PLC控制跑马灯系统的设计 - 图文

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件的功能编程软件日益普及PLC的手持式编程器编程功能有限，使用不便。随着计算机的迅速普及、升级以及编程软件性能的不断提高，使用编程软件的人越来越多，笔记本电脑的大幅度降价解决了计算机编程的现场调试问题大多数PLC厂家都向用户提供免费使用的演示版编程软件，正版编程软件的价格也在不断降低。编程软件可以对PLC控制系统的硬件组态，在屏幕上可以直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同编程语言的相互转换。程序可以下载、存盘和打印，通过网络或电话线，还可以实现远程编程。现在有的PLC(如西门子的S7－200系列)用基于PC的编程软件来编程，已没有配置手持式编程器。编程软件的功能不断提高PLC的编程软件升级更新非常快，如三菱先后推出了MEDOC、SWOPC－FXGP/WIN、GPPW编程软件和LLT模拟仿真软件。大多数厂家的编程软件都有汉化版，方便了英语水平较差的国内用户。 编程语言的标准化PLC的编程语言标准IEC61131－1已公布了多年，欧美的PLC厂家的编程语言基本上符合IEC标准。某些“软PLC”(即在PC上运行的可实现PLC功能的软件包)几乎都是按IEC标准设计的。随着时间的推移，IEC标准会得到越来越广的使用。

使用编程向导简化编程过程

S7－200的编程软件STEP 7－MicroWIN32配备了大量的编程向导，如PID、网络读写、高速计数器和高速输出指令的编程向导，位置控制模块、文本显示器TD200、调制解调器模块、以太网模块、互联网模块、AS－i通信模块等的编程向导。使用这些编程向导时，只需要输入要求的数据或确定选项，编程软件就可以自动地生成用户程序。

编程软件配备仿真功能

有的PLC生产厂家提供了在计算机上运行，可以用来代替PLC的硬件调试用户程序的仿真软件，例如西门子公司与STEP 7编程软件配套使用的S7－PLCSIM仿真软件、

三菱公司与SW3D5C－GPPW－C编程软件配套的SW3D5C－LLT－C仿真软件，欧姆龙公司与CX－Programmer编程软件配套的仿真软件CX－Simulator等，西门子的“LOGO！”可编程逻辑模块的编程软件也有仿真功能。

PLC的仿真软件也是初学者学习编程和程序调试方法的很好的学习工具。 通信功能的增强和标准化不断增强通信功能随着计算机网络通信在控制系统中的广泛应用，通信功能受到越来越高的重视，因此小型PLC的通信功能在不断扩展和增强。以三菱的FX系列为例，它可以接入开放式通信网络，为此提供了CC－Link系统主站模块、CC－Link接口模块、AS－i主站模块、DeviceNet接口模块和Profibus接口模块。使用MELSEC远程 I/O链接系统主站模块可组成远程I/O网络。RS－232C通信接口模块、RS－232C适配器、RS－485通信板适配器、RS－232C/RS－485转换接口等提供了标准的串行通信接口。在软件方面FX提供了一些专用的通信协议，如并行链接、N：N链接、计算机链接和I/O

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链接。计算机链接协议基本上符合Modbus通信协议中的ASCII传输模式，PLC与PC通信时，PLC一侧不需要用户编程。其余的几种链接的通信是周期性地自动实现的，用户只需要作一些简单的设置。GE－Fanuc公司的Versa Max系列PLC可与现场总线Device Net、Profibus－DP和Genius链接。用户

可使用Modbus RTU从站、ASCII读写和SNP等通信协议。Micro Logix 系列PLC可选择对等通信、Device Net和SCADA/RTU网络通信。

提高通信的开放程度

早期的PLC基本上采用厂家专用的通信协议，给不同厂家的产品互联互通和用户的使用带来了很大的困难。现在的发展趋势是尽可能地采用符合国际标准的通信协议，如符合现场总线国际标准IEC 61158和IEC 62026中的某些总线标准。值得一提的是Modbus通信协议，该协议包括两种传输模式(ASCII和RTU)，它们在PLC的通信中得到了广泛的使用，Modbus协议已经成为事实上的标准。有的厂家对Modbus协议作了一些改动。现场总线与PLC紧密结合现场总线与PLC有着天然的联系，因为很多现场总线都是PLC生产厂家开发出来的，如Rockwell的Control Net和Device Net，西门子的Profibus等，现在已经有相当多的PLC有现场总线通信功能。值得关注的是已进入国际标准的现场总线，在PLC中使用得较多的现场总线有Profibus\\DeviceNet和AS－i(执行器、传感器接口)等。简化通信程序的设计实际中用得较多的是计算机与PLC之间的通信。有的通信协议只需要编写计算机一侧的通信程序，PLC接收和发送通信帧是自动完成的。为了减少用户编写计算机通信程序的工作量，不少厂家设计了计算机与PLC通信的接口软件，如Prodave是西门子公司为解决计算机与PLC进行数据交换而设计的动态链接库，使用VB、VC和Delphi等编程语言均可以用其中的函数，计算机可以很方便地读写西门子PLC(S7－200/300/400)的存储区。在GE－Fanuc公司的RTU协议中，计算机作主站，PLC作从站，只有计算机能主动发送命令帧，PLC收到后返回响应帧。响应帧(包括其中的CRC校验字)是自动生成的，计算机发出的命令帧则需要用户编程。西门子最近推出的EM241 Mo-dem模块可用STEP 7－Micro/WIN编程软件中的调制解调器组态向导来设置程序中需要的参数，完成设置后，向导将为选择的组态生成程序块和数据块。

PLC的软件化与PC化个人计算机(PC)的价格便宜，有很强的数据运算、数据处理、通信和人机交互的功能。过去个人计算机主要用作PLC的编程器、操作站或人/机接口终端，如果用于工业控制现场，必须使用加固型的工业个人计算机，一般称为工业控制计算机。目前已有多家厂商推出了在PC机上运行的可实现PLC功能的软件包，如北京同拓公司等的推出的eMbiz低成本开放式控制与自动化方案套装软件，包含通用及嵌入式人机界面、符合IEC1131－3标准的软逻辑控制及Internet功能。北京俄华通仪表技术有限公司的TRANCE MODE工控组态软件的逻辑控制(即开关量控制)部分、亚控公司的King PLC、研华公司的基于PC的软逻辑控制器ADAM－5501/P31，均是按IEC1131－3标准设计的软件PLC，后者可在PC上用梯形图、顺序功能图和功能块图这3种IEC1131－3标准的图形语言来编程

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1.4 PLC的定义及特点

（1）可编程控制器，简称PLC（Programmable logic Controller）,是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置”。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

（2） PLC的特点：

a.可靠性高，抗干扰能力强； b.配套齐全，功能完善，适用性强； c.易学易用，深受工程技术人员欢迎；

d.系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造； e.体积小，重量轻，能耗低。

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第2章 硬件电路的设计

2.1 跑马灯电路的设计

PLC工作的时间基准是由跑马灯电路提供的。在PLC的输出的端部，接一只电阻和一个发光二极管或接一只电阻并联两个发光二极管就构成了PLC的跑马灯电路，如图2-1所示。

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