基于PLC 的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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1、江蘇科技大學(xué) 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) (2011屆) 論文題目 基于PLC 的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) (英文) 所在學(xué)院 專業(yè)班級(jí) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 指導(dǎo)教師 職稱 完成日期 年 月 日

2、  基于PLC 的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2011年5月 江蘇科技大學(xué)南徐學(xué)院本科畢業(yè)論文 35 摘 要 立體車庫在國內(nèi)是個(gè)新興行業(yè)，立體車庫可緩解城市動(dòng)、靜態(tài)交通問題，改善居住環(huán)境，有效利用土地價(jià)值。本系統(tǒng)采用PLC、計(jì)算機(jī)結(jié)合組態(tài)畫面監(jiān)控，按動(dòng)按鈕或控制組態(tài)畫面即可完成汽車存取過程，操作簡單，存取方便?？刂齐娐凡糠植捎脗鹘y(tǒng)電氣控制方式，使車庫運(yùn)行安全可靠。設(shè)計(jì)采用可分組合，模塊式安裝，方

3、便靈活，具有維護(hù)使用方便，造價(jià)低等特點(diǎn)。 采用三菱FX2N-40MR PLC和組態(tài)王6.53版監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)基于PLC 的立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)，具有立體車庫的監(jiān)控、存取、管理等功能。針對(duì)立體車庫的特點(diǎn)，提出了各類提供監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的措施。 關(guān)鍵詞：立體車庫；PLC控制；組態(tài)王 Abstract Three-dimensional garage in domestic is a new profession, three-dimensional garage can relieve urban dynamic and static traffic pr

4、oblems, improve the residential environment, the effective utilization of land value. This system use PLC, computer combination configuration screen monitoring, push buttons or normal control group picture can complete automobile access process, the operation is simple, access convenient. Control ci

5、rcuit part adopts traditional electrical controlling method, the garage safe and reliable operation. Design uses divide combination, module type installation, flexibility and with the maintenance convenience, cost low characteristic. Adopt mitsubishi FX2N - 40MR PLC and kingview 6.53 edition monito

6、ring software realization based on PLC three-dimensional garage supervisory system, with three-dimensional garage monitoring, access, management, and other functions. According to the characteristics of three-dimensional garage, puts forward all kinds of providing monitoring system operation reliabi

7、lity measures. Key Words: Three-dimensional garage ; PLC control ; microprocessor目 錄 摘 要 3 Abstract 4 1　立體車庫概述 7 1.1 立體車庫的背景和意義 7 1.1.1國內(nèi)立體車庫的現(xiàn)狀 9 1.1.2 升降橫移式車庫簡介 10 1.1.3 升降橫移式車庫的安全裝置 10 1.2 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng) 10 1.2.1 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn) 10 1.2.2 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 11 1.2.3 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成 11 1.3 PLC控制系統(tǒng) 1

8、2 1.3.1 PLC的概念 12 1.3.2 PLC的特點(diǎn) 13 1.3.3 PLC的內(nèi)部工作方式 14 1.3.4 PLC的應(yīng)用 16 2　基于三菱PLC和組態(tài)王的監(jiān)控系統(tǒng) 18 2.1 三菱FX2N系列的編程元件 18 2.1.1輸入繼電器（X） 19 2.1.2輸出繼電器（Y） 19 2.1.3輔助繼電器（M） 19 2.1.4定時(shí)器（T） 19 2.1.5計(jì)數(shù)器（C） 20 2.1.6數(shù)據(jù)寄存器 20 2.2 三菱FX2N系列的基本邏輯指令 21 2.2.1輸入輸出指令（LD/LDI/OUT） 21 2.2.2觸點(diǎn)串連指令（AND/ANDI）、并聯(lián)指令（

9、OR/ORI） 21 2.2.3電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB） 22 2.2.4程序結(jié)束指令（END） 22 2.3 組態(tài)王軟件的特點(diǎn) 22 2.4組態(tài)王軟件組態(tài)步驟 23 2.4.1建立新工程 23 2.4.2定義I/O設(shè)備 23 2.4.3構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 24 2.4.4創(chuàng)建組態(tài)畫面 25 2.4.5建立動(dòng)畫連接 26 2.4.6實(shí)現(xiàn)控制（PID） 27 2.4.7運(yùn)行和調(diào)試 27 2.5 三菱FX2N系列與組態(tài)王軟件的連接 27 3 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 28 3.1立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)組成 28 3.2 核心控制部分 28 3.4 控制策略 28

10、3.5 監(jiān)控軟件部分 28 3.6 IO清單 29 3.7 PLC控制系統(tǒng)配置 30 3.8 控制方式 30 3.9 程序清單 31 4 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 32 4.1 上位監(jiān)控工程建立 32 4.2 圖形界面設(shè)計(jì) 32 4.3數(shù)據(jù)庫構(gòu)造 33 4.4建立動(dòng)畫連接 33 4.5運(yùn)行調(diào)試 34 5 總 結(jié) 35 1　立體車庫概述 1.1 立體車庫的背景和意義 隨著我國城市經(jīng)濟(jì)和汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對(duì)應(yīng)的是城市停車狀況的尷尬。停車問題是城市在發(fā)展過程中出現(xiàn)的靜態(tài)交通（車輛停放狀態(tài)）問題，靜態(tài)交通是相對(duì)于動(dòng)態(tài)交通（車輛行駛狀態(tài)）

11、而存在的一種交通形態(tài)，二者相互聯(lián)系，互相影響，停車設(shè)施是城市靜態(tài)交通的主要內(nèi)容，隨著城市的不斷發(fā)展，各種車輛的不斷增加，對(duì)停車設(shè)施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會(huì)出現(xiàn)停車難的一系列問題。數(shù)據(jù)顯示，最近幾年我國城市機(jī)動(dòng)車輛平均增長速度在15%-20%，而同時(shí)期城市停車基礎(chǔ)設(shè)施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機(jī)動(dòng)車擁有量的增長速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過停車基礎(chǔ)設(shè)施的增長速度，因此，我們必須重視城市停車難的問題，并積極探求解決的措施。 專家們指出，解決城市靜態(tài)交通問題，大體分為軟硬兩種措施。所謂軟措施，就是通過政策法規(guī)，限制路面停車，提高停車場利用效率，使部分車主更愿意改乘公共交

12、通工具，以減少機(jī)動(dòng)車對(duì)停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設(shè)地下及立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規(guī)劃后再收拾殘局，于局限內(nèi)彌補(bǔ)不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。 圖1.1 國外現(xiàn)代立體車庫 隨著人類社會(huì)的不斷進(jìn)步和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類的生產(chǎn)、生活方式趨于集中，城市的規(guī)模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現(xiàn)了要利用空間的理念，城市中開始建設(shè)立體建筑、立體交通和立體停車。作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，城市中心商住區(qū)高樓大廈林立，社區(qū)道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網(wǎng)，汽車的住宅——停車場也有了長足的發(fā)展，

13、由平面停車向立體停車，由簡單的機(jī)械車庫向計(jì)算機(jī)管理高度自動(dòng)化的現(xiàn)代立體停車演變，成為具有較強(qiáng)的實(shí)用性、觀賞性和適合城市環(huán)境的建筑。伴隨著汽車進(jìn)入家庭，城市動(dòng)態(tài)、靜態(tài)交通管理制度的不斷完善和人們對(duì)居住環(huán)境要求的提高，給停車產(chǎn)業(yè)提供了前所未有發(fā)展機(jī)遇，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。 作為現(xiàn)代大都市的標(biāo)志，立體建筑和立體交通都有了顯著發(fā)展，道路擁擠、車滿為患已成為當(dāng)今快節(jié)奏社會(huì)中的最不和諧之音，發(fā)展立體停車已成為人們的共識(shí)。目前我國經(jīng)濟(jì)正處在高速發(fā)展時(shí)期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進(jìn)入家庭的步伐正在加快，停車產(chǎn)業(yè)市場前景廣闊。機(jī)械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設(shè)置，還能與地面停車場、地下

14、車庫和停車樓組合實(shí)施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。當(dāng)前，我國許多大城市如北京、上海、深圳都開始大力發(fā)展機(jī)械式立體停車產(chǎn)業(yè)。機(jī)械車庫與傳統(tǒng)的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，機(jī)械車庫具有突出的節(jié)地優(yōu)勢。以往的地下車庫由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用雙層機(jī)械車庫，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土建開發(fā)成本。 機(jī)械車庫與地下車庫相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫內(nèi)或車不停準(zhǔn)

15、位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說，機(jī)械車庫從管理上可以做到徹底的人車分流。 在地下車庫中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機(jī)械車庫一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫短缺的小區(qū)解決停車難的問題提供了方便條件。 近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國的城市化水平加快和人民生活水平的提高，汽車數(shù)量的不斷增加。截至2003年底，我國個(gè)人汽車保有量為12427672輛。其中，個(gè)人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛

16、，增長率為42.7%，但與此同時(shí)，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數(shù)量的比例嚴(yán)重失調(diào)，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當(dāng)以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時(shí)，采用機(jī)械式立體停車設(shè)備是一個(gè)非常有效的措施。機(jī)械式立體停車設(shè)備又名立體車庫，它占地空間小，并且可最大限度地利用空間，安全方便，是解決城市用地緊張，緩解停車難的一個(gè)有效手段。國家計(jì)委已明確機(jī)械式立體停車設(shè)備及城市立體停車場為國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)，1998年1月1日起執(zhí)行的《國家計(jì)委6號(hào)令》把機(jī)械式停車序和立體停車場列入“國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)日錄”，國家海關(guān)總署對(duì)機(jī)械式

17、停車產(chǎn)品規(guī)定“國內(nèi)投資項(xiàng)目給予免征進(jìn)口稅”、上述措施為我國立體車庫產(chǎn)業(yè)的成長提供了良好的條件、也為我國解決城市停車間題提供了機(jī)會(huì)?？梢灶A(yù)見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。 1.1.1國內(nèi)立體車庫的現(xiàn)狀 我國機(jī)械式車庫的早期研究開發(fā)工作是從80年代中期開始，90年代開始引進(jìn)和生產(chǎn)停車設(shè)備，在北京、上海、廣州、深圳等地都有使用。參照日本等國標(biāo)準(zhǔn)制定的我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)也于近幾年出臺(tái)，目前停車設(shè)備生產(chǎn)廠已發(fā)展到幾百家，生產(chǎn)各種類型的停車設(shè)備，有些停車設(shè)備已開始出口。機(jī)械式立體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機(jī)械停車設(shè)備，其規(guī)劃建設(shè)涉及到區(qū)域整體景觀、交通疏導(dǎo)、建筑結(jié)構(gòu)、供電照明、通訊監(jiān)視、通風(fēng)

18、排水、環(huán)境保護(hù)、安全消防、收費(fèi)管理等各學(xué)科領(lǐng)域，就停車設(shè)備本身而言，其機(jī)械結(jié)構(gòu)的發(fā)展已形成了停車設(shè)備獨(dú)有的技術(shù)特征，需要多學(xué)科、多專業(yè)的復(fù)合型人才積極參與，把國外停車技術(shù)和各領(lǐng)域的成熟技術(shù)移植到我國停車產(chǎn)業(yè)，開發(fā)出安全、經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能、省地的產(chǎn)品，滿足國內(nèi)外市場的需求。 在我國的停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展中還存在一些問題，如沒有統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；多數(shù)產(chǎn)品是仿效或引進(jìn)國外技術(shù)制造，技術(shù)水平低；缺少具有一定規(guī)模的企業(yè)，生產(chǎn)能力不足；市場競爭無序，個(gè)別企業(yè)為搶占市場，采取低價(jià)競爭；缺少科研設(shè)計(jì)單位的參與，技術(shù)創(chuàng)新能力嚴(yán)重不足；政策不配套，對(duì)停車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和管理嚴(yán)重滯 后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理

19、和技術(shù)多方面做出努力。政策方面應(yīng)參照發(fā)達(dá)國家的有關(guān)政策法規(guī)，規(guī)劃確定出專用和公共停車位的合理數(shù)量，實(shí)現(xiàn)投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，給予投資和經(jīng)營者相應(yīng)的優(yōu)惠政策，使其有利可圖。市場方面應(yīng)建立車庫市場運(yùn)行機(jī)制，利用價(jià)格杠桿調(diào)高占路停車收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，逐步消除“路滿庫空”現(xiàn)象。鼓勵(lì)按市場規(guī)則經(jīng)營車庫，并實(shí)施政府監(jiān)督和政策調(diào)控，使停車產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。 1.1.2 升降橫移式車庫簡介 升降橫移式立體車庫以鋼結(jié)構(gòu)框架為主題，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)載車板做升降橫移運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)存取車輛。其工作原理為：每個(gè)車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升降橫移運(yùn)動(dòng)到達(dá)地面層，駕駛員進(jìn)入車庫，存取車輛，

