1、 PAGE33 / NUMPAGES33科技大學本科畢業設計(論文)(2011屆)論文題目基于PLC 的立體車庫監控系統設計 (英文)所在學院專業班級學生學號指導教師職稱指導教師職稱完成日期年月日基于PLC 的立體車庫監控系統設計2011年5月摘 要立體車庫在國是個新興行業，立體車庫可緩解城市動、靜態交通問題，改善居住環境，有效利用土地價值。本系統采用PLC、計算機結合組態畫面監控，按動按鈕或控制組態畫面即可完成汽車存取過程，操作簡單，存取方便。控制電路部分采用傳統電氣控制方式，使車庫運行安全可靠。設計采用可分組合，模塊式安裝，方便靈活，具有維護使用方便，造價低等特點。采用三菱FX2N-40M

2、R PLC和組態王6.53版監控軟件實現基于PLC 的立體車庫監控系統，具有立體車庫的監控、存取、管理等功能。針對立體車庫的特點，提出了各類提供監控系統運行可靠性的措施。關鍵詞：立體車庫；PLC控制；組態王AbstractThree-dimensional garage in domestic is a new profession, three-dimensional garage can relieve urban dynamic and static traffic problems, improve the residential environment, the effective

3、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 circuit part adopts traditional electrical controlling method

4、, 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 monitoring software realization based on PLC three-dimensional gara

5、ge 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 reliability measures.Key Words: Three-dimensional garage;PLC control

6、; microprocessor目 錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc293654159摘要 PAGEREF _Toc293654159 h 3HYPERLINK l _Toc293654160Abstract PAGEREF _Toc293654160 h 4HYPERLINK l _Toc2936541611立體車庫概述 PAGEREF _Toc293654161 h 7HYPERLINK l _Toc2936541621.1 立體車庫的背景和意義 PAGEREF _Toc293654162 h 7HYPERLINK l _Toc2936541631.1.

7、1國立體車庫的現狀 PAGEREF _Toc293654163 h 9HYPERLINK l _Toc2936541641.1.2 升降橫移式車庫簡介 PAGEREF _Toc293654164 h 10HYPERLINK l _Toc2936541651.1.3 升降橫移式車庫的安全裝置 PAGEREF _Toc293654165 h 10HYPERLINK l _Toc2936541661.2 立體車庫監控系統 PAGEREF _Toc293654166 h 10HYPERLINK l _Toc2936541671.2.1 立體車庫監控系統的特點 PAGEREF _Toc293654167

8、 h 10HYPERLINK l _Toc2936541681.2.2 立體車庫監控系統的主要功能 PAGEREF _Toc293654168 h 11HYPERLINK l _Toc2936541691.2.3 立體車庫監控系統的系統組成 PAGEREF _Toc293654169 h 11HYPERLINK l _Toc2936541701.3 PLC控制系統 PAGEREF _Toc293654170 h 12HYPERLINK l _Toc2936541711.3.1 PLC的概念 PAGEREF _Toc293654171 h 12HYPERLINK l _Toc2936541721

9、.3.2 PLC的特點 PAGEREF _Toc293654172 h 13HYPERLINK l _Toc2936541731.3.3 PLC的部工作方式 PAGEREF _Toc293654173 h 14HYPERLINK l _Toc2936541741.3.4 PLC的應用 PAGEREF _Toc293654174 h 16HYPERLINK l _Toc2936541752基于三菱PLC和組態王的監控系統 PAGEREF _Toc293654175 h 18HYPERLINK l _Toc2936541762.1 三菱FX2N系列的編程元件 PAGEREF _Toc2936541

10、76 h 18HYPERLINK l _Toc2936541772.1.1輸入繼電器（X） PAGEREF _Toc293654177 h 19HYPERLINK l _Toc2936541782.1.2輸出繼電器（Y） PAGEREF _Toc293654178 h 19HYPERLINK l _Toc2936541792.1.3輔助繼電器（M） PAGEREF _Toc293654179 h 19HYPERLINK l _Toc2936541802.1.4定時器（T） PAGEREF _Toc293654180 h 19HYPERLINK l _Toc2936541812.1.5計數器（C

