(shī)慕自動(dòng)化設(shè)備有限公司
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PLC編程軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等，主要用于管理全機(jī)、將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，診斷機(jī)器故障。PLC編程軟件系統(tǒng)由PLC廠家提供并已固化在EPROM中，不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)控制要求，用PLC的程序語(yǔ)言編制的應(yīng)用程序(也就是邏輯控制)用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制。

標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)言梯形圖語(yǔ)言是常用的一種語(yǔ)言，它有以下特點(diǎn)：

梯形圖中接點(diǎn)(觸點(diǎn))只有常開(kāi)和常閉，接點(diǎn)可以是PLC輸入點(diǎn)接的開(kāi)關(guān)也可以是PLC內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。

可編程自動(dòng)化控制器（PAC）與PLC的區(qū)別和聯(lián)系

可編程自動(dòng)化控制器（PAC）作為新一代的工業(yè)控制器，代表著可編程自動(dòng)化控制發(fā)展的未來(lái)。在可以預(yù)見(jiàn)的幾年內(nèi)，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)性、開(kāi)放性、可互操作性、可移植性的要求將是用戶至為關(guān)心的自動(dòng)化產(chǎn)品的重要特征，作為融匯了PC和PLC優(yōu)點(diǎn)的PAC系統(tǒng)必將逐步取代PLC系統(tǒng)成為控制系統(tǒng)的主流產(chǎn)品，在工業(yè)自動(dòng)化控制中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。

PLC的性能倚賴于的硬件，PLC的應(yīng)用程序是依靠的硬件芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)的，對(duì)于PLC的功能的改進(jìn)，如增加運(yùn)動(dòng)控制、過(guò)程控制或通訊功能，都需要使用不同的硬件。即使對(duì)于同一PLC廠家，這種的硬件很難移植到不同性能的PLC中。而且傳統(tǒng)的PLC廠家的硬件結(jié)構(gòu)體系都是專有的設(shè)計(jì)，甚至于處理器芯片都是的，這樣就導(dǎo)致了隨著PLC功能需求的不斷提高，PLC的硬件體系變得越來(lái)越復(fù)雜。而且，由于硬件的非通用性會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的功能前景和開(kāi)放性受到很大的限制。另外，PLC 的操作系統(tǒng)通常都是各PLC廠家的操作系統(tǒng)，與目前流行的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)不兼容。由于是的操作系統(tǒng)，其實(shí)時(shí)可靠性與功能都無(wú)法與通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)相比，這就導(dǎo)致了PLC的整體性能的性和封閉性。

PAC的輕便控制引擎是非常杰出的。PAC設(shè)計(jì)了一個(gè)通用的、軟件形式的控制引擎用于應(yīng)用程序的執(zhí)行，控制引擎在實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)與應(yīng)用程序之間，這個(gè)控制引擎與硬件平臺(tái)無(wú)關(guān)，可以在不同平臺(tái)的PAC系統(tǒng)間移植。因此對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，同樣的應(yīng)用程序不需根據(jù)系統(tǒng)的功能需求和投資預(yù)算選擇不同性能的PAC平臺(tái)。這樣，根據(jù)用戶需要的迅速擴(kuò)展和變化，用戶的系統(tǒng)和程序無(wú)需變化，即可無(wú)縫移植。PAC的操作系統(tǒng)采用通用的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，如GE Fanuc的PACSystems系列產(chǎn)品即采用通用的、成熟的WindRiver公司的VxWorks實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，其可靠性已經(jīng)得到 大量的應(yīng)用的證實(shí)。PAC系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)的，通用的嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這樣其處理器可以使高性能CPU，如GE Fanuc的PACSystems 系列產(chǎn)品的CPU 即采用了Pentium300/700MHz 處理器，而且即將推出PentiumM 處理器的CPU。

例如，研華公司全新一代的PAC控制器APAX-5000 系列，集合了控制、信息處理、網(wǎng)絡(luò)通訊、影像及語(yǔ)音功能。此系列還具備雙獨(dú)立式CPU控制架構(gòu)，分別控制HMI/SCADA及I/O的不同任務(wù)，并提供熱備等多種應(yīng)用架構(gòu)，軟件部份提供支持國(guó)標(biāo)IEC-61131-3的軟邏輯軟件以及可以進(jìn)行高級(jí)編程的Window.環(huán)境下的開(kāi)發(fā)驅(qū)動(dòng)軟件，APAX -5000 非常適用于嚴(yán)苛的批次生產(chǎn)應(yīng)用領(lǐng)域，如：半導(dǎo)體制程設(shè)備、制藥、風(fēng)力控制、鋼鐵、IC檢測(cè)機(jī)臺(tái)控制及食品飲料業(yè)。

