1、 PLC原理及應用原理及應用第七章第七章 PLC控制系統(tǒng)的設計控制系統(tǒng)的設計 第七章第七章 PLC控制系統(tǒng)的設計控制系統(tǒng)的設計7.1 PLC應用系統(tǒng)的總體設計應用系統(tǒng)的總體設計7.2 PLC應用系統(tǒng)的硬件設計與選型應用系統(tǒng)的硬件設計與選型7.3 PLC應用系統(tǒng)的程序設計應用系統(tǒng)的程序設計7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例7.3 PLC應用系統(tǒng)的程序設計應用系統(tǒng)的程序設計7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言1梯形圖梯形圖(Ladder Diagram)程序設計語言程序設計語言 梯形圖程序設計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設計語言。這種程序設

2、計語言采用因果關系來描述事件發(fā)生的條件和結果，每個梯級是一個因果關系，梯級中描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結果表示在后面。梯形圖程序設計語言的特點是：(1) 與電氣原理圖相對應，直觀、形象和實用；(2) 與原有繼電器邏輯控制技術相一致，電氣技術人員易于掌握和學習；(3) 梯形圖中的能流(Power Flow)不是實際意義的物理電流，而是概念電流；內部的繼電器也不是實際存在的繼電器，每個繼電器和輸入接點都是存儲器中的一位，因此梯形圖中的繼電器接點在編制用戶程序時能無限使用，可常開又可常閉；(4) 梯形圖中的輸入接點和輸出線圈不是物理接點和線圈。用戶程序的邏輯解算結果可馬上為后面的程序所

3、利用。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言 2助記符助記符(Boolean Mnemonic)程序設計語言程序設計語言助記符程序設計語言是用助記符來描述程序的一種程序設計語言，與計算機中的匯編語言非常相似。所謂助記符語言編程就是用一個或幾個容易記憶的字符代表PLC的某種操作功能。助記符語言也可稱為命令語句表達式語言，它的一般格式為： 操作碼操作數或 操作碼標識符參數 其中，操作碼用來指定CPU要執(zhí)行的功能；操作數內包含執(zhí)行該操作所必需的信息。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言助記符程序設計語言具有下列特點：(1) 采用助

4、記符來表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握的特點；(2) 在編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于鍵入，可在無計算機的場合下進行編程設計； (3) 與梯形圖有一一對應的關系，電氣技術人員對程序易于理解和檢查； (4) 在編程支路的元素數量不受限額。這種方法也存在對較復雜控制系統(tǒng)設計較難描述清楚的缺點。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言3功能表圖功能表圖(Sequential Function Chart)程序設計語言程序設計語言功能表圖主要由步、有向連線、轉移、轉換條件和動作(或命令)組成。最基本的思想是：將控制系統(tǒng)的一個工作周期分為若干個順序相連的階段，這些

5、階段稱為步；實際上步就是工位的某一個狀態(tài)，它由PLC的內部元件來代表。步是以輸出量的狀態(tài)變化來劃分的，一般用矩形框表示，框中的數字是該狀態(tài)的編號，原始狀態(tài)(0狀態(tài))用雙線框表示。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言3功能表圖功能表圖(Sequential Function Chart)程序設計語言程序設計語言兩個相鄰狀態(tài)之間的有向線段代表轉移，系統(tǒng)從當前步進入下一步的信號稱為轉移條件，用與轉移線段垂直的短線表示。短線旁的文字、圖形符號或邏輯表達式標明轉移條件的內容。轉移條件可能來自外部輸入信號或PLC內部產生的信號。用轉移條件控制代表各步的編程元件，使它們的

6、狀態(tài)按一定的順序變化，然后去控制各輸出繼電器。動作或命令就是狀態(tài)框旁與之對應的各步內容的文字描述，可用矩形框將它們圍起來，以短線連接到狀態(tài)框。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言功能表圖程序設計語言的特點是： (1) 以功能為主線，條理清楚，便于對程序操作的理解和溝通； (2) 對大型的程序，可分工設計，采用較為靈活的程序結構，可節(jié)省程序設計時間和調試時間； (3) 兩個步(或轉移)不能直接相連，必須用一個轉移(或步)將它們隔離； (4) 初始步必不可少，一般對應于系統(tǒng)等待啟動的初始狀態(tài)； (5) 僅當某一步所有的前級步都是活動步時，該步才有可能變成活動步，