11、） PAGEREF _Toc293654181 h 20HYPERLINK l _Toc2936541822.1.6數據寄存器 PAGEREF _Toc293654182 h 20HYPERLINK l _Toc2936541832.2 三菱FX2N系列的基本邏輯指令 PAGEREF _Toc293654183 h 21HYPERLINK l _Toc2936541842.2.1輸入輸出指令（LD/LDI/OUT） PAGEREF _Toc293654184 h 21HYPERLINK l _Toc2936541852.2.2觸點串連指令（AND/ANDI）、并聯指令（OR/ORI） PAGE

12、REF _Toc293654185 h 21HYPERLINK l _Toc2936541862.2.3電路塊的并聯和串聯指令（ORB、ANB） PAGEREF _Toc293654186 h 22HYPERLINK l _Toc2936541872.2.4程序結束指令（END） PAGEREF _Toc293654187 h 22HYPERLINK l _Toc2936541882.3 組態王軟件的特點 PAGEREF _Toc293654188 h 22HYPERLINK l _Toc2936541892.4組態王軟件組態步驟 PAGEREF _Toc293654189 h 23HYPER

13、LINK l _Toc2936541902.4.1建立新工程 PAGEREF _Toc293654190 h 23HYPERLINK l _Toc2936541912.4.2定義I/O設備 PAGEREF _Toc293654191 h 23HYPERLINK l _Toc2936541922.4.3構造數據庫 PAGEREF _Toc293654192 h 24HYPERLINK l _Toc2936541932.4.4創建組態畫面 PAGEREF _Toc293654193 h 25HYPERLINK l _Toc2936541942.4.5建立動畫連接 PAGEREF _Toc29365

14、4194 h 26HYPERLINK l _Toc2936541952.4.6實現控制（PID） PAGEREF _Toc293654195 h 27HYPERLINK l _Toc2936541962.4.7運行和調試 PAGEREF _Toc293654196 h 27HYPERLINK l _Toc2936541972.5 三菱FX2N系列與組態王軟件的連接 PAGEREF _Toc293654197 h 27HYPERLINK l _Toc2936541983 立體車庫監控系統的設計 PAGEREF _Toc293654198 h 28HYPERLINK l _Toc293654199

15、3.1立體車庫監控系統組成 PAGEREF _Toc293654199 h 28HYPERLINK l _Toc2936542003.2 核心控制部分 PAGEREF _Toc293654200 h 28HYPERLINK l _Toc2936542013.4 控制策略 PAGEREF _Toc293654201 h 28HYPERLINK l _Toc2936542023.5 監控軟件部分 PAGEREF _Toc293654202 h 28HYPERLINK l _Toc2936542033.6 IO清單 PAGEREF _Toc293654203 h 29HYPERLINK l _Toc

16、2936542043.7 PLC控制系統配置 PAGEREF _Toc293654204 h 30HYPERLINK l _Toc2936542053.8 控制方式 PAGEREF _Toc293654205 h 30HYPERLINK l _Toc2936542063.9 程序清單 PAGEREF _Toc293654206 h 31HYPERLINK l _Toc2936542074 立體車庫監控系統的實現 PAGEREF _Toc293654207 h 32HYPERLINK l _Toc2936542084.1 上位監控工程建立 PAGEREF _Toc293654208 h 32HY

17、PERLINK l _Toc2936542094.2 圖形界面設計 PAGEREF _Toc293654209 h 32HYPERLINK l _Toc2936542104.3數據庫構造 PAGEREF _Toc293654210 h 33HYPERLINK l _Toc2936542114.4建立動畫連接 PAGEREF _Toc293654211 h 33HYPERLINK l _Toc2936542124.5運行調試 PAGEREF _Toc293654212 h 34HYPERLINK l _Toc2936542135 總結 PAGEREF _Toc293654213 h 351立體車

18、庫概述1.1 立體車庫的背景和意義隨著我國城市經濟和汽車工業的迅速發展，擁有私家車的家庭越來越多，而與此相對應的是城市停車狀況的尷尬。停車問題是城市在發展過程中出現的靜態交通（車輛停放狀態）問題，靜態交通是相對于動態交通（車輛行駛狀態）而存在的一種交通形態，二者相互聯系，互相影響，停車設施是城市靜態交通的主要容，隨著城市的不斷發展，各種車輛的不斷增加，對停車設施的需求也在不斷增加，如果兩者之間失去平衡，城市里就會出現停車難的一系列問題。數據顯示，最近幾年我國城市機動車輛平均增長速度在15%-20%，而同時期城市停車基礎設施的平均增長速度只有2%-3%，特別是大城市的機動車擁有量的增長速度遠遠超