20、完成存取過程。停泊在車庫內(nèi)地面層的車輛：只作橫移，不必升降；而停泊在頂層的車輛：只作升降，不作橫移；中間層則通過升降橫移運(yùn)動(dòng)為頂層車輛讓出空位，或存取車輛。 三層升降橫移式的運(yùn)行原理： 該停車設(shè)備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動(dòng)作，最底層的停車板只可做橫移運(yùn)動(dòng)。中間兩層停車既可作升降動(dòng)作又可做橫移動(dòng)作。下上層均設(shè)有空位，停車板通過橫移動(dòng)作變換空位，降下空位上方的汽車，取出汽車，最底層汽車無需倒車，便可直接開出。 1.1.3 升降橫移式車庫的安全裝置 上載車板上裝有上下行程極限開關(guān)和防墜落安全裝置。防墜落安全裝置裝在縱梁與上載車板上停位之間，在縱梁兩測各裝兩只掛鉤，上載車板兩

21、側(cè)相應(yīng)位置處各裝兩只耳環(huán)，當(dāng)上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動(dòng)套入四只耳環(huán)內(nèi)，以防止升降電機(jī)常閉制動(dòng)器慢釋放后，上載車板在汽車和載車板本身的重力作用下慢慢下滑，壓壞下層汽車。另外也防止制動(dòng)器一旦失靈，上載車板從上停車位墜落，砸壞下層汽車。下載車板的安全裝置主要是行程極限開關(guān)和防碰撞板。行程極限開關(guān)的作用是使載車板橫移到位后自動(dòng)停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時(shí)，如果碰撞到人、遺留行李或車主寵物時(shí)，切斷橫移電機(jī)電源，橫移停止。 1.2 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng) 1.2.1 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn) ? 立體車庫設(shè)備較多，相互連鎖繁雜統(tǒng)。 ? 控制過程具有很強(qiáng)的時(shí)序性。 ? 現(xiàn)場環(huán)境

22、惡劣，粉塵、潮濕、振動(dòng)、噪聲、電磁干擾都比較嚴(yán)重，給電設(shè)備運(yùn)行及檢修都帶來不便。 ? 整個(gè)系統(tǒng)控制分散，覆蓋距離遠(yuǎn)。 1.2.2 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能 為了保證一次設(shè)備運(yùn)行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設(shè)備為之服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)某項(xiàng)控制功能的若干個(gè)電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。這些設(shè)備要有以下功能： 1．自動(dòng)控制功能 高壓和大電流開關(guān)設(shè)備的體積是很大的，一般都采用操作系統(tǒng)來控制分、合閘，特別是當(dāng)設(shè)備出了故障時(shí)，需要開關(guān)自動(dòng)切斷電路，要有一套自動(dòng)控制的電氣操作設(shè)備，對(duì)供電設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)控制。 2．保護(hù)功能 電氣設(shè)備與線路在運(yùn)行過程中會(huì)發(fā)生故障，電流（或電壓）會(huì)超過設(shè)備與

23、線路允許工作的范圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號(hào)并對(duì)設(shè)備和線路進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整（斷開、切換等）的保護(hù)設(shè)備。 3．監(jiān)視功能 電是眼睛看不見的，一臺(tái)設(shè)備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設(shè)置各種視聽信號(hào)，如燈光和音響等，對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行電氣監(jiān)視。 4．測量功能 燈光和音響信號(hào)只能定性地表明設(shè)備的工作狀態(tài)（有電或斷電），如果想定量地知道電氣設(shè)備的工作情況，還需要有各種儀表測量設(shè)備，測量線路的各種參數(shù)，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。 1.2.3 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)組成 常用的控制線路的基本回路由以下幾部分組成。 1．電源供電回路。供電回路的供電電源有AC380V和220V

24、等多種。 2．保護(hù)回路。保護(hù)（輔助）回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種，對(duì)電氣設(shè)備和線路進(jìn)行短路、過載和失壓等各種保護(hù)，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩(wěn)壓組件等保護(hù)組件組成。 3．信號(hào)回路。能及時(shí)反映或顯示設(shè)備和線路正常與非正常工作狀態(tài)信息的回路，如不同顏色的信號(hào)燈，不同聲響的音響設(shè)備等。 4．自動(dòng)與手動(dòng)問路。電氣設(shè)備為了提高工作效率，一般都設(shè)有自動(dòng)環(huán)節(jié)，但在安裝、調(diào)試及緊急事故的處理中，控制線路中還需要設(shè)置手動(dòng)環(huán)節(jié)，通過組合開關(guān)或轉(zhuǎn)換開關(guān)等實(shí)現(xiàn)自動(dòng)與手動(dòng)方式的轉(zhuǎn)換。 5．制動(dòng)停車回路。切斷電路的供電電源，并采取某些制動(dòng)措施，使電動(dòng)機(jī)迅速停車的控制環(huán)

25、節(jié)，如能耗制動(dòng)、電源反接制動(dòng)，倒拉反接制動(dòng)和再生發(fā)電制動(dòng)等。 6．自鎖及閉鎖同路。啟動(dòng)按鈕松開后，線路保持通電，電氣設(shè)備能繼續(xù)工作的電氣環(huán)節(jié)叫自鎖環(huán)節(jié)，如接觸器的動(dòng)合觸點(diǎn)串聯(lián)在線圈電路中。兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的電氣裝置和組件，為了保證設(shè)備運(yùn)行的安全與可靠，只能一臺(tái)通電啟動(dòng)，另一臺(tái)不能通電啟動(dòng)的保護(hù)環(huán)節(jié)，叫閉鎖環(huán)節(jié)。如兩個(gè)接觸器的動(dòng)斷觸點(diǎn)分別串聯(lián)在對(duì)方線圈電路中。 圖1.2 電氣控制原理圖 1.3 PLC控制系統(tǒng) 1.3.1 PLC的概念 PLC 是Programmable logic Controller的縮寫，即可編程邏輯控制器，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。

26、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，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。 1.3.2 PLC的特點(diǎn) 1、可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產(chǎn)的F系列PLC平均無故障時(shí)間高達(dá)30萬小時(shí)。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時(shí)間則更長。從PLC的機(jī)外電路來說，使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚

27、至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。 2、配套齊全，功能完善，適用性強(qiáng) PLC發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)

28、的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 3、易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎 PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，只用PLC的少量開關(guān)量邏輯控制指令就可以方便地實(shí)現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開了方便之門。 4、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，容易改造 PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)維護(hù)也變得容易起來。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變

29、程序改變生產(chǎn)過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。 5、體積小，重量輕，能耗低 以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機(jī)械內(nèi)部，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。 1.3.3 PLC的內(nèi)部工作方式 圖1.3 小型可編程控制器結(jié)構(gòu)框圖 PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。 全過程掃描一次所需的時(shí)間稱為掃描周期。當(dāng)處于RUN狀態(tài)時(shí)，上述掃描周期不斷循環(huán)，掃描過程。雖然PLC所使用之階梯圖程式中往往使用到許多繼電器、計(jì)時(shí)器與計(jì)數(shù)器等名稱，但PLC內(nèi)部并非實(shí)

30、體上具有這些硬件，而是以內(nèi)存與程式編程方式做邏輯控制編輯，并借由輸出元件連接外部機(jī)械裝置做實(shí)體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。 實(shí)際上PLC執(zhí)行階梯圖程式的運(yùn)作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入CPU 中并最后執(zhí)行控制運(yùn)作。在整個(gè)的掃描過程包括三大步驟： 圖1.4 掃描過程 1、輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖

31、信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2、用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)

32、RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 3、輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。 此三步驟稱為PLC之掃描周期，而完成所需的時(shí)間稱為PLC 之反應(yīng)時(shí)間，PLC 輸入訊號(hào)之時(shí)間若小于此反應(yīng)時(shí)間，則有誤讀的可能性。每次程式執(zhí)行后與下一次程式執(zhí)

33、行前，輸出與輸入狀態(tài)會(huì)被更新一次，因此稱此種運(yùn)作方式為輸出輸入端“程式結(jié)束再生”。 1.3.4 PLC的應(yīng)用 目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。 1、開關(guān)量的邏輯控制 這是PLC最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 2、模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是

34、模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實(shí)現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。 3、運(yùn)動(dòng)控制 PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)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。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。 4、過程控制 過程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)

35、，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運(yùn)行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。 5、數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算（含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也

36、可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 6、通信及聯(lián)網(wǎng) PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的發(fā)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。 2　基于三菱PLC和組態(tài)王的監(jiān)控系統(tǒng) 日本三菱公司的FX2N系列是三菱PLC是FX家族中最先進(jìn)的系列。具有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊等特點(diǎn)，為工廠自動(dòng)化應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。三菱FXPLC是小形化，高速度，高性能和所有方面都是相當(dāng)FX系列中最高檔次的超小程序裝

37、置，除輸入出16～25點(diǎn)的獨(dú)立用途外，還可以適用于多個(gè)基本組件間的連接，模擬控制，定位控制等特殊用途，是一套可以滿足多樣化廣泛需要的PLC。 組態(tài)王（Kingview）是亞控公司推出的第一款針對(duì)中小型項(xiàng)目推出的用于監(jiān)視與控制自動(dòng)化設(shè)備和過程的SCADA產(chǎn)品，也是亞控公司的第一款產(chǎn)品。組態(tài)王軟件是一種通用的工業(yè)監(jiān)控軟件，他融過程控制設(shè)計(jì)、現(xiàn)場操作以及工廠資源管理于一體，將一個(gè)企業(yè)內(nèi)部的各種生產(chǎn)系統(tǒng)和應(yīng)用以及信息交流匯集在一起，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化管理。他基于Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系統(tǒng)，用戶可以在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)的所有層次的各個(gè)位置上都可以及時(shí)獲得系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。采用組態(tài)王

38、軟件開發(fā)工業(yè)監(jiān)控工程，可以極大地增強(qiáng)用戶生產(chǎn)控制能力、提高工廠的生產(chǎn)力和效率、提高產(chǎn)品的質(zhì)量、減少成本及原材料的消耗。他適用于從單一設(shè)備的生產(chǎn)運(yùn)營管理和故障診斷，到網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分布式大型集中監(jiān)控管理系統(tǒng)的開發(fā)。 2.1 三菱FX2N系列的編程元件 三菱FX系列產(chǎn)品，它內(nèi)部的編程元件，也就是支持該機(jī)型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等，但它們與真實(shí)元件有很大的差別，一般稱它們?yōu)椤败浝^電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級(jí)、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點(diǎn)沒有數(shù)量限制、沒有機(jī)械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可

39、以作脈沖數(shù)字元件使用。 一般情況下，X代表輸入繼電器，Y代表輸出繼電器，M代表輔助繼電器，SPM代表專用輔助繼電器，T代表定時(shí)器，C代表計(jì)數(shù)器，S代表狀態(tài)繼電器，D代表數(shù)據(jù)寄存器，MOV代表傳輸?shù)取? 2.1.1輸入繼電器（X） PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號(hào)的窗口，PLC 內(nèi)部與輸入端子連接的輸入繼電器X是用光電隔離的電子繼電器，它們的編號(hào)與接線端子編號(hào)一致（按八進(jìn)制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點(diǎn)的狀態(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時(shí)間常數(shù)一般小于10ms。各基本單元都是八進(jìn)制輸入的地址，輸入為X000 ～ X007，X010

40、 ～X017，X020 ～X027 。它們一般位于機(jī)器的上端。 2.1.2輸出繼電器（Y） PLC的輸出端子是向外部負(fù)載輸出信號(hào)的窗口。輸出繼電器的線圈由程序控制，輸出繼電器的外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上供外部負(fù)載使用，其余常開/常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不限。輸出電路的時(shí)間常數(shù)是固定的 。各基本單元都是八進(jìn)制輸出，輸出為Y000 ～Y007，Y010～Y017，Y020～Y027 。它們一般位于機(jī)器的下端。 2.1.3輔助繼電器（M） PLC內(nèi)有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC內(nèi)各軟元件的觸點(diǎn)驅(qū)動(dòng)。輔助繼電器也稱中間繼電