7、只有在活動步的命令和操作被執(zhí)行后，系統(tǒng)才對活動步后的轉移進行掃描，因此，整個程序的掃描時間較用其他語言編制的程序的掃描時間要大大縮短。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言4功能模塊圖功能模塊圖(Function Block)程序設計語言程序設計語言功能模塊圖程序設計語言的特點是： (1) 以功能模塊為單位，功能模塊用圖形化的方法描述功能，它的直觀性大大方便了設計人員的編程和組態(tài)，有較好的易操作性；(2) 適用于控制規(guī)模較大、控制關系較復雜的系統(tǒng)，它將控制功能的關系較清楚地表達出來，因此編程和組態(tài)時間可以縮短，調試時間也能大大減少；(3) 由于每種功能模塊需要

8、占用一定的內存，功能模塊的執(zhí)行需要一定的執(zhí)行時間，因此這種設計語言在大中型可編程序控制器和集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)中才被采用。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言結構化語句描述程序設計語言是用結構化的描述語句來描述的一種程序設計語言，它是一種類似于高級語言的程序設計語言。在大中型的可編程序控制器系統(tǒng)中，常采用結構化語句描述程序設計語言來描述控制系統(tǒng)中各個變量的關系。集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)也常使用這種語言。結構化語句描述程序設計語言采用計算機的描述語句來描述系統(tǒng)中各種變量之間的運算關系，完成用戶所需的功能和操作。大多數PLC制造廠商采用的語句描述程序設計語言

9、與BASIC語言、C語言等高級語言相類似。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言5結構化語句描述結構化語句描述(Structured Text)程序設計語言程序設計語言結構化程序設計語言具有下列特點：(1) 采用高級語言進行編程，可以完成較復雜的控制運算；(2) 常被用于其他語言(如功能模塊圖等)較難實現的一些控制功能的方案實施，例如自適應控制功能的實現。該方法也存在對編程人員的技能要求較高，普通電氣人員無法完成，直觀性和易操作性較差等缺點。7.3.1 可編程序控制器應用程序設計語言可編程序控制器應用程序設計語言5結構化語句描述結構化語句描述(Structur

10、ed Text)程序設計語言程序設計語言7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 利用各種典型控制環(huán)節(jié)和基本單元控制電路，依靠經驗直接用PLC設計電氣控制系統(tǒng)，來滿足生產機械和工藝過程的控制要求的設計方法稱為經驗設計法。使用該法設計用戶程序時可以大致按下面幾步來進行：分析控制要求、選擇控制原則；設計主令元件和檢測元件，確定輸入/輸出信號；設計執(zhí)行元件的控制程序；檢查、修改和完善程序。1經驗設計法經驗設計法7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 在設計執(zhí)行元件的控制程序時，一般又可分為以下幾個步驟：按所給的要求將生產機械的

11、運動分成各自獨立的簡單運動，分別設計這些簡單運動的基本控制程序；根據制約關系，選擇連鎖觸點，設計連鎖程序；根據運動狀態(tài)選擇控制原則，設計主令元件、監(jiān)測元件及繼電器等；設置必要的保護措施。1經驗設計法經驗設計法 【例1】 如圖所示，有一送料車自動循環(huán)送料。小車處于起始位置時，CK0閉合；系統(tǒng)啟動后，小車在起始位置裝料，20秒后向右運動，到CK1位置時，CK1閉合；小車下料后再返回起始位置，再用20秒的時間裝料，其后向右運動到CK2位置，此時CK2閉合；小車下料后返回起始位置。以后重復上述過程，直至有復位信號輸入。 7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 1經

12、驗設計法經驗設計法小車CK0CK1CK2送料小車工作示意圖 小車CK0CK1CK27.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 1經驗設計法經驗設計法小車的工作循環(huán)過程如下： 啟動裝料第一次向右運動（CK1）第一次返回第二次裝料第二次向右運動（CK2）第二次返回根據小車的工作循環(huán)過程可以畫出CK0、CK1、CK2及定時器的時間關系圖。因為小車在第一次到達CK1時要改變運動方向，而第二次和第三次到達CK1時不改變運動方向，所以可以利用計數器的計數功能來決定到達CK1時是否要改變小車的運動方向。定時器用來記錄裝料時間。由經驗設計法可知小車控制屬于一種雙向控制，非常適