19、過停車基礎設施的增長速度，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，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通工具，以減少機動車對停車場的需求。而硬措施，主要包括增建停車場，建設地下與立體停車場、利用其它空間滿足停車需求。而無論采取什么措施，在規劃后再收拾殘局，于局限彌補不足，政府和管理部門所需投入得精力和資金都不小。圖1.1 國外現代立體車庫隨著人類社會的不斷進步和科學技術的發展，人類的生產、生活方式趨于集中，城市的規模越來越大，人們在城市里的生存空間卻越來越小，于是出現

20、了要利用空間的理念，城市中開始建設立體建筑、立體交通和立體停車。作為現代大都市的標志，城市中心商住區高樓大廈林立，社區道路、高架交通干道、立交橋和地下鐵路，編織出城市立體交通網，汽車的住宅停車場也有了長足的發展，由平面停車向立體停車，由簡單的機械車庫向計算機管理高度自動化的現代立體停車演變，成為具有較強的實用性、觀賞性和適合城市環境的建筑。伴隨著汽車進入家庭，城市動態、靜態交通管理制度的不斷完善和人們對居住環境要求的提高，給停車產業提供了前所未有發展機遇，停車產業市場前景廣闊。作為現代大都市的標志，立體建筑和立體交通都有了顯著發展，道路擁擠、車滿為患已成為當今快節奏社會中的最不和諧之音，發展立

21、體停車已成為人們的共識。目前我國經濟正處在高速發展時期，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車進入家庭的步伐正在加快，停車產業市場前景廣闊。機械式立體車庫既可以大面積使用，也可以見縫插針設置，還能與地面停車場、地下車庫和停車樓組合實施，是解決城市停車難最有效的手段，也是停車產業發展的必由之路。當前，我國許多大城市如、都開始大力發展機械式立體停車產業。機械車庫與傳統的自然地下車庫相比，在許多方面都顯示出優越性。首先，機械車庫具有突出的節地優勢。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40平方米的面積，而如果采用雙層機械車庫，可使地面的使用率提高8090，如果采用地上多層（21層）立體

22、式車庫的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，這可以大節省有限的土地資源，并節省土建開發成本。 機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，人在車庫或車不停準位置，由電子控制的整個設備便不會運轉。應該說，機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械存車，還可以免除采暖通風設施，因此，運行中的耗電量比工人管理的地下車庫低得多。機械車庫一般不做成套系統，而是以單臺集裝而成。這樣可以充分發揮其用地少、可化整為零的優勢，在住宅區的每個組團中或每棟樓下都可以隨機設立機械停車樓。這對眼下車庫短缺的小區解決停車難的問題提供了方便條件。近年來，隨著經濟的發展，我國的城市化水平

23、加快和人民生活水平的提高，汽車數量的不斷增加。截至2003年底，我國個人汽車保有量為12427672輛。其中，個人轎車4890387輛，比2002年增加1462441輛，增長率為42.7%，但與此同時，汽車停車場地的增長卻不能與之同步，汽車泊位與汽車數量的比例嚴重失調，由此帶來停車難、違章停車、停車管理困難等一系列問題。當以往的路邊、人行道上停車、地下或地面停車場均解決不了上述問題時，采用機械式立體停車設備是一個非常有效的措施。機械式立體停車設備又名立體車庫，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，緩解停車難的一個有效手段。國家計委已明確機械式立體停車設備與城市立體

24、停車場為國家重點支持的產業，1998年1月1日起執行的國家計委6號令把機械式停車序和立體停車場列入“國家重點鼓勵發展的產業、產品和技術日錄”，國家海關總署對機械式停車產品規定“國投資項目給予免征進口稅”、上述措施為我國立體車庫產業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會。可以預見立體車庫具有非常廣闊的市場前景。1.1.1國立體車庫的現狀我國機械式車庫的早期研究開發工作是從80年代中期開始，90年代開始引進和生產停車設備，在、等地都有使用。參照日本等國標準制定的我國行業標準也于近幾年出臺，目前停車設備生產廠已發展到幾百家，生產各種類型的停車設備，有些停車設備已開始出口。機械式立

