PAGE基于PＬＣ的立體車庫的設計摘要本設計針對目前停車場管理系統存在的系統管理介質落后、集成自動化程度低、安全性差、人性化和運行效率低下的不足，結合目前科學技術領域的最新研究成果,設計了一種技術較先進、性能可靠、自動化程度較高的停車場智能管理系統。本設計的指導思想立足于提高停車場管理系統的可靠性、安全性和高效性，對目前我國各大中城市所面臨的“停車難"問題的解決,具有一定的促進作用。本系統所采用的ＰLＣ技術,射頻卡技術對其它交通收費系統也有一定的借鑒意義。本文針對停車場只能控制系統中存在的問題，把ＰLC可編程序控制器和變頻器應用于停車場只能控制系統上，并進行了較深入的研究。本文闡述了智能停車場系統的PＬC控制、收費、計費和安全的一些基本思路和方法,并介紹了著重介紹了PLＣ工作特點及運行原理,還介紹了C2０Ｐ型歐姆龍型可編程控制器系列的C20０H—OA２２３ＰLＣ控制器主要功能模塊及應用，C20Ｐ不僅編程簡單,通用性強，抗干擾能力強，可靠性高,而且具有易于操作及維護，設計、施工、調試周期短等優點。還介紹了MIＦＡRＥ1ICS50非接觸式IC卡的結構,描述了停車場管理系統的基本模塊及功能，并對系統的主回路和控制回路的硬件部分進行了詳細介紹。本文主要是對停車場進行智能化設計，通過采取PLＣ技術對停車場管理的設計，達到停車場智能化、高效化。關鍵詞:PＬC停車控制?ＡbｓtrａｃtTｈedｅsignｏfｔheｃuｒrｅntcaｒpａrｋmａｎageｍeｎｔsystemforｔheｍediｕmbａcｋwardmaｎａgeｍentｓyｓtem,inｔｅｇｒａｔedｌoｗdegrｅｅｏｆaｕtomａtion，ｐooｒsecｕrｉty，ｈumanａｎdoｐeratｉonalinｅffiｃiｅnｃiesoｆinａｄｅquaｔeinliｇhtofｔｈecurrentfｉeldｏfsｃiｅnceandtechｎoloｇｙaｓresｅarｃhreｓulｔs,designａmoreadvancedtｅchnologｙ，Reliaｂｌepｅrfｏrmance,aｈｉｇheｒdegｒeeofaｕtomatｉｏｎSmａｒtcａrparｋｍanａgemeｎtsyｓｔeｍ．Thｅｄesiｇnoｆｔheguidiｎgｉｄeolｏgｙbａsedｏｎtheimproｖeｄcaｒｐaｒkｍａnaｇeｍentｓｙstemreｌiabｉlity，safetyandｅfｆｉciｅnｃｙoｆCｈinａ’sｍajorcｉtiｅsｉｎthefacｅoｆ”ｄifｆiculｔtoｓtoｐ＂tｈesetｔleｍentoftheiｓsｕe，hａｖｅacertainｒoｌe。ＴｈeｓysteｍusedｂｙthePLCtｅchnoloｇy,ＲFcardteｃhｎologytoothertranspoｒtsystｅmhａssoｍerｅference.ＴｈisｐapercarpaｒkcanｏｎlyｃoｎｔｒolsystemｐrｏｂlemsthａtexistinthePLＣＰLCａndinveｒtercoｎtｒolsｙstemcaｎonlyｂeusedｉncaｒparｋs,andamｏｒeiｎ-ｄｅｐtｈstudies.Inｔhispaｐeｒ，ｔｈｅIntｅｌｌiｇentＰａrkｉnｇＳysｔｅmsPＬＣcoｎtｒｏl，cｈａrging，ｂｉｌlingaｎdsecuritｙofｓomｅｏｆthｅbaｓｉcidｅａｓaｎdmｅｔhｏds,ａndｇaveａbrｉefingonthewｏrkfoｃuｓedｏntｈｅＰＬCaｎdｏpeｒatｉｎｇcｈarａcｔeristiｃsofｐｒｉnｃｉｐｌｅ,alsoiｎtｒoduceｄC2０P-OｍｒoｎpｒogrａmｍablecontrｏlSerieｓofC２０0Ｈ—OA22３PＬCconｔrollｅrmainｆunctiｏnmｏdｕlｅsandapｐliｃａｔion，C20Pprogrammiｎgnotｏnlysimｐlｅ，ｈｉｇhuｎｉvｅｒsａｌｉtｙ，ａnti-intｅrferenｃecapabilitｙandｈigｈｒｅlｉability,buｔalsoeaｓytｏopｅrａteａndｍａinｔａiｎ，desiｇｎ，constｒuｃtｉoｎ,ｃoｍｍiｓｓｉｏｎingtheadｖａｎｔａgｅsofｓｈｏrtｃyｃｌe．ＩtａｌｓoｉｎｔrｏｄucedthｅMIFARE1IＣS50contactlessICcarｄｏftheｓｔrｕctｕｒｅ,descrｉｂeｓｔｈecarparｋmanａgｅmeｎtsyｓｔｅｍandｔhｅｆunｃtｉonoftｈｅbasiｃmｏdｕｌeｓ，aｎｄtheｍaincｉrcｕｉtaｎdｃontrolｃiｒｃuitｆorthehaｒdwareｐaｒｔｏｆtheｄｅtａileｄbrｉefｉnｇ.Thiｓａｒｔicleｉｓａｃaｒpａrkｉntellｉgeｎｔdesign,tｈｒoughｔheadoｐｔioｎofＰLCtｅｃhnoloｇyonthｅdｅsignｏfcａrpaｒkmanaｇｅmenttocａｒｐａrｋｓｉｎtｅｌligｅｎｔ，eｆfｉｃiｅnｔ．KｅyWorｄs：PＬC；InｔｅｌｌigenｔＳysｔeｍ；Ｐａrking；ＳafetyManａgemenｔ目錄1概述……………………41．1ＰLＣ的概術………………………41。１。１、PLC的發展歷程………………………5１.2。ＰＬC的結構和基本配置以及控制要求…………６1。2。１、ＰLC的結構…………………………６1。2．2可變程序控制器的基本應用…………９1．3立體停車場的概述………………161。3。1主要結構……………………161。3．2使用方法……………………171.３。３裝置中實現的硬件保護……………………191。3.4技術參數……………………191。3.５注意事項……………………1９２立體停車場的概述……………………202．1控制要求………………２02．2I/O地址分配表…………………………212。3實驗步驟………………2１２．4監控系統…………………2２２。５注意事項……………………２23系統的調試…………………………233.１PLC控制系統的調試……………………233.１．１技術資料…………………………２４3．1。２調試與維修工具……………………２43．1．３基本檢查……………２５3．1.4設備基本狀況檢查…………………2５3.1．5電氣檢查……………263。1.６現場調試的基本步驟………………27３.１.7硬件的調試…………………………283．１.8軟件的調試…………………………３0系統功能的評價及現實意義……………31本次設計的心得體會致謝參考文獻1概述1。1PＬC的概術１。1.１、PLC的發展歷程?

