PLC控制的車庫(kù)門系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試分析案例概述目錄TOC\o"1-3"\h\u25715PLC控制的車庫(kù)門系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)與調(diào)試分析案例概述 15601軟件設(shè)計(jì) 1213131.1PLC內(nèi)部使用地址 196961.2控制流程圖 2200881.3梯形圖程序 4239391.4語(yǔ)句表程序 1359812調(diào)試和仿真測(cè)試 16288152.1調(diào)試 16239802.2仿真測(cè)試 161軟件設(shè)計(jì)1.1PLC內(nèi)部使用地址為了編程和閱讀方便，定義了PLC內(nèi)部使用地址，例如內(nèi)存M，定時(shí)器T和內(nèi)部輸出D等，如表4-1所示。表4-1PLC內(nèi)部使用地址名稱PLC地址備注振動(dòng)>閾值M0振動(dòng)=閾值M1振動(dòng)<閾值M2開鎖定時(shí)T0預(yù)設(shè)1秒自動(dòng)關(guān)門定時(shí)T1預(yù)設(shè)5秒上鎖定時(shí)T2預(yù)設(shè)1秒振動(dòng)浮點(diǎn)數(shù)D20測(cè)量范圍下限浮點(diǎn)數(shù)D24模擬量輸入測(cè)量范圍上限浮點(diǎn)數(shù)D26模擬量輸入測(cè)量范圍下限浮點(diǎn)數(shù)D28模量輸入測(cè)量上限減下限浮點(diǎn)數(shù)D30測(cè)量范圍上限減下限浮點(diǎn)數(shù)D32模擬量輸入減模擬量輸入下限浮點(diǎn)數(shù)D340到1.0標(biāo)準(zhǔn)值D36測(cè)量范圍乘以標(biāo)準(zhǔn)值D38振動(dòng)整數(shù)D42振動(dòng)測(cè)量范圍上限D(zhuǎn)200預(yù)設(shè)10000振動(dòng)測(cè)量范圍下限D(zhuǎn)202預(yù)設(shè)0振動(dòng)傳感器閾值D204預(yù)設(shè)3000模擬量輸入測(cè)量范圍上限D(zhuǎn)206預(yù)設(shè)32000模擬量輸入測(cè)量范圍下限D(zhuǎn)208預(yù)設(shè)-320001.2控制流程圖否否開機(jī)初始化人員通過(guò)？是執(zhí)行開鎖、開門，報(bào)警否是是執(zhí)行關(guān)門否否是否否開門到位？停止開門關(guān)門到位？是停止關(guān)門，執(zhí)行上鎖是S1檢測(cè)到開門否延遲5S？人員通過(guò)?是參數(shù)設(shè)定，設(shè)定模擬量輸入開始否振動(dòng)>=閾值報(bào)警輸出是模擬量讀取轉(zhuǎn)換圖4-1控制流程圖控制程序流程圖見(jiàn)圖4-1所示。開機(jī)初始化，使用M8002開機(jī)運(yùn)行一個(gè)掃描周期，進(jìn)行參數(shù)設(shè)定，設(shè)定振動(dòng)測(cè)量范圍上下限，設(shè)定模擬量輸入上下限，設(shè)定振動(dòng)閾值，設(shè)定FX3U-4AD模擬量輸入模塊參數(shù)。開機(jī)檢測(cè)到?jīng)]有人或者物，紅外傳感器不動(dòng)作，檢測(cè)到?jīng)]有開門到位，沒(méi)有關(guān)門到位，自動(dòng)執(zhí)行關(guān)門，關(guān)門到位，停止關(guān)門，執(zhí)行上鎖，上鎖按定時(shí)執(zhí)行，定時(shí)到上鎖完成，停止上鎖。檢測(cè)到人員或者物品，自動(dòng)執(zhí)行開鎖，開鎖按定時(shí)執(zhí)行，定時(shí)到，表示開鎖完成，執(zhí)行開門，開門過(guò)程中啟動(dòng)報(bào)警輸出，開門到上限開門到位行程動(dòng)作，停止開門。檢測(cè)到人員或者物品離開，延遲一定時(shí)間，定時(shí)到，執(zhí)行自動(dòng)關(guān)門，關(guān)門到下限行程開關(guān)動(dòng)作，停止關(guān)門，執(zhí)行上鎖，上鎖按定制執(zhí)行，定時(shí)到完成上鎖。關(guān)門過(guò)程中檢測(cè)到人員或者物品，停止關(guān)門，執(zhí)行開門。系統(tǒng)啟動(dòng)后，讀取模擬量輸入，將振動(dòng)轉(zhuǎn)成振動(dòng)值，比較實(shí)時(shí)振動(dòng)值與設(shè)定的報(bào)警閾值，大于或者等于報(bào)警閾值，啟動(dòng)報(bào)警輸出。