25、體車庫是一種具有綜合性能的建筑，不僅包含了機械停車設備，其規劃建設涉與到區域整體景觀、交通疏導、建筑結構、供電照明、通訊監視、通風排水、環境保護、安全消防、收費管理等各學科領域，就停車設備本身而言，其機械結構的發展已形成了停車設備獨有的技術特征，需要多學科、多專業的復合型人才積極參與，把國外停車技術和各領域的成熟技術移植到我國停車產業，開發出安全、經濟、高效、節能、省地的產品，滿足國外市場的需求。在我國的停車產業發展中還存在一些問題，如沒有統一的技術標準；多數產品是仿效或引進國外技術制造，技術水平低；缺少具有一定規模的企業，生產能力不足；市場競爭無序，個別企業為搶占市場，采取低價競爭；缺少科研

26、設計單位的參與，技術創新能力嚴重不足；政策不配套，對停車產業發展和管理嚴重滯后等。解決上述問題，需要我們在政策市場、管理和技術多方面做出努力。政策方面應參照發達國家的有關政策法規，規劃確定出專用和公共停車位的合理數量，實現投資主體多元化，確定車庫的管理屬性和停車收費標準，給予投資和經營者相應的優惠政策，使其有利可圖。市場方面應建立車庫市場運行機制，利用價格杠桿調高占路停車收費標準，逐步消除“路滿庫空”現象。鼓勵按市場規則經營車庫，并實施政府監督和政策調控，使停車產業良性發展。1.1.2 升降橫移式車庫簡介升降橫移式立體車庫以鋼結構框架為主題，采用電機驅動鏈條帶動載車板做升降橫移運動，實現存取車

27、輛。其工作原理為：每個車位均有載車板，所需存取車輛的載車板通過升降橫移運動到達地面層，駕駛員進入車庫，存取車輛，完成存取過程。停泊在車庫地面層的車輛：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動為頂層車輛讓出空位，或存取車輛。三層升降橫移式的運行原理：該停車設備的出入口在第一層，最高層的停車板只可做升降動作，最底層的停車板只可做橫移運動。中間兩層停車既可作升降動作又可做橫移動作。下上層均設有空位，停車板通過橫移動作變換空位，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和

28、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，上載車板兩側相應位置處各裝兩只耳環，當上載車板上升到位后，縱梁下面的四只掛鉤便自動套入四只耳環，以防止升降電機常閉制動器慢釋放后，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和防碰撞板。行程極限開關的作用是使載車板橫移到位后自動停止。防碰撞板的作用是：下載車板橫移時，如果碰撞到人、遺留行或車主寵物時，切斷橫移電機電源，橫移停止。1.2 立體車庫監控系統1.2.1 立體車庫監控系統的特點立體車庫設

29、備較多，相互連鎖繁雜統。控制過程具有很強的時序性。現場環境惡劣，粉塵、潮濕、振動、噪聲、電磁干擾都比較嚴重，給電設備運行與檢修都帶來不便。整個系統控制分散，覆蓋距離遠。1.2.2 立體車庫監控系統的主要功能為了保證一次設備運行的可靠與安全，需要有許多輔助電氣設備為之服務，能夠實現某項控制功能的若干個電器組件的組合，稱為控制回路或二次回路。這些設備要有以下功能：1自動控制功能高壓和大電流開關設備的體積是很大的，一般都采用操作系統來控制分、合閘，特別是當設備出了故障時，需要開關自動切斷電路，要有一套自動控制的電氣操作設備，對供電設備進行自動控制。2保護功能電氣設備與線路在運行過程中會發生故障，電流

30、（或電壓）會超過設備與線路允許工作的圍與限度，這就需要一套檢測這些故障信號并對設備和線路進行自動調整（斷開、切換等）的保護設備。3監視功能電是眼睛看不見的，一臺設備是否帶電或斷電，從外表看無法分辨，這就需要設置各種視聽信號，如燈光和音響等，對一次設備進行電氣監視。4測量功能燈光和音響信號只能定性地表明設備的工作狀態（有電或斷電），如果想定量地知道電氣設備的工作情況，還需要有各種儀表測量設備，測量線路的各種參數，如電壓、電流、頻率和功率的大小等。1.2.3 立體車庫監控系統的系統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等多種。2保護