41、器，它沒有向外的任何聯(lián)系，只供內(nèi)部編程使用。它的電子常開/常閉觸點(diǎn)使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。如下圖中的M300，它只起到一個(gè)自鎖的功能。在FX2N中普遍途采用M0～M499，共500點(diǎn)輔助繼電器，其地址號(hào)按十進(jìn)制編號(hào)。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼電器、保持繼電器等。 2.1.4定時(shí)器（T） 在PLC內(nèi)的定時(shí)器是根據(jù)時(shí)鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計(jì)時(shí)間達(dá)到設(shè)定值時(shí)，其輸出觸點(diǎn)動(dòng)作，時(shí)鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。 定時(shí)器可以用用戶程序存儲(chǔ)器內(nèi)的常數(shù)K作為設(shè)定值，也可以用數(shù)據(jù)寄存器（D）的內(nèi)容作為設(shè)定值。

42、在后一種情況下，一般使用有掉電保護(hù)功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時(shí)，定時(shí)器或計(jì)數(shù)器往往會(huì)發(fā)生誤動(dòng)作。 定時(shí)器通道范圍如下： 100 ms定時(shí)器T0～T199， 共200點(diǎn)，設(shè)定值：0.1～ 3276.7秒； 10 ms定時(shí)器T200～TT245，共46點(diǎn)，設(shè)定值：0.01～327.67秒； 1 ms積算定時(shí)器 T245～T249，共4點(diǎn)，設(shè)定值：0.001～32.767秒； 100 ms積算定時(shí)器T250～T255，共6點(diǎn)，設(shè)定值：0.1～3276.7秒； 每個(gè)定時(shí)器只有一個(gè)輸入，它與常規(guī)定時(shí)器一樣，線圈通電時(shí)，開始計(jì)時(shí)；斷電時(shí)，自動(dòng)復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時(shí)器有兩

43、個(gè)數(shù)據(jù)寄存器，一個(gè)為設(shè)定值寄存器，另一個(gè)是現(xiàn)時(shí)值寄存器，編程時(shí)，由用戶設(shè)定累積值。 2.1.5計(jì)數(shù)器（C） FX2N中的16位增計(jì)數(shù)器，是16位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器，它是在計(jì)數(shù)信號(hào)的上升沿進(jìn)行計(jì)數(shù)，它有兩個(gè)輸入，一個(gè)用于復(fù)位，一個(gè)用于計(jì)數(shù)。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減1，當(dāng)現(xiàn)時(shí)值減到零時(shí)停止計(jì)數(shù)，同時(shí)觸點(diǎn)閉合。直到復(fù)位控制信號(hào)的上升沿輸入時(shí)，觸點(diǎn)才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進(jìn)入計(jì)數(shù)狀態(tài)。 其設(shè)定值在K1～K32767范圍內(nèi)有效。 設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計(jì)數(shù)時(shí)，其輸出觸點(diǎn)就動(dòng)作。 通用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)：C0 ～C99，共100點(diǎn)。 保持用計(jì)數(shù)器的通道號(hào)：C100～C19

44、9，共100點(diǎn)。 通用與掉電保持用的計(jì)數(shù)器點(diǎn)數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。 2.1.6數(shù)據(jù)寄存器 數(shù)據(jù)寄存器是計(jì)算機(jī)必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器都是16bit（最高位為正、負(fù)符號(hào)位），也可用兩個(gè)數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲(chǔ)32 bit數(shù)據(jù)（最高位為正、負(fù)符號(hào)位）。 通用數(shù)據(jù)寄存器D 通道分配 D 0～D199，共200點(diǎn)。 只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會(huì)變化。但是，由RUN→STOP時(shí)， 全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動(dòng)，則數(shù)據(jù)不被清零）。 1) 停電保持用寄存器 通道分配 D200～D511，共31

45、2點(diǎn)，或D200～D999，共800點(diǎn)（由機(jī)器的具體型號(hào)定）。 基本上同通用數(shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會(huì)丟失，不論電源接通與否，PLC運(yùn)行與否，其內(nèi)容也不變化。然而在二臺(tái)PLC作點(diǎn)對(duì)的通信時(shí)， D490～D509被用作通信操作。 2) 文件寄存器 通道分配 D1000～D2999，共2000點(diǎn)。 文件寄存器是在用戶程序存儲(chǔ)器（RAM、EEPROM、EPROM）內(nèi)的一個(gè)存儲(chǔ)區(qū)，以500點(diǎn)為一個(gè)單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時(shí)到2000點(diǎn)。用外部設(shè)備口進(jìn)行寫入操作。在PLC運(yùn)行時(shí)，可用BMOV指令讀到通用數(shù)據(jù)寄存器中，但是不能用指令將數(shù)據(jù)寫入文件寄存器。用BMOV將 數(shù)據(jù)寫入RAM后

46、，再從RAM中讀出。將數(shù)據(jù)寫入EEPROM盒時(shí)，需要花費(fèi)一定的時(shí)間，務(wù)必請(qǐng)注意。 3) RAM文件寄存器 通道分配 D6000～D7999，共2000點(diǎn)。 驅(qū)動(dòng)特殊輔助繼電器M8074，由于采用掃描被禁止，上述的數(shù)據(jù)寄存 器可作為文件寄存器處理，用BMOV指令傳送數(shù)據(jù)（寫入或讀出）。 4）特殊用寄存器 通道分配 D8000～D8255，共256點(diǎn)。 是寫入特定目的的數(shù)據(jù)或已經(jīng)寫入數(shù)據(jù)寄存器，其內(nèi)容在電源接通時(shí)，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統(tǒng)ROM來寫入）。 2.2 三菱FX2N系列的基本邏輯指令 基本邏輯指令是PLC中最基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了PL

47、C的使用方法，各種型號(hào)的PLC的基本邏輯指令都大臺(tái)大同小異，現(xiàn)在我們針對(duì)FX2N系列，逐條學(xué)習(xí)其指令的功能和使用方法，。每條指令及其應(yīng)用實(shí)例都以梯形圖和語句表兩種編程語言對(duì)照說明。 2.2.1輸入輸出指令（LD/LDI/OUT） LD與LDI指令用于與母線相連的接點(diǎn)，此外還可用于分支電路的起點(diǎn)。OUT 指令是線圈的驅(qū)動(dòng)指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、狀態(tài)寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續(xù)使用多次。 2.2.2觸點(diǎn)串連指令（AND/ANDI）、并聯(lián)指令（OR/ORI） AND、ANDI指令用于一個(gè)觸點(diǎn)的串聯(lián)，但串聯(lián)觸點(diǎn)的數(shù)量不限，這兩個(gè)指令可