13、合采用PLC控制。其PLC控制的I/O分配如表7.3.1所示。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 1經驗設計法經驗設計法小車CK0CK1CK2表7.3.1 送料小車控制系統(tǒng)I/O分配表輸入輸出啟動按鈕復位按鈕CK0CK1CK20000900010000000000100002小車右行小車左行0100001002定時器計數器TIM000，20 sCNT001 7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 1經驗設計法經驗設計法圖7.3.2 送料小車控制梯形圖7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程

14、序設計方法 1經驗設計法經驗設計法輸入輸出啟動按鈕復位按鈕CK0CK1CK20000900010000000000100002小車右行小車左行0100001002定時器計數器TIM000，20 sCNT001 中間輔助繼電器20000作為系統(tǒng)工作允許繼電器，啟動信號00009使20000置“ON”，復位信號00010使之置“OFF”。只有當20000為“ON”時，小車才能循環(huán)工作，當20000為“OFF”時，小車回到起始位置后停止工作。 小車位于CK0時，開始定時裝料，20秒后定時器接通，小車右行即01000得電。當小車離開CK0時，定時器TIM000復位，但01000的自鎖功能使之仍得電，小

15、車仍右行。 小車行至CK1時，計數器減一，由于CK1的常閉觸點斷開，使01000失電，小車停止右行。 小車停止右行使中間繼電器20001失電產生一個脈沖，使01002得電即小車左行。01002的自鎖功能使得小車左行直至達到CK0位置。 定時器重新定時，小車第二次裝料，之后小車右行，均與第一次相同。但是當小車行至CK1時，計數器減一至零，使CNT001的常開觸點接通，所以此時小車繼續(xù)右行直至達到CK2位置，CK2的常閉觸點斷開，01000失電，小車停止右行，再次改變?yōu)樽笮小?左行過程中經過CK1位置時使計數器復位，為下一次循環(huán)作準備。小車左行至CK0位置停止，等待下一次循環(huán)。0000900010

16、20000000002000020000TIM000000010000101002CNT001CPRCNT00100001TIM00001000010000002CNT00101000DIFD 2000120001000000100201002#0200#0002CNT001邏輯設計方法的基本含義是以邏輯組合的方法和形式設計電氣控制系統(tǒng)。這種設計方法既有嚴密可循的規(guī)律性和明確可行的設計步驟，又具有簡便、直觀和十分規(guī)范的特點。布爾助記符程序設計語言常采用這類設計方法。從某種意義上說，PLC是“與”、“或”、“非”三種邏輯線路的組合體，而梯形圖程序的基本形式也是“與”、“或”、“非”的邏輯組合。當

17、一個邏輯函數用邏輯變量的基本運算式表示出來后，實現該邏輯函數功能的線路也隨之確定，并進一步由梯形圖直接寫出對應的指令語句程序。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 2邏輯設計法邏輯設計法進行設計一般可分為下面幾步： 首先明確控制任務和控制要求，通過分析工藝過程繪制工作循環(huán)和檢測元件分布圖，取得電氣執(zhí)行元件功能表。 詳細地繪制電控系統(tǒng)狀態(tài)轉換表(通常由輸出信號狀態(tài)表、輸入信號狀態(tài)表、狀態(tài)轉換主令表和中間記憶裝置狀態(tài)表四部分組成)，狀態(tài)轉換表可全面、完整地展示電控系統(tǒng)各部分、各時刻的狀態(tài)和狀態(tài)之間的聯系及轉換，它是進行電控系統(tǒng)的分析和設計的有效工具。7.3.