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可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法

一、問(wèn)題提出

可編程控制器技術(shù)主要是應(yīng)用于自動(dòng)化控制工程中，如何綜合地運(yùn)用前面學(xué)過(guò)知識(shí)點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際工程要求合理組合成控制系統(tǒng)， 在此介紹組成可編程控制器控制系統(tǒng)的一般方法。

二、可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

1 ．系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

（ 1 ）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的形式來(lái)確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；

（ 2 ）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；

（ 3 ）選定 PLC 的型號(hào)；

（ 4 ）編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖；

（ 5 ）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū)，然后再用相應(yīng)的編程語(yǔ)言（常用梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；

（ 6 ）了解并遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的友善關(guān)系；

（ 7 ）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件；

（ 8 ）編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和使用說(shuō)明書(shū)；

根據(jù)具體任務(wù)，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。

2 ． 系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟

可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟，如圖 1 所示。

圖 1 可編程控制器應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試的主要步驟

（ 1 ）深入了解和分析被控對(duì)象的工藝條件和控制要求

a ．被控對(duì)象就是受控的機(jī)械、電氣設(shè)備、生產(chǎn)線或生產(chǎn)過(guò)程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等。對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這種可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。

（ 2 ）確定 I/O 設(shè)備

根據(jù)被控對(duì)象對(duì) PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，確定系統(tǒng)所需的用戶輸入、輸出設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

（ 3 ）選擇合適的 PLC 類型

根據(jù)已確定的用戶 I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需的輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇合適的 PLC 類型，包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等。

（ 4 ）分配 I/O 點(diǎn)

分配 PLC 的輸入輸出點(diǎn)，編制出輸入 / 輸出分配表或者畫出輸入 / 輸出端子的接線圖。接著九可以進(jìn)行 PLC 程序設(shè)計(jì)，同時(shí)可進(jìn)行控制柜或操作臺(tái)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)施工。

（ 5 ）設(shè)計(jì)應(yīng)用系統(tǒng)梯形圖程序

根據(jù)工作功能圖表或狀態(tài)流程圖等設(shè)計(jì)出梯形圖即編程。這一步是整個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心工作，也是比較困難的一步，要設(shè)計(jì)好梯形圖，首先要十分熟悉控制要求，同時(shí)還要有一定的電氣設(shè)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（ 6 ）將程序輸入 PLC

PLC梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián)，但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。

內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載，只能做中間結(jié)果供CPU內(nèi)部使用。

PLC是按循環(huán)掃描事件，沿梯形圖先后順序執(zhí)行，在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。

1、認(rèn)識(shí)梯形圖和繼電器控制原理圖符號(hào)的區(qū)別：

繼電器控制原理圖中的元件符號(hào)，有常開(kāi)觸點(diǎn)、常閉觸點(diǎn)和線圈，為了區(qū)別它們，在有關(guān)符號(hào)邊上標(biāo)注如KM、KA、KT等以示不同的器件，但其觸頭的數(shù)量是受到限制。而PLC梯形圖中，也有常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)，在其邊上同樣可標(biāo)注X、Y、M、S、T、C以示不同的軟器件。它大的優(yōu)點(diǎn)是：同一標(biāo)記的觸點(diǎn)在不同的梯級(jí)中，可以反復(fù)的出現(xiàn)。而繼電器則無(wú)法達(dá)到這一目的。而線圈的使用是相同的，即不同的線圈只能出現(xiàn)一次。

2、編程元件的分類：

編程元件分為八大類，X為輸入繼電器、Y為輸出繼電器、M為輔助繼電器、S為狀態(tài)繼電器、T為定時(shí)器、C為計(jì)數(shù)器、D為數(shù)據(jù)寄存器和指針(P、I、N)。關(guān)于各類元件的功用，各種版本的PLC書(shū)籍均有介紹，故在此不介紹，但一定要清楚各類元件的功能。

3、編程元件的指令由二部分組成：

如 LD(功能含意)X000(元件地址)，即 LD X000，LDI Y000......

4、熟識(shí)PLC基本指令：

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