在工業生產過程中，大量的開關量順序控制,它按照邏輯條件進行順序動作,并按照邏輯關系進行連鎖保護動作的控制，及大量離散量的數據采集.傳統上，這些功能是通過氣動或電氣控制系統來實現的。1968年美國GＭ(通用汽車）公司提出取代繼電氣控制裝置的要求,第二年，美國數字公司研制出了基于集成電路和電子技術的控制裝置，首次采用程序化的手段應用于電氣控制，這就是第一代可編程序控制器，稱ProｇrａmmaｂlｅＣontrolｌeｒ（PC）.

個人計算機（簡稱PC)發展起來后,為了方便,也為了反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為PrｏｇｒaｍmａbｌeLｏgｉcControlｌｅr（PLC），現在，仍常常將PＬC簡稱ＰC。?

ＰLC的定義有許多種.國際電工委員會（IEC）對ＰLＣ的定義是:可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備，都應按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計.?

上世紀80年代至90年代中期，是PLC發展最快的時期,年增長率一直保持為30～4０％。在這時期，PLＣ在處理模擬量能力、數字運算能力、人機接口能力和網絡能力得到大幅度提高，PＬC逐漸進入過程控制領域,在某些應用上取代了在過程控制領域處于統治地位的DCS系統。

ＰLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。PLC在工業自動化控制特別是順序控制中的地位，在可預見的將來，是無法取代的。?可編程控制器（PＲOGＲAMＭABＬECOＮＴROLＬEＲ,簡稱PＣ).與個人計算機的ＰC相區別,用PLC表示。PＬＣ是在傳統的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自動控制技術和通訊技術而形成的一代新型工業控制裝置，目的是用來取代繼電器、執行邏輯、記時、計數等順序控制功能，建立柔性的程控系統。國際電工委員會（IEC）頒布了對ＰLC的規定：可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存貯器,用來在其內部存貯執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令,并通過數字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。可編程序控制器及其有關設備,都應按易于與工業控制系統形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。PＬC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點。可以預料：在工業控制領域中,PＬC控制技術的應用必將形成世界潮流PLC程序既有生產廠家的系統程序，又有用戶自己開發的應用程序,系統程序提供運行平臺，同時,還為ＰＬＣ程序可靠運行及信息與信息轉換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。1.1.2、可編程控制器基本應用最初,PLC主要用于開關量的邏輯控制。隨著ＰLC技術的進步，它的應用領域不斷擴大。?如今，ＰＬC不僅用于開關量控制，還用于模擬量及數字量的控制,可采集與存儲數據,還可對控制系統進行監控;還可聯網、通訊,實現大范圍、跨地域的控制與管理。PLC已日益成為工業控制裝置家族中一個重要的角色。用于開關量控制PLC控制開關量的能力是很強的。所控制的入出點數,少的十幾點、幾十點，多的可到幾百、幾千，甚至幾萬點。由于它能聯網，點數幾乎不受限制,不管多少點都能控制。?所控制的邏輯問題可以是多種多樣的：組合的、時序的；即時的、延時的；不需計數的,需要計數的；固定順序的，隨機工作的;等等，都可進行。

PLC的硬件結構是可變的，軟件程序是可編的，用于控制時，非常靈活.必要時,可編寫多套,或多組程序,依需要調用.它很適應于工業現場多工況、多狀態變換的需要。?用PＬC進行開關量控制實例是很多的,冶金、機械、輕工、化工、紡織等等，幾乎所有工業行業都需要用到它。目前，PLＣ首用的目標,也是別的控制器無法與其比擬的，就是它能方便并可靠地用于開關量的控制。用于模擬量控制模擬量,如電流、電壓、溫度、壓力等等，它的大小是連續變化的。工業生產，特別是連續型生產過程，常要對這些物理量進行控制.?作為一種工業控制電子裝置,PLＣ若不能對這些量進行控制，那是一大不足.為此,各ＰＬC廠家都在這方面進行大量的開發.目前，不僅大型、中型機可以進行模擬量控制，就是小型機，也能進行這樣的控制。?PLＣ進行模擬量控制,要配置有模擬量與數字量相互轉換的A/D、D/A單元。它也是I/O單元,不過是特殊的I／Ｏ單元。

Ａ／D單元是把外電路的模擬量,轉換成數字量,然后送入PＬC。Ｄ/A單元,是把PLＣ的數字量轉換成模擬量，再送給外電路。

作為一種特殊的I／O單元,它仍具有I/O電路抗干擾、內外電路隔離，與輸入輸出繼電器(或內部繼電器,它也是PLC工作內存的一個區.可讀寫）交換信息等等特點.?這里的Ａ/D中的A，多為電流,或電壓，也有為溫度.D/Ａ中的A，多為電壓，或電流。電壓、電流變化范圍多為0～5V，0～10Ｖ，4~２0mA。有的還可處理正負值的。?這里的D,小型機多為８位二進制數,中、大型多為１2位二進制數。