18、2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 2邏輯設計法邏輯設計法 進行邏輯設計，列出中間記憶元件的邏輯函數表達式和執(zhí)行元件的邏輯函數表達式，這兩個函數表達式，既是生產機械或生產過程內部邏輯關系和變化規(guī)律的表達形式，又是構成電控系統(tǒng)實現目標的具體程序。如果設計者需要使用梯形圖程序作為一種過渡，或者選用的PLC編程器也具有圖形輸入的功能，則也可以首先由邏輯函數式轉換為梯形圖程序； 完善和補充程序，包括手動調整工作方式的設計、手動工作方式的選擇、自動工作循環(huán)、保護措施等。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 2邏輯設計法邏輯設計法狀

19、態(tài)流程圖又叫SFC或狀態(tài)轉移圖，它是完整的描述控制系統(tǒng)的工作過程、功能和特性的一種圖形，是分析和設計電控程序的重要工具。所謂“狀態(tài)”是指特定的功能，因此狀態(tài)的轉移實際上就是控制系統(tǒng)的功能的轉移。狀態(tài)流程圖能清楚地表現出系統(tǒng)各工作步的功能、步與步之間的轉換順序及其轉換條件。SFC適合于順序控制的標準化語言，利用狀態(tài)流程圖進行程序設計就是順序控制設計法，它具有簡單、規(guī)范、通用的優(yōu)點，不僅使梯形圖設計變得容易，大大節(jié)約設計時間，而且初學者容易掌握，有一定的方法和步驟可遵循。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法1) 狀態(tài)流

20、程圖的組成圖7.3.3 流程圖 12啟動7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖從結構上來分，可分為以下幾種： 單序列結構。這種結構的功能表圖沒有分支，每個步后只有一個步，步與步之間只有一個轉換條件。 選擇性序列結構。 并發(fā)性序列結構。 循環(huán)性結構。 復合性結構。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法2) 狀態(tài)流程圖的類型圖7.3.4 選擇性序列結構的狀態(tài)流程圖13524abcfdeg7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編

21、程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法圖7.3.5 并發(fā)性序列結構的狀態(tài)流程圖13824dbce657a7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖編程的步驟分為以下幾步： 把整個系統(tǒng)的工作過程劃分為若干個清晰的階段，每個階段(稱為步)完成一定任務的操作； 確定各步之間的轉換條件，它是系統(tǒng)由前一步轉入下一步的基礎，經常以PLC輸入點或其他元件定義狀態(tài)轉換條件，當轉換條件的實際內容不止一個時，每個具體內容定義一個PLC元件編號，并以邏輯組合的形式表現為有效轉換條件； 根據前兩步畫出系統(tǒng)

22、的狀態(tài)流程圖。有了狀態(tài)流程圖，利用不同的指令就能設計出相應的梯形圖，支持順序控制指令的執(zhí)行； 寫出程序清單，完成PLC控制系統(tǒng)應用程序的設計。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法 【例2】 某臺自動清洗機，該機的動作如下： 按下啟動按鈕時，打開噴淋閥門，同時清洗機開始移動；當檢測到物體到達清洗機時，啟動旋轉刷子開始清洗汽車；當檢測到物體離開清洗機時，停止清洗機移動，停止刷子旋轉并關閉閥門；當按下停止開關時，任何時候都可以停止所有的動作。7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3

23、狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法表表7.3.2 自動清洗機的自動清洗機的I/O分配表分配表輸入輸出I/O位名 稱01000第0步00000啟動按鈕01001第1步00001檢測開關01002第2步00003停止按鈕01003第3步 01004清洗機 01005噴淋閥門 01006刷子7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法圖7.3.6 自動清洗機的SFC圖1023打開水閥門移動清洗機打開水閥門移動清洗機啟動旋轉刷子啟動檢測開關動作檢測開關有動作第2步失電7.3.2 可編程序控制器的應用程序設計方法可編程序控制器的應

24、用程序設計方法 3狀態(tài)流程圖設計方法狀態(tài)流程圖設計方法圖7.3.7 自動清洗機的梯形圖010030100201000010010000001000010010000301002010010000101001010020100300003010020000101002010030000101004010020100201006010057.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例7.4.1 植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)根據不同植物生長的特點和要求，對灌溉系統(tǒng)提出以下控制功能要求：A區(qū)有兩小塊采用噴霧，每噴2分鐘，停5分鐘，工作時間要求每天7點開始，17點停止；B區(qū)采用旋轉式噴頭進行噴灌