48、連續(xù)使用。 OR、ORI是用于一個(gè)觸點(diǎn)的并聯(lián)連接指令。 2.2.3電路塊的并聯(lián)和串聯(lián)指令（ORB、ANB） 含有兩個(gè)以上觸點(diǎn)串聯(lián)連接的電路稱為“串聯(lián)連接塊”，串聯(lián)電路塊并聯(lián)連接時(shí)，支路的起點(diǎn)以LD或LDNOT指令開始，而支路的終點(diǎn)要用ORB指令。ORB指令是一種獨(dú)立指令，其后不帶操作元件號(hào)，因此，ORB指令不表示觸點(diǎn)，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個(gè)電路塊并聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)并聯(lián)電路塊之后使用一個(gè)ORB指令，用這種方法編程時(shí)并聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒有限制；也可將所有要并聯(lián)的電路塊依次寫出，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時(shí)ORB指令最多使用7次。 將分支電路（并聯(lián)電

49、路塊）與前面的電路串聯(lián)連接時(shí)使用ANB指令，各并聯(lián)電路塊的起點(diǎn)，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個(gè)電路塊串聯(lián)連接，應(yīng)在每個(gè)串聯(lián)電路塊之后使用一個(gè)ANB指令，用這種方法編程時(shí)串聯(lián)電路塊的個(gè)數(shù)沒有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。 2.2.4程序結(jié)束指令（END） 在程序結(jié)束處寫上END指令，PLC只執(zhí)行第一步至END之間的程序，并立即輸出處理。若不寫END指令，PLC將以用戶存貯器的第一步執(zhí)行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調(diào)試程序時(shí)，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動(dòng)作，確認(rèn)無誤后，再依次刪

50、去插入的END指令。 2.3 組態(tài)王軟件的特點(diǎn) 組態(tài)王軟件作為一個(gè)開放型的通用工業(yè)監(jiān)控軟件，支持與國內(nèi)外常見的 PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數(shù)據(jù)采集板卡等（如：西門子 PLC、莫迪康 PLC、歐姆龍 PLC、三菱 PLC、研華模塊等等）通過常規(guī)通信接口（如串口方式、USB 接口方式、以太網(wǎng)、總線、GPRS等）進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。 組態(tài)王軟件與 IO設(shè)備進(jìn)行通信一般是通過調(diào)用*.dll 動(dòng)態(tài)庫來實(shí)現(xiàn)的，不同的設(shè)備、協(xié)議對(duì)應(yīng)不同的動(dòng)態(tài)庫。工程開發(fā)人員無須關(guān)心復(fù)雜的動(dòng)態(tài)庫代碼及設(shè)備通信協(xié)議，只須使用組態(tài)王提供的設(shè)備定義向?qū)В?即可定義工程中使用的 I/O設(shè)備， 并通過變量的定義實(shí)現(xiàn)與 I/

51、O設(shè)備的關(guān)聯(lián)，對(duì)用戶來說既簡單又方便。 主要功能特性： 1）可視化操作界面，真彩顯示圖形、支持漸進(jìn)色、豐富的圖庫、動(dòng)畫連接。 2）無與倫比的動(dòng)力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動(dòng)畫功能。 3）可以對(duì)畫面中的一部分進(jìn)行保存，以便以后進(jìn)行分析或打印。 4）變量導(dǎo)入導(dǎo)出功能，變量可以導(dǎo)出到Excel表格中，方便的對(duì)變量名稱等屬性進(jìn)行修改，然后再導(dǎo)入新工程中，實(shí)現(xiàn)了變量的二次利用，節(jié)省了開發(fā)時(shí)間。 5）強(qiáng)大的分布式報(bào)警、事件處理，支持實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)的分布式保存。 6）強(qiáng)大的腳本語言處理，能夠幫助你實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的邏輯操作和與決策處理。 7）全新的WebServer架構(gòu)，全面支持畫面發(fā)

52、布、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)布、歷史數(shù)據(jù)發(fā)布以及數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的發(fā)布。 8）方便的配方處理功能。 9）豐富的設(shè)備支持庫，支持常見的PLC設(shè)備、智能儀表、智能模塊。 2.4組態(tài)王軟件組態(tài)步驟 2.4.1建立新工程 認(rèn)識(shí)工程管理器：找到已有的工程。 文件\新建工程，瀏覽，找到組態(tài)王所在路徑，點(diǎn)擊下一步，提示“路徑不存在，是否新建”，選擇確定。輸入工程名稱，描述，點(diǎn)擊完成。提示是否將此工程設(shè)為當(dāng)前工程，選確定。 2.4.2定義I/O設(shè)備 工程瀏覽器目錄樹中，選中：設(shè)備\COM1，在工程瀏覽器右邊雙擊“新建”圖標(biāo)。出現(xiàn)設(shè)備配置向?qū)А＿x擇“智能模塊/ADAM4000系列/ADAM4017/串行

53、”，然后點(diǎn)擊下一步。輸入設(shè)備名稱：ADAM4017，如圖7。點(diǎn)擊下一步。選擇串口1，下一步，設(shè)地址為1（地址幫助：設(shè)備地址設(shè)置、通訊參數(shù)設(shè)置、變量定義），下一步，出現(xiàn)“通信參數(shù)”對(duì)話框，可以使用默認(rèn)值，點(diǎn)擊下一步，出現(xiàn)“信息總結(jié)”對(duì)話框，點(diǎn)擊完成。在工程瀏覽器右邊會(huì)出現(xiàn)ADAM4017圖標(biāo)，如圖9 同理可以新建設(shè)備ADAM4024，ADAM4050。 雙擊COM1圖標(biāo)，出現(xiàn)串口通訊參數(shù)設(shè)置對(duì)話框。進(jìn)行以下設(shè)置： ? 波特率：9600 ? 數(shù)據(jù)位：8 ? 停止位：1 ? 奇偶校驗(yàn)：無校驗(yàn) ? 通信方式：RS-232 設(shè)置完成，確定。 2.4.3構(gòu)造數(shù)據(jù)庫 工程瀏覽器目錄樹中，