Ａ/D、D/A有單路，也有多路.多路占的輸入輸出繼電器多。?有了A／Ｄ、Ｄ/Ａ單元,余下的處理都是數字量，這對有信息處理能力的PLＣ并不難。中、大型PＬC處理能力更強,不僅可進行數字的加、減、乘、除,還可開方，插值,還可進行浮點運算。有的還有PIＤ指令，可對偏差制量進行比例、微分、積分運算,進而產生相應的輸出.計算機能算的它幾乎都能算。?這樣，用ＰLＣ實現模擬量控制是完全可能的.控制的單位值可小到212分之一的測量程值，多數也是足夠的。

PLC進行模擬量控制,還有A／D、D/A組合在一起的單元，并可用ＰID或模糊控制算法實現控制，可得到很高的控制質量。?用ＰLC進行模擬量控制的好處是,在進行模擬量控制的同時，開關量也可控制.這個優點是別的控制器所不具備的，或控制的實現不如PLＣ方便.

當然，若純為模擬量的系統，用PLＣ可能在性能價格比上不如用調節器。這也是應當看到的.用于數字量控制實際的物理量，除了開關量、模擬量，還有數字量。如機床部件的位移，常以數字量表示。

字量的控制，有效的辦法是NＣ，即數字控制技術。這是50年代誕生于美國的基于計算機的控制技術。當今已很普及，并也很完善。目前,先進國家的金屬切削機床，數控化的比率已超過40％～８０%,有的甚至更高。?PLＣ也是基于計算機的技術，并日益完善。故它也完全可以用于數字量控制。?ＰＬC可接收計數脈沖，頻率可高達幾ｋ到幾十k赫茲。可用多種方式接收這脈沖,還可多路接收。有的ＰLC還有脈沖輸出功能,脈沖頻率也可達幾十k。有了這兩種功能,加上PLC有數據處理及運算能力,若再配備相應的傳感器（如旋轉編碼器）或脈沖伺服裝置(如環形分配器、功放、步進電機)，則完全可以依NＣ的原理實現種種控制。?高、中檔的ＰLＣ，還開發有NC單元，或運動單元，可實現點位控制。運動單元還可實現曲線插補,可控制曲線運動.所以,若PＬC配置了這種單元,則完全可以用NC的辦法，進行數字量的控制。?新開發的運動單元，甚至還發行了NC技術的編程語言,為更好地用PＬＣ進行數字控制提供了方便。1．２.PLＣ的結構和基本配置以及控制要點1．2．１、ＰLC的結構一般講,ＰLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PＬC,有一塊CPU板、I／O板、顯示面板、內存塊、電源等，當然按CPU性能分成若干型號,并按Ｉ/Ｏ點數又有若干規格。對模塊式PLC,有CPU模塊、Ｉ／O模塊、內存、電源模塊、底板或機架.無任哪種結構類型的PLC，都屬于總線式開放型結構，其I/Ｏ能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結構框圖如下:接口部件輸出輸入接口部件中央處理單元CPU板接口部件輸出輸入接口部件中央處理單元CPU板現場信號受控元件電源部件電源部件ＣPＵ的構成PＬC中的CPＵ是ＰLC的核心,起神經中樞的作用，每臺PＬＣ至少有一個CPＵ,它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時,診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路，與通用計算機一樣，主要由運算器、控制器、寄存器及實現它們之間聯系的數據、控制及狀態總線構成，還有外圍芯片、總線接口及有關電路。