25、，分為兩組噴灌工作，每組每工作5分鐘，停20分鐘，每天9點開始，14點停止；C區(qū)也分為兩組，交替工作，每隔2天灌溉一天。考慮到系統(tǒng)的可靠性和經濟性，要求系統(tǒng)有手動控制和自動控制功能。系統(tǒng)在自動(或手動)工作方式時，能自動(或手動)控制供水水泵的運行與停止和各電磁閥的開關；如果遇到陰雨天會自動停止對沙床苗圃和盆栽花卉的灌溉。溫室滴灌不僅要受時間控制，而且要求具有溫度、濕度測控功能，即溫度、濕度達到某一控制點就報警并改變程序的運行方式。根據上述控制對象的工作過程，在A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)分別設4個、2個、2個電磁閥，分別控制不同作物的灌溉，用1個繼電器控制供水的水泵。為了避免意外事故或故障的發(fā)生，系統(tǒng)設

26、有聲光報警系統(tǒng)。本系統(tǒng)只有數字開關量的輸入而無模擬量的輸入，憑可編程控制器本身的抗干擾能力已能滿足要求。該植物灌溉控制屬于一個典型的PLC控制系統(tǒng)。為了系統(tǒng)能正常運行，特設計報警燈和報警器試驗按鈕，系統(tǒng)每次運行前可進行檢查。系統(tǒng)的具體設計過程如下：7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)1) I/O點數的估算系統(tǒng)輸入信號：自動/手動選擇開關，需要1個輸入端；報警器和報警燈試驗有一個按鈕，占有一個輸入端；自動工作方式時，總開、總停按鈕需要2個輸入端；故障報警消音按鈕，需要1個輸入端；1個雨量傳感器，需要1個輸入端；4只濕度傳感器，需要4個輸入端；4只溫度

27、傳感器，需要4個輸入端。以上共需14個輸入信號點，考慮到以后可能會對系統(tǒng)進行調整與擴充，所以留出15%的備用點，即1415%=2.1，取3個點，這樣共需用17個輸入點。7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)輸出信號： A、B、C三個灌溉區(qū)共有8個電磁閥，需用8個輸出端；一臺水泵，需用1個控制輸出端；系統(tǒng)自動和手動指示、水泵運行指示，需要三個輸出端； 溫度、濕度報警和報警器分別占用一個輸出端。以上共需要15個輸出點，考慮到以后可能會對系統(tǒng)進行調整與擴充，所以留出15%的備用點，即1515%=2.3，取3個點，這樣共需用18個輸出點。7.4 控制系統(tǒng)

28、設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)2) 用戶應用程序占用內存大小的估算用戶應用程序占用多少內存與I/O點數、控制要求、運算處理量、程序結構等因素有關，因此在程序設計之前只能粗略地估算。根據經驗，此應用程序占用內存的大小可作如下估算：開關量輸入：1510=150字節(jié)；開關量輸出：18 8=144字節(jié)；定時器/計數器：(103+23)2=72字節(jié)。共計366字節(jié)，再加上程序存儲空間和備用存儲空間，初步估計共需1 K字節(jié)。7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)3) PLC型號的選擇因為本系統(tǒng)是對開關量進行控制的應用系統(tǒng)，而且

29、對控制速度要求也不高，所以可選用完全能滿足該控制要求的、由日本OMRON公司生產的CPM2A系列40點編程控制器。7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)4) 系統(tǒng)I/O點的分配表7.4.1 CPM2A I/O分配表輸入00002總開00003總停00004陰雨傳感器輸入觸點00005、00006、00007、00008均為溫度傳感器輸入觸點00100、00101、00102、00103均為濕度傳感器輸入觸點00010燈報警器試驗開關00011泵試驗開關 00104消音按鈕輸出01000、01001、01002、01003、01004、01005、01

30、006、01007分別為1號電動閥到8號電動閥輸出01101自動指示燈 01102手動指示燈01103溫度報警燈 01104濕度報警燈01105水泵運行指示燈 01106報警器輸出01100水泵輸出內部繼電器04000、02000、03000、22000、21000、20600等定時器/計數器T1M001TIM012CNT0210227.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖7.4.1 輸入/輸出端子接線圖(a) 輸入端子接線圖00005000060000700008COM00100001010010200103COM00104TD1TD2TD3TD4