54、選中數(shù)據(jù)庫\數(shù)據(jù)詞典，雙擊“新建”圖標(biāo)，彈出“定義變量”對(duì)話框，設(shè)置基本屬性： ? 變量名：水箱液位 ? 變量類型：I/O實(shí)數(shù) ? 初始值/最小值/最不原始值：4 ? 最大值/最大原始值：20（和現(xiàn)場儀表信號(hào)保持一致，可以在組態(tài)畫面中用命令語言將其轉(zhuǎn)換為真實(shí)值） ? 連接設(shè)備：ADAM4017 ? 寄存器：AI0 ? 數(shù)據(jù)類型：FLOAT ? 讀寫屬性：只讀 其它參數(shù)如圖18所示。 參數(shù)設(shè)置完，點(diǎn)擊確定。同理，定義參數(shù)“調(diào)節(jié)閥信號(hào)”，如圖19 定義參數(shù)“設(shè)定值”，如圖20 參數(shù)設(shè)置完，可在工程瀏覽器右側(cè)看到。 注意：數(shù)據(jù)類型分為兩大類，內(nèi)存和I/O，只有I/O型的變量

55、才會(huì)有設(shè)備選擇。 2.4.4創(chuàng)建組態(tài)畫面 工程瀏覽器目錄樹中，選中文件\畫面，雙擊“新建”圖標(biāo)。自動(dòng)切換到“開發(fā)系統(tǒng)”窗口，彈出“新畫面”對(duì)話框，輸入名稱：單容水箱液位控制實(shí)驗(yàn)，確定，彈出該畫面。 網(wǎng)格部分就是用戶可以畫圖的界面，可以將鼠標(biāo)放右下角拖動(dòng)畫面到最大。（1）工具箱 點(diǎn)擊“對(duì)齊柵格”圖標(biāo)，畫面中的網(wǎng)格將消失。 點(diǎn)擊“顯示調(diào)色板”圖標(biāo)，出現(xiàn)調(diào)色板。在調(diào)色板中，可以選擇對(duì)線條上色，填充色，背景色，字符色，窗口色（設(shè)整個(gè)畫面背景色，例如設(shè)為黑色），透明色。 工具箱中還有畫刷類型、線形、插入控件、基本幾何圖形、趨勢曲線等。 選擇“圖庫/打開圖庫”，彈出“圖庫管理器”。 （2）

56、組態(tài)王的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)可以值輸出的方式、曲線形式和以報(bào)表形式顯示。 1）曲線 組態(tài)王的曲線有趨勢曲線、溫控曲線和X-Y曲線。 趨勢曲線有實(shí)時(shí)趨勢曲線和歷史趨勢曲線兩種。X軸代表時(shí)間，Y軸代表變量值。實(shí)時(shí)趨勢曲線最多可顯示四條曲線，運(yùn)行時(shí)，可以自動(dòng)卷動(dòng)；而歷史趨勢曲線（通用的：圖庫中，自定義：工具箱中，）最多可顯示十六條曲線，不能自動(dòng)卷動(dòng)，與功能按鈕一起工作，共同完成歷史數(shù)據(jù)的查看工作。雙擊趨勢曲線，可以規(guī)定時(shí)間間距，數(shù)據(jù)的數(shù)值范圍，網(wǎng)格分辨率，時(shí)間坐標(biāo)數(shù)目，數(shù)值坐標(biāo)數(shù)目，以及繪制曲線的“筆”的顏色屬性。 溫控曲線（“插入控件”中）反映出實(shí)際測量值按設(shè)定曲線變化的情況。在溫控曲線中，

57、縱軸代表溫度值，橫軸對(duì)應(yīng)時(shí)間的變化，同時(shí)將每一個(gè)溫度采樣點(diǎn)顯示在曲線中。主要適用于溫度控制，流量控制等等。 X-Y曲線（“插入控件”中）主要是用曲線來顯示兩個(gè)變量之間的運(yùn)行關(guān)系，例如電流—轉(zhuǎn)速曲線等。 2）報(bào)表 工具箱中，點(diǎn)擊報(bào)表窗口。雙擊報(bào)表灰暗部分，設(shè)置報(bào)表行數(shù)、列數(shù)。選中三個(gè)格，點(diǎn)擊合并單元格圖標(biāo)，輸入報(bào)表名稱。時(shí)間、液位、溫度、流量。 也可以調(diào)入一個(gè)報(bào)表模板：報(bào)表工具箱中，打開，*.C文件，導(dǎo)入一個(gè)報(bào)表模板。 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)報(bào)表：某單元格中直接輸入“=變量名”，或點(diǎn)擊“插入變量”圖標(biāo)。 歷史數(shù)據(jù)報(bào)表：a，向報(bào)表單元格中實(shí)時(shí)加入數(shù)據(jù)。要記錄每小時(shí)最后一刻的數(shù)據(jù)作為歷史數(shù)據(jù)，采用向單

58、元格中定時(shí)刷新數(shù)據(jù)。將變量的值定時(shí)用單元格設(shè)置函數(shù)如ReportSetCellValue（”報(bào)表名稱”，行，列1，變量名）設(shè)置到不同的單元格中，這時(shí)，報(bào)表單元格中的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)刷新，而帶有函數(shù)的單元格也會(huì)自動(dòng)計(jì)算結(jié)果。 b，使用歷史數(shù)據(jù)查詢函數(shù)。ReportSetHistData(String szRptName, String szTagName, Long nStartTime, Long nSepTime, String szContent) ; szRptName：要填寫查詢數(shù)據(jù)結(jié)果的報(bào)表名稱。szTagName：所要查詢的變量名稱。StartTime：數(shù)據(jù)查詢的開始時(shí)間。SepTim

59、e：查詢的數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔，單位為秒。szContent：查詢結(jié)果填充的單元格區(qū)域 ReportSetHistData2(StartRow,StartCol); 2.4.5建立動(dòng)畫連接 所謂“動(dòng)畫連接”就是建立畫面的圖素與數(shù)據(jù)庫變量的對(duì)應(yīng)關(guān)系。這樣，工業(yè)現(xiàn)場的數(shù)據(jù)，比如溫度、液面高度等，當(dāng)它們發(fā)生變化時(shí)，通過I/O接口，在畫面中將會(huì)同步顯示。 1）在畫面中，雙擊圖標(biāo)——矩形框，填充，表達(dá)式：a，顏色，確定。畫面屬性\命令語言，if(a<100) a=a+10; else a=0; 命令語言執(zhí)行周期可改變，500ms 2）雙擊文本圖標(biāo)“##.##”，彈出“動(dòng)畫連接”對(duì)話框，點(diǎn)擊