它確定了進行控制的規模、工作速度、內存容量等。內存主要用于存儲程序及數據,是PLＣ不可缺少的組成單元。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執行指令。但工作節奏由震蕩信號控制.ＣPU的運算器用于進行數字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。ＣPU的寄存器參與運算，并存儲運算的中間結果,它也是在控制器指揮下工作.CPＵ雖然劃分為以上幾個部分,但PＬC中的CＰU芯片實際上就是微處理器，由于電路的高度集成，對ＣPU內部的詳細分析已無必要，我們只要弄清它在PLＣ中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。ＣＰＵ模塊的外部表現就是它的工作狀態的種種顯示、種種接口及設定或控制開關。一般講，CＰU模塊總要有相應的狀態指示燈,如電源顯示、運行顯示、故障顯示等。箱體式ＰLＣ的主箱體也有這些顯示。它的總線接口,用于接Ｉ/O模板或底板,有內存接口,用于安裝內存,有外設口,用于接外部設備，有的還有通訊口，用于進行通訊.CPU模塊上還有許多設定開關，用以對ＰＬC作設定，如設定起始工作方式、內存區等.２、I/O模塊:PＬC的對外功能,主要是通過各種I/Ｏ接口模塊與外界聯系的,按Ｉ/Ｏ點數確定模塊規格及數量,Ｉ/O模塊可多可少,但其最大數受CＰU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。I/Ｏ模塊集成了PLC的I／O電路,其輸入暫存器反映輸入信號狀態，輸出點反映輸出鎖存器狀態。3、電源模塊：有些PLＣ中的電源，是與CPＵ模塊合二為一的,有些是分開的，其主要用途是為PLＣ各模塊的集成電路提供工作電源。同時,有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有:交流電源，加的為交流22０VAＣ或1１０VＡＣ，直流電源,加的為直流電壓,常用的為24V。4、底板或機架:大多數模塊式PLＣ使用底板或機架,其作用是:電氣上，實現各模塊間的聯系,使CＰＵ能訪問底板上的所有模塊,機械上，實現各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。5、PLC的外部設備外部設備是PLC系統不可分割的一部分，它有四大類編程設備：有簡易編程器和智能圖形編程器,用于編程、對系統作一些設定、監控PLC及PLC所控制的系統的工作狀況。編程器是PＬC開發應用、監測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現場控制運行.監控設備：有數據監視器和圖形監視器.直接監視數據或通過畫面監視數據。存儲設備：有存儲卡、存儲磁帶、軟磁盤或只讀存儲器，用于永久性地存儲用戶數據，使用戶程序不丟失，如ＥPROＭ、ＥＥＰROM寫入器等。輸入輸出設備:用于接收信號或輸出信號，一般有條碼讀人器，輸入模擬量的電位器,打印機等.６、PLC的通信聯網依靠先進的工業網絡技術可以迅速有效地收集、傳送生產和管理數據。因此，網絡在自動化系統集成工程中的重要性越來越顯著,甚至有人提出"網絡就是控制器”的觀點說法。?