31、DC24 VTD1SD2SD3SD4SD1DC24 V000020000300004COM0001000011COMDC24 VDC24 VKG1KG2總開按鈕總停按鈕陰雨傳感器觸點溫度傳感器觸點濕度傳感器觸點消音按鈕(a)7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)圖7.4.1 輸入/輸出端子接線圖(b) 輸出端子接線圖010000100101002COM0100301004010050100601100011010110201103011040110501106COM01007COMCOMCOMCOM水泵控制自動指示燈手動指示燈溫度報警燈濕度報警燈水泵

32、運行燈報警器220 VKM1KM2220 VKM3220 VKM4220 VKM5220 VKM6KM7KM8220 V(b)電磁閥控制ACACACACACAC7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)5) 系統(tǒng)軟件的設計該系統(tǒng)軟件可以按各區(qū)功能編制不同的模塊進行設計，主要包括主程序、A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)和報警區(qū)模塊?？梢韵仍O計系統(tǒng)邏輯梯形圖，然后編寫程序，并進行系統(tǒng)模擬調試，沒有錯誤后再投入現場試運行，最終使系統(tǒng)設計滿足用戶的控制要求。7.4 控制系統(tǒng)設計舉例控制系統(tǒng)設計舉例植物灌溉的植物灌溉的PLC控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)00002200000000320000

33、2000000010011002000004000000040000503000040000300004000T00202000TIM001#120004000T001TIM002#3000T00102000T002KEEP(11)04000010010300002000040000300001001TIM003#1200T003010020400003000T00401002TIM004#1200T004010030400003000T00501003TIM005#1200T005010040400003000T00601004TIM006#1200MOV(21)#0004DM001MOV(

34、21)#3000DM002STIM(69)#001DM00100004000253150400025315SBN(92) 00101005T010T011TIM010#300001006T010T011TIM011#3000RET(93)圖7.4.2 系統(tǒng)梯形圖20000T012C021TIM012#3600T01201007CNT021#24C0210100701007T01201008CNT022#48C0210100801000C02200002011010001000002011020001021000011030001022000011040001002000011052100000

35、0050000600007000082200000100001010010200103210000110622000206000010400010206002000000104END(01)圖7.4.2 (續(xù)圖) PLC原理及應用原理及應用第八章第八章 編程工具及人機界面編程工具及人機界面 一、編程工具一、編程工具 C系列PLC的編程工具有編程器和CX-One軟件系統(tǒng)。編程器可直接安裝在PLC的CPU上，對PLC進行編程和調試，是C系列PLC應用最廣泛的編程工具。特別是在PLC未與上位計算機構成網絡的情況下，必須用編程器作為編程工具。CX-One軟件系統(tǒng)是在個人計算機上運行的一個工具軟件包，它

36、具有編程器的全部功能，既可離線編程又可在線編程，直接使用梯形圖進行編程和監(jiān)控，使用靈活方便。一、編程工具一、編程工具 1、編程器簡介、編程器簡介 C系列PLC有兩類三種編程器：一類為圖形式編程器，直接利用梯形圖進行程序輸入；另一類為助記符編程器，利用梯形圖語句表實現程序輸入。助記符式編程器一種為水平直插式，另一種為手持式。這兩種編程器的鍵盤、操作方法、實現的功能是完全一樣的。一、編程工具一、編程工具 1、編程器簡介、編程器簡介 編程器的面板由液晶顯示器、方式開關、鍵盤組成。 1鍵盤FUN*CHCHG97D 3E 4SETPLAYNOTRESETRECHRCNTCLRSHIFTVERSFTAND

37、LDOROUTTRLRTIMDM#CONT8EXTSRCHB 1F 56DELMONTRC 2INSWHITEA 0一、編程工具一、編程工具 1、編程器簡介、編程器簡介 2方式開關 方式開關有三個位置：RUN、MONITOR、PROGRAM。RUN為運行方式，在這種方式下程序正常運行，不能利用編程器干預程序的執(zhí)行，但可查詢。MONITOR為監(jiān)控方式，在這種方式下程序處在運行狀態(tài)，利用編程器可對程序的執(zhí)行進行全面干預，但不能改變程序。PROGRAM為編程方式，在這種方式下程序不運行，可利用編程器對程序進行修改、輸入等。一、編程工具一、編程工具 PLC上不加編程器時，上電后自動處于運行（RUN）方