1.3梯形圖程序開機(jī)初始化，設(shè)定振動(dòng)測(cè)量范圍上下限，上限預(yù)設(shè)100%，就是100.00，2位小數(shù)，K10000；下限預(yù)設(shè)0%。開機(jī)初始化M8002為ON一個(gè)掃描周期，比較D200是否等于0，D200等于0表示沒(méi)有設(shè)定過(guò)參數(shù)，則使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行賦值，D200=10000，為了方便使用整數(shù)，后2位是小數(shù)，表示振動(dòng)范圍上限為100.00%，不等于0表示用戶設(shè)定過(guò)參數(shù)，不需要使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行設(shè)定，使用用戶設(shè)定參數(shù)REF_Ref29867\r\h[9]。同樣的，比較D202是否等于0，D202等于0表示D202沒(méi)有設(shè)定過(guò)參數(shù)，則使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行賦值，D202=0，表示振動(dòng)范圍下限為0.00%，不等于0表示用戶設(shè)定過(guò)D202參數(shù)，不需要使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行設(shè)定D202，使用用戶設(shè)定D202參數(shù)。圖4-2開機(jī)初始化設(shè)定振動(dòng)測(cè)量范圍上下限開機(jī)初始化，設(shè)定振動(dòng)傳感器閾值，預(yù)設(shè)30%,就是30.00,2位小數(shù)，就是3000。比較D204是否等于0，D204等于0表示D204沒(méi)有設(shè)定過(guò)參數(shù)，則使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行賦值，D204=3000，表示振動(dòng)閾值為30.00%，不等于0表示用戶設(shè)定過(guò)D204參數(shù)，不需要使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行設(shè)定D204，使用用戶設(shè)定D204參數(shù)。圖4-3開機(jī)初始化設(shè)定振動(dòng)傳感器閾值開機(jī)初始化，設(shè)定模擬量輸入范圍上下限；預(yù)設(shè)模擬量輸入上限32000，下限-32000 開機(jī)初始化M8002為ON一個(gè)掃描周期，比較D206是否等于0，D206等于0表示沒(méi)有設(shè)定過(guò)參數(shù)，則使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行賦值，D206=32000，不等于0表示用戶設(shè)定過(guò)參數(shù)，不需要使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行D206設(shè)定，使用用戶設(shè)定D206參數(shù)。同樣的，開機(jī)初始化M8002為ON一個(gè)掃描周期，比較D208是否等于0，D208等于0表示沒(méi)有設(shè)定過(guò)參數(shù)，則使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行賦值，D208=-32000，不等于0表示用戶設(shè)定過(guò)參數(shù)，不需要使用預(yù)設(shè)值進(jìn)行D208設(shè)定，使用用戶設(shè)定D208參數(shù)。圖4-4開機(jī)初始化設(shè)定模擬量輸入測(cè)量范圍上下限開機(jī)初始化，設(shè)定模擬量輸入模塊，設(shè)定電壓輸入-10V到10V；關(guān)閉通道2,3,4。TO命令是寫入，第1個(gè)K0表示模塊1，第2個(gè)K0表示模塊存儲(chǔ)緩沖區(qū)0，H0FFF0的F表示關(guān)閉相應(yīng)的通道，表示關(guān)閉了通道2,3,4，H0FFF0最后一個(gè)0表示通道1為電壓輸入，規(guī)格為-10V到10V。K1表示寫入一個(gè)字?jǐn)?shù)據(jù)。圖4-5開機(jī)初始化設(shè)定模擬量輸入?yún)?shù)模擬量讀取，保存在D0中。