31、回路。保護（輔助）回路的工作電源有單相220、36V或直流220、24V等多種，對電氣設備和線路進行短路、過載和失壓等各種保護，由熔斷器、熱繼電器、失壓線圈、整流組件和穩壓組件等保護組件組成。3信號回路。能與時反映或顯示設備和線路正常與非正常工作狀態信息的回路，如不同顏色的信號燈，不同聲響的音響設備等。4自動與手動問路。電氣設備為了提高工作效率，一般都設有自動環節，但在安裝、調試與緊急事故的處理中，控制線路中還需要設置手動環節，通過組合開關或轉換開關等實現自動與手動方式的轉換。5制動停車回路。切斷電路的供電電源，并采取某些制動措施，使電動機迅速停車的控制環節，如能耗制動、電源反接制動，倒拉反接

32、制動和再生發電制動等。6自鎖與閉鎖同路。啟動按鈕松開后，線路保持通電，電氣設備能繼續工作的電氣環節叫自鎖環節，如接觸器的動合觸點串聯在線圈電路中。兩臺或兩臺以上的電氣裝置和組件，為了保證設備運行的安全與可靠，只能一臺通電啟動，另一臺不能通電啟動的保護環節，叫閉鎖環節。如兩個接觸器的動斷觸點分別串聯在對方線圈電路中。圖1.2 電氣控制原理圖1.3 PLC控制系統1.3.1 PLC的概念PLC 是Programmable logic Controller的縮寫，即可編程邏輯控制器，是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其部存儲程序，執行邏輯運算，順

33、序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。1.3.2 PLC的特點1、可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線與開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故

34、障時可與時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路與設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統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PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強與人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。3、易學易用，深受工程技術人員歡迎P

35、LC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。4、系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計與建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。5、體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC

36、為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械部，是實現機電一體化的理想控制設備。1.3.3 PLC的部工作方式圖1.3 小型可編程控制器結構框圖PLC采用循環掃描的工作方式，包括部處理、通訊操作、輸入處理、程序執行、輸出處理幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當處于RUN狀態時，上述掃描周期不斷循環，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、計時器與計數器等名稱，但PLC部并非實體上具有這些硬件，而是以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械裝置做實體控制。因此能大大減少控制器所需之硬件空間

37、。實際上PLC執行階梯圖程式的運作方式是逐行的先將階梯圖程式碼以掃描方式讀入CPU 中并最后執行控制運作。在整個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和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 2、用戶程序執行階段在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用

38、戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。 即，在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新

39、的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。 3、輸出刷新階段當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。此三步驟稱為PLC之掃描周期，而完成所需的時間稱為PLC 之反應時間，PLC 輸入訊號之時間若小于此反應時間，則有誤讀的可能性。每次程式執行后與下一次程式執行前，輸出與輸入狀態會被更新一次，因此稱此種運作方式為輸出輸入端“程式結束再生”。1.3.4 PLC的應用目前，PLC在國外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽

40、車、輕紡、交通運輸、環保與文化娛樂等各個行業，使用情況大致可歸納為如下幾類。1、開關量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統的繼電器電路，實現邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控與自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。2、模擬量控制在工業生產過程當中，有許多連續變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現模擬量（Analog）和數字量（Digital）之間的A/D轉換與D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。3、

41、運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執行機構，現在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。4、過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環控制。作為工業控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環控制。PID調節是一般閉環控制系統中用得較多的調節方法。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處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金

42、、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。5、數據處理現代PLC具有數學運算（含矩陣運算、函數運算、邏輯運算）、數據傳送、數據轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數據的采集、分析與處理。這些數據可以與存儲在存儲器中的參考值比較，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，或將它們打印制表。數據處理一般用于大型控制系統，如無人控制的柔性制造系統；也可用于過程控制系統，如造紙、冶金、食品工業中的一些大型控制系統。6、通信與聯網PLC通信含PLC間的通信與PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發展，工廠自動化網絡發展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛

43、推出各自的網絡系統。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。2基于三菱PLC和組態王的監控系統日本三菱公司的FX2N系列是三菱PLC是FX家族中最先進的系列。具有高速處理與可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊等特點，為工廠自動化應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FX系列中最高檔次的超小程序裝置，除輸入出1625點的獨立用途外，還可以適用于多個基本組件間的連接，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。組態王（Kingview）是亞控公司推出的第一款針對中小型項目推出的用于監視與控制自動化設備和過程的SCADA

44、產品，也是亞控公司的第一款產品。組態王軟件是一種通用的工業監控軟件，他融過程控制設計、現場操作以與工廠資源管理于一體，將一個企業部的各種生產系統和應用以與信息交流匯集在一起，實現最優化管理。他基于Microsoft Windows XP/NT/2000 操作系統，用戶可以在企業網絡的所有層次的各個位置上都可以與時獲得系統的實時信息。采用組態王軟件開發工業監控工程，可以極增強用戶生產控制能力、提高工廠的生產力和效率、提高產品的質量、減少成本與原材料的消耗。他適用于從單一設備的生產運營管理和故障診斷，到網絡結構分布式大型集中監控管理系統的開發。2.1 三菱FX2N系列的編程元件三菱FX系列產品，它

45、部的編程元件，也就是支持該機型編程語言的軟元件，按通俗叫法分別稱為繼電器、定時器、計數器等，但它們與真實元件有很大的差別，一般稱它們為“軟繼電器”。這些編程用的繼電器，它的工作線圈沒有工作電壓等級、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數量限制、沒有機械磨損和電蝕等問題。它在不同的指令操作下，其工作狀態可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數字元件使用。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代表定時器，C代表計數器，S代表狀態繼電器，D代表數據寄存器，MOV代表傳輸等。2.1.1輸入繼電器（X）PLC的輸入端子是從外部開關接受信號的窗口，PL

46、C 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，它們的編號與接線端子編號一致（按八進制輸入），線圈的吸合或釋放只取決于PLC外部觸點的狀態。部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數不限。輸入電路的時間常數一般小于10ms。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000 X007，X010X017，X020 X027 。它們一般位于機器的上端。2.1.2輸出繼電器（Y）PLC的輸出端子是向外部負載輸出信號的窗口。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接到PLC的輸出端子上供外部負載使用，其余常開/常閉觸點供部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數不

47、限。輸出電路的時間常數是固定的 。各基本單元都是八進制輸出，輸出為Y000Y007，Y010Y017，Y020Y027 。它們一般位于機器的下端。2.1.3輔助繼電器（M）PLC有很多的輔助繼電器，其線圈與輸出繼電器一樣，由PLC各軟元件的觸點驅動。輔助繼電器也稱中間繼電器，它沒有向外的任何聯系，只供部編程使用。它的電子常開/常閉觸點使用次數不受限制。但是，這些觸點不能直接驅動外部負載，外部負載的驅動必須通過輸出繼電器來實現。如下圖中的M300，它只起到一個自鎖的功能。在FX2N中普遍途采用M0M499，共500點輔助繼電器，其地址號按十進制編號。輔助繼電器中還有一些特殊的輔助繼電器，如掉電繼

48、電器、保持繼電器等。2.1.4定時器（T）在PLC的定時器是根據時鐘脈沖的累積形式，當所計時間達到設定值時，其輸出觸點動作，時鐘脈沖有1ms、10ms、100ms。定時器可以用用戶程序存儲器的常數K作為設定值，也可以用數據寄存器（D）的容作為設定值。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數據寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數器往往會發生誤動作。定時器通道圍如下：100 ms定時器T0T199， 共200點，設定值：0.13276.7秒；10 ms定時器T200TT245，共46點，設定值：0.01327.67秒；1 ms積算定時器 T245T249，共4點，設定值：0.00

49、132.767秒；100 ms積算定時器T250T255，共6點，設定值：0.13276.7秒；每個定時器只有一個輸入，它與常規定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復位，不保存中間數值。定時器有兩個數據寄存器，一個為設定值寄存器，另一個是現時值寄存器，編程時，由用戶設定累積值。2.1.5計數器（C）FX2N中的16位增計數器，是16位二進制加法計數器，它是在計數信號的上升沿進行計數，它有兩個輸入，一個用于復位，一個用于計數。每一個計數脈沖上升沿使原來的數值減1，當現時值減到零時停止計數，同時觸點閉合。直到復位控制信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設定值又寫入，再又進入計數狀態。其設定值