38、式。PLC上加有編程器時，上電后的工作方式取決于編程器上的方式開關的位置。在對PLC存儲器中的程序不清楚時，定要把方式開關置于編程位置，否則一上電PLC就開始執(zhí)行程序。這是危險的，一定要避免。 3顯示器 顯示器采用液晶顯示。顯示器由兩行顯示塊組成，每行16個顯示塊，每塊為86點陣液晶，可顯示各種字符。顯示器的第一行顯示地址，第二行顯示內容或狀態(tài)。1、編程器簡介、編程器簡介 一、編程工具一、編程工具 2 CX-One軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) CX-One是歐姆龍公司針對其產品開發(fā)的軟件系統(tǒng)、包括CX-Programmer、CX-Designer等多種軟件，可對歐姆龍PLC、觸摸屏等產品進行軟件編程。CX

39、-Programmer是適用于C系列PLC的梯形圖編程軟件，它在Windows系統(tǒng)下運行，可實現梯形圖的編程、監(jiān)控和控制等功能，尤其擅長于大型程序的編寫，彌補了手持編程器編程效率低的不足。CX-Programmer對歐姆龍所有的新機型都適用，只不過它不能用流程圖編程。一、編程工具一、編程工具 2 CX-One軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 一、編程工具一、編程工具 2 CX-One軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng) 二、人機界面二、人機界面 1、力控組態(tài)軟件簡介、力控組態(tài)軟件簡介 力控監(jiān)控組態(tài)軟件是對現場生產數據進行采集與過程控制的專用軟件，最大的特點是能以靈活多樣的“組態(tài)方式”而不是編程方式來進行系統(tǒng)集成。它提供了良好的用

40、戶開發(fā)界面和簡捷的工程實現方法，只要將其預設置的各種軟件模塊進行簡單的“組態(tài)”，便可以非常容易地實現和完成監(jiān)控層的各項功能，縮短了自動化工程師的系統(tǒng)集成的時間，大大的提高了集成效率。二、人機界面二、人機界面 1、力控組態(tài)軟件簡介、力控組態(tài)軟件簡介 二、人機界面二、人機界面 1、力控組態(tài)軟件簡介、力控組態(tài)軟件簡介 力控軟件的組成力控軟件由以下幾個主要部分組成：（1）工程管理器（Project Manager）工程管理器用于創(chuàng)建工程、工程管理等用于創(chuàng)建、刪除、備份、恢復、選擇當前工程等。（2）開發(fā)系統(tǒng)（Draw） 開發(fā)系統(tǒng)是一個集成環(huán)境，可以創(chuàng)建工程畫面，配置各種系統(tǒng)參數，啟動力控其它程序組件等。

41、 （3）界面運行系統(tǒng)（View）界面運行系統(tǒng)用來運行由開發(fā)系統(tǒng)Draw創(chuàng)建的畫面，腳本、動畫連接等工程。（4）實時數據庫（DB）實時數據庫是力控軟件系統(tǒng)的數據處理核心，構建分布式應用系統(tǒng)的基礎。它負責實時數據處理、歷史數據存儲、統(tǒng)計數據處理、報警處理、數據服務請求處理等。二、人機界面二、人機界面 1、力控組態(tài)軟件簡介、力控組態(tài)軟件簡介 力控軟件的組成（5）I/O驅動程序（I/O SERVER）I/O驅動程序負責力控與I/O設備的通信。它將I/O設備寄存器中的數據讀出后，傳送到力控的數據庫，然后在界面運行系統(tǒng)的畫面上動態(tài)顯示。（6）網絡通信程序（NetClient/NetServer）網絡通信程序采用TCP/IP通信協議，可利用Intranet/Internet實現不同網絡結點上力控之間的數據通信。 （7）通信程序（PortServer）通信程序支持串口、電臺、撥號、移動