為了能夠進(jìn)行模擬量輸入模擬仿真，加M8000常閉觸點(diǎn)，這樣此段程序不運(yùn)行，可以手動(dòng)更改模擬量輸入，實(shí)現(xiàn)了測(cè)試。FROM是讀取命令，K0表示特殊模塊1，K10表示模塊緩沖區(qū)10。D0用于指定保存數(shù)據(jù)開始地址，K1表示讀取一個(gè)數(shù)據(jù)。圖4-6模擬量輸入讀取振動(dòng)轉(zhuǎn)換。為了進(jìn)行計(jì)算，先進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，首先將D0保存的整數(shù)格式數(shù)據(jù)（范圍-32000到32000整數(shù)）使用FLT命令轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)，保存在D20中（范圍-32000.0到32000.0），然后使用FLT命令將設(shè)定的振動(dòng)測(cè)量范圍上下限整數(shù)轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)格式保存在D22和D24中，使用FLT命令將設(shè)定的模擬量輸入范圍上下限整數(shù)轉(zhuǎn)成浮點(diǎn)數(shù)格式保存在D26和D28中。 使用浮點(diǎn)數(shù)減法指令DESUB命令，D30=D26-D28，計(jì)算模擬量輸入上限減模擬量輸入下限，得模擬量輸入量程。使用浮點(diǎn)數(shù)減法指令DESUB命令，D32=D22-D24，計(jì)算測(cè)量范圍上限減測(cè)量范圍下限，得測(cè)量范圍量程。使用浮點(diǎn)數(shù)減法指令DESUB命令，D34=D20-D28，計(jì)算模擬量輸入實(shí)測(cè)值D20減模擬量輸入下限，得模擬量輸入跟下限差值。然后使用浮點(diǎn)數(shù)除法指令DEDIV命令，D36=D34/D30，得到0到1.0的標(biāo)準(zhǔn)值。然后使用浮點(diǎn)數(shù)乘法指令DEMUL命令，D38=D36*D32，得標(biāo)準(zhǔn)值乘以模擬量。然后使用浮點(diǎn)數(shù)加法指令DEADD命令，D40=D38+D24，得浮點(diǎn)數(shù)振動(dòng)實(shí)測(cè)值。然后使用INT浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)整數(shù)指令，將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)成整數(shù)，結(jié)果保存在D42中，D42就是實(shí)測(cè)振動(dòng)值，范圍0到100.0%，就是0到10000。圖4-7模擬量輸入轉(zhuǎn)換振動(dòng)跟閾值比較使用比較命令CMP比較實(shí)測(cè)振動(dòng)值D42和設(shè)定振動(dòng)閾值D204，結(jié)果保存在M0，M1，M2中，D42>D204則M0為ON，M1，M2為OFF；D42=D204則M0為OFF，M1為ON，M2為OFF；D42<D204則M0為OFF，M1為OFF，M2為ON。圖4-8振動(dòng)和振動(dòng)閾值比較門鎖開鎖。檢測(cè)到有物體或者人，X0動(dòng)作，X0上升沿（從OFF到ON瞬間），Y3線圈得電，Y3常開觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖，執(zhí)行門鎖開鎖。或者執(zhí)行手動(dòng)開門，按下手動(dòng)開門按鈕，X3動(dòng)作，Y3線圈得電，執(zhí)行手動(dòng)開鎖。開鎖定制到，T0常閉觸點(diǎn)斷開，Y3線圈失電，停止開鎖?；蛘邎?zhí)行門鎖上鎖，Y4線圈得電，則停止開鎖。圖4-9門鎖開鎖輸出控制開鎖定時(shí)，執(zhí)行門鎖開鎖，Y3常開觸點(diǎn)閉合，啟動(dòng)定時(shí)器T0，定時(shí)1秒。圖4-10門鎖開鎖的定時(shí)開門。開鎖定時(shí)到T0常開觸點(diǎn)閉合，Y0線圈得電，Y0常開觸點(diǎn)閉合進(jìn)行自鎖，執(zhí)行開門輸出。檢測(cè)到開門到位，X1常閉觸點(diǎn)斷開，Y0線圈失電，停止開門?；蛘邫z測(cè)到執(zhí)行關(guān)門，Y1常閉觸點(diǎn)斷開，Y0線圈失電，Y0和Y1進(jìn)行互鎖。圖4-11開門輸出控制自動(dòng)關(guān)門定時(shí)。