50、在K1K32767圍有效。設定值K0與K1含義一樣，即在第一次計數時，其輸出觸點就動作。通用計數器的通道號：C0 C99，共100點。保持用計數器的通道號：C100C199，共100點。通用與掉電保持用的計數器點數分配，可由參數設置而隨意更改。2.1.6數據寄存器數據寄存器是計算機必不可少的元件，用于存放各種數據。FX2N中每一個數據寄存器都是16bit（最高位為正、負符號位），也可用兩個數據寄存器合并起來存儲32 bit數據（最高位為正、負符號位）。通用數據寄存器D 通道分配 D 0D199，共200點。只要不寫入其他數據，已寫入的數據不會變化。但是，由RUNSTOP時， 全部數據均清零。（

51、若特殊輔助繼電器M8033已被驅動，則數據不被清零）。1) 停電保持用寄存器 通道分配 D200D511，共312點，或D200D999，共800點（由機器的具體型號定）。基本上同通用數據寄存器。除非改寫，否則原有數據不會丟失，不論電源接通與否，PLC運行與否，其容也不變化。然而在二臺PLC作點對的通信時， D490D509被用作通信操作。 2) 文件寄存器 通道分配 D1000D2999，共2000點。文件寄存器是在用戶程序存儲器（RAM、EEPROM、EPROM）的一個存儲區，以500點為一個單位，最多可在參數設置時到2000點。用外部設備口進行寫入操作。在PLC運行時，可用BMOV指令讀

52、到通用數據寄存器中，但是不能用指令將數據寫入文件寄存器。用BMOV將 數據寫入RAM后，再從RAM中讀出。將數據寫入EEPROM盒時，需要花費一定的時間，務必請注意。3) RAM文件寄存器 通道分配 D6000D7999，共2000點。驅動特殊輔助繼電器M8074，由于采用掃描被禁止，上述的數據寄存 器可作為文件寄存器處理，用BMOV指令傳送數據（寫入或讀出）。4）特殊用寄存器 通道分配 D8000D8255，共256點。是寫入特定目的的數據或已經寫入數據寄存器，其容在電源接通時，寫入初始化值（一般先清零，然后由系統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

53、基本的編程語言，掌握了它也就初步掌握了PLC的使用方法，各種型號的PLC的基本邏輯指令都大臺小異，現在我們針對FX2N系列，逐條學習其指令的功能和使用方法，。每條指令與其應用實例都以梯形圖和語句表兩種編程語言對照說明。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，此外還可用于分支電路的起點。OUT 指令是線圈的驅動指令，可用于輸出繼電器、輔助繼電器、定時器、計數器、狀態寄存器等，但不能用于輸入繼電器。輸出指令用于并行輸出，能連續使用多次。2.2.2觸點串連指令（AND/ANDI）、并聯指令（OR/ORI）AND、ANDI指令用于一個觸點的串聯，但串聯觸點的

54、數量不限，這兩個指令可連續使用。OR、ORI是用于一個觸點的并聯連接指令。2.2.3電路塊的并聯和串聯指令（ORB、ANB）含有兩個以上觸點串聯連接的電路稱為“串聯連接塊”，串聯電路塊并聯連接時，支路的起點以LD或LDNOT指令開始，而支路的終點要用ORB指令。ORB指令是一種獨立指令，其后不帶操作元件號，因此，ORB指令不表示觸點，可以看成電路塊之間的一段連接線。如需要將多個電路塊并聯連接，應在每個并聯電路塊之后使用一個ORB指令，用這種方法編程時并聯電路塊的個數沒有限制；也可將所有要并聯的電路塊依次寫出，然后在這些電路塊的末尾集中寫出ORB的指令，但這時ORB指令最多使用7次。將分支電路（

55、并聯電路塊）與前面的電路串聯連接時使用ANB指令，各并聯電路塊的起點，使用LD或LDNOT指令；與ORB指令一樣，ANB指令也不帶操作元件，如需要將多個電路塊串聯連接，應在每個串聯電路塊之后使用一個ANB指令，用這種方法編程時串聯電路塊的個數沒有限制，若集中使用ANB指令，最多使用7次。2.2.4程序結束指令（END）在程序結束處寫上END指令，PLC只執行第一步至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行到最后一步，因此，使用END指令可縮短掃描周期。另外。在調試程序時，可以將END指令插在各程序段之后，分段檢查各程序段的動作，確認無誤后，再依次刪去