60、模擬值輸出，彈出“模擬值輸出連接”對(duì)話框，如圖26所示。點(diǎn)“？”圖標(biāo)，選擇關(guān)聯(lián)變量“設(shè)定值”，設(shè)置數(shù)據(jù)輸出格式、對(duì)齊方式，確定。同理，可以關(guān)聯(lián)“水箱液位”、“調(diào)節(jié)閥信號(hào)”。 2.4.6實(shí)現(xiàn)控制（PID） 在開發(fā)系統(tǒng)中，工具箱\插入通用控件，選中Kingview PID Control，確定。左鍵拖出一個(gè)矩形，出現(xiàn)PID控件，雙擊設(shè)置屬性：設(shè)置測量值、輸出值、設(shè)定值。進(jìn)入運(yùn)行方式后，點(diǎn)擊“參數(shù)”設(shè)置P、I、D，以及正、反作用。 畫面建成后，點(diǎn)“文件\全部存”。 2.4.7運(yùn)行和調(diào)試 文件\切換到 View，運(yùn)行系統(tǒng)中選擇“畫面\打開”，選擇畫面。點(diǎn)擊PID控件上的“參數(shù)”，彈出“PID

61、參數(shù)設(shè)置”對(duì)話框。 2.5 三菱FX2N系列與組態(tài)王軟件的連接 組態(tài)王與三菱硬件連接可以使用RS323,也可以使用RS485。 圖2.1 PLC與組態(tài)王連接圖 三菱FX系列： 采用擴(kuò)展的232BD接口模塊：PLC-->三菱-->FX2-->編程口； 采用擴(kuò)展的485BD/485ADP接口模塊：PLC-->三菱-->FX2_485-->通訊口。 本次設(shè)計(jì)利用FX2N-485-BD進(jìn)行通訊，支持PLC編程口，需要注意的是 1、PLC不能同時(shí)與人機(jī)界面以及組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。 2、PLC監(jiān)視程序與和組態(tài)王通信不能同時(shí)進(jìn)行，因?yàn)橹挥幸桓鶖?shù)據(jù)線而且用的是一個(gè)口，一般是再加個(gè)通

62、信模塊。組態(tài)王支持和FX系列PLC通過以太網(wǎng)方式進(jìn)行通訊。 3 立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 3.1立體車庫監(jiān)控系統(tǒng)組成 1) PLC 2）上位機(jī)及監(jiān)控軟件 3）電氣傳動(dòng)部分 4）檢測部分 5）手動(dòng)控制部分 6）視頻監(jiān)控部分 7）限位開關(guān) 3.2 核心控制部分 系統(tǒng)核心部分采用三菱FX2N-40MR為控制元件，它是FX系列中功能最強(qiáng)、速度最高的微型可編程控制器。它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá)0.08us，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了很多大型可編程控制器。它功能強(qiáng)大實(shí)用，價(jià)格便宜，工作穩(wěn)定可靠，24點(diǎn)輸入，16點(diǎn)輸出，采用繼電器輸出形式，可驅(qū)動(dòng)交直流負(fù)載，負(fù)載電流在2A左右。220V AC

63、供電。并且輸入端內(nèi)部自帶24V直流電源，還可為負(fù)載提供直流電源。 3.4 控制策略 ? １號(hào)車位、2號(hào)車位、3號(hào)車位只能上下移動(dòng)，不能左右移動(dòng)； ? 4號(hào)車位、5號(hào)車位只能左右移動(dòng)，不能上下移動(dòng)； ? 下排車位上的汽車可以直接開出； ? 上排車位的汽車，要想開出需要先按下相應(yīng)車位標(biāo)號(hào)呼叫按鍵，再按下叫車按鍵，然后下排車位先左右移動(dòng)，讓出位置，上排車位降至下層，再進(jìn)出車輛。 3.5 監(jiān)控軟件部分 組態(tài)監(jiān)控部分采用組態(tài)王軟件，系統(tǒng)通過圖形動(dòng)態(tài)顯示車位位置和電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，采用改變圖形顏色和閃爍功能 進(jìn)行事故報(bào)警。實(shí)時(shí)顯示車庫具體情況 。監(jiān)測監(jiān)控主機(jī)可動(dòng)態(tài)顯示車庫系統(tǒng)運(yùn)行的模擬圖、運(yùn)

64、行參數(shù)圖表，記錄系統(tǒng)運(yùn)行和故障數(shù)據(jù)，并顯示故障點(diǎn)以提醒操作人員注意。 3.6 IO清單 表3.1 DI清單 序號(hào) 安裝位置 模塊地址 地址號(hào) 接線編號(hào) 點(diǎn)描述 1 DI-1 x0 x000 ck1pyw 車庫1平移到位 2 x1 x001 ck2pyw 車庫2平移到位 3 x2 x002 ck3pyw 車庫3平移到位 4 x3 x003 ck4pyw 車庫4平移到位 5 x4 x004 ck5pyw 車庫5平移到位 6 x5 x005 ck6pyw 車庫6平移到位 7 x6 x006 ck7pyw 車庫7

65、平移到位 8 x7 x007 ck8pyw 車庫8平移到位 9 x8 x010 ck9pyw 車庫9平移到位 10 x9 x011 ck2tsw 車庫2提升到位 11 x10 x012 ck5tsw 車庫5提升到位 12 x11 x013 ck8tsw 車庫8提升到位 13 x12 x014 ck3tsw 車庫3提升到位 14 x13 x015 ck6tsw 車庫6提升到位 15 x14 x016 ck9tsw 車庫9提升到位 16 x15 x017 ck1xjw 車庫1下降到位 17 DI-2 x

66、16 x020 ck4xjw 車庫4下降到位 18 x17 x021 ck7xjw 車庫7下降到位 19 x18 x022 ck2xjw 車庫2下降到位 20 x19 x023 ck5xjw 車庫5下降到位 21 x20 x024 ck8xjw 車庫8下降到位 表3.2 DO清單 序號(hào) 安裝位置 模塊地址 地址號(hào) 接線編號(hào) 點(diǎn)描述 1 DO-1 y0 y000 ckl1ts 列1提升 2 y1 y001 ckl2ts 列2提升 3 y2 y002 ckl3ts 列3提升 4 y3 y003 ckl1xj 列1下降 5 y4 y004 ckl2xj 列2下降 6 y5 y005 ckl3xj 列3下降 7 y6 y006 ckc1zy 層1左移 8 y7 y007 ckc2zy 層2左移 9 y10 y010 ckc3zy 層3左移 10 y11 y011 ckc1yy 層1右移 11 y12 y012 ckc2y