檢測(cè)到開門到位X1常開觸點(diǎn)閉合，檢測(cè)到?jīng)]有人員或者物品，X0常閉觸點(diǎn)閉合，沒(méi)有關(guān)門到位X2常閉觸點(diǎn)閉合，則啟動(dòng)定時(shí)器T1，定時(shí)5秒。圖4-12自動(dòng)關(guān)門定時(shí)關(guān)門。自動(dòng)關(guān)門定時(shí)到T1常開觸點(diǎn)閉合，Y1線圈得電Y1常開觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖，執(zhí)行關(guān)門輸出。檢測(cè)到關(guān)門到位X2常閉觸點(diǎn)斷開，則Y1線圈失電，停止關(guān)門?；蛘邫z測(cè)到有人或者物，紅外傳感器動(dòng)作，X0常閉觸點(diǎn)斷開，停止關(guān)門，或者執(zhí)行初始化，M8002常開觸點(diǎn)閉合，沒(méi)有關(guān)門到位X2為OFF，沒(méi)有檢測(cè)到紅外傳感器動(dòng)作X0為OFF，沒(méi)有執(zhí)行正轉(zhuǎn)，Y0為OFF，則Y1線圈得電，執(zhí)行開機(jī)關(guān)門?；蛘呤謩?dòng)按關(guān)門按鈕，X4常開觸點(diǎn)閉合，Y1線圈得電，Y1常開觸點(diǎn)閉合進(jìn)行自鎖，執(zhí)行手動(dòng)關(guān)門。檢測(cè)到關(guān)門到位，X2常閉觸點(diǎn)斷開，停止關(guān)門，Y1線圈失電。或者檢測(cè)到執(zhí)行正轉(zhuǎn)，Y0常閉觸點(diǎn)斷開，Y1線圈失電，停止關(guān)門。或者檢測(cè)到有人員或者物品，X0常閉觸點(diǎn)斷開，Y1線圈失電，停止關(guān)門。圖4-13關(guān)門輸出控制門鎖上鎖。檢測(cè)到關(guān)門完成，Y1下降沿（從ON變?yōu)镺FF），Y4線圈得電，Y4常開觸點(diǎn)閉合進(jìn)行自鎖，執(zhí)行門鎖上鎖。上鎖按定時(shí)執(zhí)行，定時(shí)到，T2常閉觸點(diǎn)斷開，Y4線圈失電，停止上鎖。或者檢測(cè)到執(zhí)行門鎖開鎖Y3常閉觸點(diǎn)斷開，Y4線圈失電，停止上鎖，進(jìn)行開鎖和上鎖互鎖?；蛘邫z測(cè)到執(zhí)行開門，Y0常閉觸點(diǎn)斷開，停止上鎖，或者檢測(cè)到人員或者物品，X0常閉觸點(diǎn)斷開，Y4線圈失電，停止上鎖。圖4-14門鎖上鎖輸出控制報(bào)警輸出。執(zhí)行正轉(zhuǎn)開門，Y0常開觸點(diǎn)閉合；或者執(zhí)行門鎖開鎖Y3常開觸點(diǎn)閉合；或者執(zhí)行關(guān)門Y1常開觸點(diǎn)閉合；或者執(zhí)行門鎖上鎖Y4常開觸點(diǎn)閉合；或者檢測(cè)到振動(dòng)大于閾值M0為ON；或者檢測(cè)到振動(dòng)等于閾值M1為ON，則Y2線圈得電，執(zhí)行聲音報(bào)警輸出。圖4-15報(bào)警輸出控制END是程序結(jié)束標(biāo)志，表示到此程序結(jié)束。圖4-16程序結(jié)束標(biāo)志1.4語(yǔ)句表程序表4-4語(yǔ)句表程序REF_Ref156\r\h[10]PLC信息:FXCPUFX3U/FX3UC步號(hào)行間聲明指令I(lǐng)/O(軟元件)0開機(jī)初始化，設(shè)定振動(dòng)測(cè)量范圍上下限，0上限預(yù)設(shè)100%，就是100.00，2位小數(shù)，K100000下限預(yù)設(shè)0%0LDM80021MPS2AND=D200K07MOVK10000D20012MPP13AND=D202K018MOVK0D20223開機(jī)初始化，設(shè)定振動(dòng)傳感器閾值，23預(yù)設(shè)30%,就是30.00,2位小數(shù)，就是300023LDM800224AND=D204K029MOVK3000D20434開機(jī)初始化，設(shè)定模擬量輸入范圍上下限，34預(yù)設(shè)模擬量輸入上限32000，下限-3200034LDM800235MPS36AND=D206K041MOVK32000D20646MPP47AND=D208K052MOVK-32000D20857開機(jī)初始化，設(shè)定模擬量輸入模塊，設(shè)定電壓輸入-10V到10V，57關(guān)閉通道2,3,457LDM800258TOK0K0H0FFF0K167模擬量讀取，保存在D0中67LDM800068ANIM800069FROMK0K10D0K178振動(dòng)轉(zhuǎn)換78LDM800079FLTD0D2084FLTD200D2289FLTD202D2494FLTD206D2699FLTD208D28104DESUBD28D26D30117DESUBD22D24D32130DESUBD20D28D34143DEDIVD34D30D36156DEMULD36D32D38169DEADDD38D24D40182INTD40D42187振動(dòng)跟閾值比較187LDM8000188CMPD42D204M0195門鎖開鎖195LDPX000197ORPX003199ORY003200ANIT0201ANIY004202OUTY003203開鎖定時(shí)203LDY003204OUTT0K10207開門207LDT0208ORY000209ANIX001210ANIY001211OUTY000212自動(dòng)關(guān)門定時(shí)212LDX001213ANIX000214ANIX002215OUTT1K50218關(guān)門218LDT1219ORM8002220ORX004221ORY001222ANIX002223ANIY000224ANIX000225OUTY001226門鎖上鎖226LDFY001228ORY004229ANIY003230ANIT2231ANIY000232ANIX000233OUTY004234上鎖定時(shí)234LDY004235OUTT2K10238報(bào)警輸出238LDY000239ORY003240ORY001241ORY004242ORM0243ORM1244OUTY002245END2調(diào)試和仿真測(cè)試2.1調(diào)試設(shè)計(jì)完成，根據(jù)設(shè)計(jì)的主電路、控制電路和PLC輸入輸出接線圖進(jìn)行接線，接線完成進(jìn)行相應(yīng)的檢查。接線正確，系統(tǒng)上電，檢查PLC輸入和輸出功能。輸入和輸出功能正確，下載程序，根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)試，直到軟件和硬件都符合設(shè)計(jì)要求。2.2仿真測(cè)試在沒(méi)有硬件和PLC的情況下，可以使用仿真PLC軟件進(jìn)行簡(jiǎn)單的測(cè)試，檢查PLC程序，修改錯(cuò)誤，縮短現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試時(shí)間，提高現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試效率。因?yàn)榉抡孳浖恢С趾?jiǎn)單的命令，不支持模擬量輸入讀取和模擬量輸出寫入，不支持PID和通訊等，為了能仿真測(cè)試模擬量輸入，將模擬量輸入命令前加M8000常閉觸點(diǎn)，實(shí)際使用時(shí)候改成M8000常開或者刪除這個(gè)M8000常閉觸點(diǎn)就可以了。圖5-1取消模擬量輸入讀取在編程軟件里，點(diǎn)調(diào)試菜單，點(diǎn)模擬開始/停止，啟動(dòng)仿真PL圖5-2啟動(dòng)仿真PLC啟動(dòng)仿真PLC，初始畫面如圖5-3所示。觀察到開始M8002為ON，進(jìn)行初始化處理，設(shè)定參數(shù)。圖5-3仿真PLC初始畫面監(jiān)控程序，觀察到開始門沒(méi)在關(guān)門到位，沒(méi)在開門到位，沒(méi)檢測(cè)到門下有人或者物，執(zhí)行開機(jī)自動(dòng)關(guān)門輸出，Y1線圈得電，開門輸出動(dòng)作。圖5-4開機(jī)關(guān)門模擬關(guān)門到位，點(diǎn)X2右鍵打開快捷菜單，點(diǎn)調(diào)試，點(diǎn)當(dāng)前值更改，強(qiáng)制X2為ON，觀察到Y(jié)1線圈失電，停止關(guān)門。圖5-5關(guān)門到位停止關(guān)門關(guān)門到位，執(zhí)行鎖門，Y4線圈得電，Y4常開觸點(diǎn)閉合，進(jìn)行自鎖，執(zhí)行門鎖上鎖，啟動(dòng)定時(shí)器T2，定時(shí)1秒。圖5-6門鎖上鎖上鎖定時(shí)到，T2常閉觸點(diǎn)斷開，Y4線圈失電，停止上鎖輸出。圖5-7停止上鎖模擬人員或者車輛到達(dá)，點(diǎn)X0為ON，觀察到Y(jié)3線圈得電，Y3常開觸點(diǎn)閉合，Y3進(jìn)行自鎖，保持開鎖輸出。圖5-8開鎖輸出開鎖定時(shí)到，T0常閉觸點(diǎn)斷開，Y3線圈失電，停止開鎖輸出。圖5-9停止開鎖輸出開鎖輸出定時(shí)到，T0常開觸點(diǎn)閉