56、插入的END指令。2.3 組態王軟件的特點組態王軟件作為一個開放型的通用工業監控軟件，支持與國外常見的 PLC、智能模塊、智能儀表、變頻器、數據采集板卡等（如：西門子 PLC、莫迪康 PLC、歐姆龍 PLC、三菱 PLC、研華模塊等等）通過常規通信接口（如串口方式、USB 接口方式、以太網、總線、GPRS等）進行數據通信。 組態王軟件與 IO設備進行通信一般是通過調用*.dll 動態庫來實現的，不同的設備、協議對應不同的動態庫。工程開發人員無須關心復雜的動態庫代碼與設備通信協議，只須使用組態王提供的設備定義向導， 即可定義工程中使用的 I/O設備， 并通過變量的定義實現與 I/O設備的關聯，對

57、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、支持漸進色、豐富的圖庫、動畫連接。2）無與倫比的動力和靈活性，擁有全面的腳本與圖形動畫功能。3）可以對畫面中的一部分進行保存，以便以后進行分析或打印。4）變量導入導出功能，變量可以導出到Excel表格中，方便的對變量名稱等屬性進行修改，然后再導入新工程中，實現了變量的二次利用，節省了開發時間。5）強大的分布式報警、事件處理，支持實時、歷史數據的分布式保存。6）強大的腳本語言處理，能夠幫助你實現復雜的邏輯操作和與決策處理。7）全新的WebServer架構，全面支持畫面發布、實時數據發布、歷史數據發布以與數據庫數據的發布。8）方

58、便的配方處理功能。9）豐富的設備支持庫，支持常見的PLC設備、智能儀表、智能模塊。2.4組態王軟件組態步驟2.4.1建立新工程 認識工程管理器：找到已有的工程。文件新建工程，瀏覽，找到組態王所在路徑，點擊下一步，提示“路徑不存在，是否新建”，選擇確定。輸入工程名稱，描述，點擊完成。提示是否將此工程設為當前工程，選確定。2.4.2定義I/O設備工程瀏覽器目錄樹中，選中：設備COM1，在工程瀏覽器右邊雙擊“新建”圖標。出現設備配置向導。選擇“智能模塊/ADAM4000系列/ADAM4017/串行”，然后點擊下一步。輸入設備名稱：ADAM4017，如圖7。點擊下一步。選擇串口1，下一步，設地址為1（

59、地址幫助：設備地址設置、通訊參數設置、變量定義），下一步，出現“通信參數”對話框，可以使用默認值，點擊下一步，出現“信息總結”對話框，點擊完成。在工程瀏覽器右邊會出現ADAM4017圖標，如圖9同理可以新建設備ADAM4024，ADAM4050。雙擊COM1圖標，出現串口通訊參數設置對話框。進行以下設置：波特率：9600數據位：8停止位：1奇偶校驗：無校驗通信方式：RS-232設置完成，確定。2.4.3構造數據庫工程瀏覽器目錄樹中，選中數據庫數據詞典，雙擊“新建”圖標，彈出“定義變量”對話框，設置基本屬性：變量名：水箱液位變量類型：I/O實數初始值/最小值/最不原始值：4最大值/最大原始值：2

60、0（和現場儀表信號保持一致，可以在組態畫面中用命令語言將其轉換為真實值）連接設備：ADAM4017寄存器：AI0數據類型：FLOAT讀寫屬性：只讀其它參數如圖18所示。參數設置完，點擊確定。同理，定義參數“調節閥信號”，如圖19定義參數“設定值”，如圖20參數設置完，可在工程瀏覽器右側看到。注意：數據類型分為兩大類，存和I/O，只有I/O型的變量才會有設備選擇。2.4.4創建組態畫面工程瀏覽器目錄樹中，選中文件畫面，雙擊“新建”圖標。自動切換到“開發系統”窗口，彈出“新畫面”對話框，輸入名稱：單容水箱液位控制實驗，確定，彈出該畫面。網格部分就是用戶可以畫圖的界面，可以將鼠標放右下角拖動畫面到最