PLＣ具有通信聯網的功能,它使ＰＬC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。多數PLC具有ＲＳ-２３２接口,還有一些內置有支持各自通信協議的接口。?

PＬC的通信，還未實現互操作性，IEＣ規定了多種現場總線標準，PLC各廠家均有采用。

對于一個自動化工程（特別是中大規模控制系統)來講，選擇網絡非常重要的。首先,網絡必須是開放的,以方便不同設備的集成及未來系統規模的擴展;其次，針對不同網絡層次的傳輸性能要求，選擇網絡的形式,這必須在較深入地了解該網絡標準的協議、機制的前提下進行;再次綜合考慮系統成本、設備兼容性、現場環境適用性等具體問題,確定不同層次所使用的網絡標準.PＬC具有通信聯網的功能,它使PLＣ與ＰLC之間、PLＣ與上位計算機以及其他智能設備之間能夠交換信息，形成一個統一的整體，實現分散集中控制。現在幾乎所有的PＬC新產品都有通信聯網功能,它和計算機一樣具有ＲS—23２接口，通過雙絞線、同軸電纜或光纜，可以在幾公里甚至幾十公里的范圍內交換信息.當然，ＰLC之間的通訊網絡是各廠家專用的，ＰＬC與計算機之間的通訊，一些生產廠家采用工業標準總線，并向標準通訊協議靠攏，這將使不同機型的ＰＬC之間、PLC與計算機之間可以方便地進行通訊與聯網。了解了ＰＬC的基本結構，我們在購買程控器時就有了一個基本配置的概念,做到既經濟又合理,盡可能發揮PLC所提供的最佳功能.1.。2.2可編程控制器實現控制的要點?1、入出信息變換、可靠物理實現，可以說是PＬC實現控制的兩個基本要點。入出信息變換靠運行存儲于PLC內存中的程序實現。PLＣ程序既有生產廠家的系統程序（不可更改),又有用戶自行開發的應用（用戶）程序。系統程序提供運行平臺，同時，還為ＰLＣ程序可靠運行及信號與信息轉換進行必要的公共處理.用戶程序由用戶按控制要求設計。什么樣的控制要求,就應有什么樣的用戶程序。可靠物理實現主要靠輸人(INPUT）及輸出(OUTPUT)電路。PLC的I/O電路,都是專門設計的。輸入電路要對輸入信號進行濾波，以去掉高頻干擾。而且與內部計算機電路在電上是隔離的,靠光耦元件建立聯系。輸出電路內外也是電隔離的,靠光耦元件或輸出繼電器建立聯系。輸出電路還要進行功率放大,以足以帶動一般的工業控制元器件，如電磁閥、接觸器等等。

I／O電路是很多的，每一輸入點或輸出點都要有一個I或O電路。PLC有多I/O用點，一般也就有多少個I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的，所以,所占體積并不大.?輸入電路時刻監視著輸入狀況,并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點都有一個對應的存儲其信息的暫存器。?輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點.輸出鎖存器與輸出點也是一一對應的?這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際就是PLC處理器I／Ｏ口的寄存器.它們與計算機內存交換信息通過計算機總線，并主要由運行系統程序實現.把輸人暫存器的信息讀到PLC的內存中，稱輸入刷新.PLC內存有專門開辟的存放輸入信息的映射區。這個區的每一對應位（bｉt）稱之為輸入繼電器,或稱軟接點.這些位置成1，表示接點通，置成0為接點斷。由于它的狀態是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入狀態。

輸出鎖存器與ＰLＣ內存中的輸出映射區也是對應的。一個輸出鎖存器也有一個內存位（ｂｉt）與其對應，這個位稱為輸出繼電器，或稱輸出線圈。靠運行系統程序，輸出繼電器的狀態映射到輸出鎖存器。這個映射也稱輸出刷新.輸出刷新主要也是靠運行系統程序實現的。這樣,用戶所要編的程序只是，內存中輸入映射區到輸出映射區的變換，特別是怎么按輸入的時序變換成輸出的時序。這是一個數據及邏輯處理問題。由于PLＣ有強大的指令系統，編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的，而且也是較為容易的.圖片：

2．可編程控制器實現控制的過程

簡單地說，PＬC實現控制的過程一般是:?（如圖１-１－１PLC典型開機流程）?輸入刷新－—再運行用戶程序—-再輸出刷新-—再輸入刷新-—再運行用戶程序——再輸出刷新……永不停止地循環反復地進行著。?圖1－1-1所示的流程圖反映的就是上述過程。它也反映了信息的時間關系。?有了上述過程,用PLＣ實現控制顯然是可能的。因為:有了輸入刷新，可把輸入電路監控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區；經運行用戶程序,輸出映射區將得到變換后的信息;再經輸出刷新,輸出鎖存器將反映輸出映射區的狀態，并通過輸出電路產生相應的輸出。又由于這個過程是永不停止地循環反復地進行著,所以,輸出總是反映輸入的變化的。只是響應的時間上，略有滯后。當然，這個滯后不宜太大，否則，所實現的控制不那么及時，也就失去控制的意義。?為此，PLＣ的工作速度要快。速度快、執行指令時間短，是ＰＬC實現控制的基礎。事實上，它的速度是很快的,執行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點幾,或零點零幾微秒.而且這個速度還在不斷提高中.

圖1－1-１所示的過程是簡化的過程,實際的ＰＬC工作過程還要復雜些.除了Ｉ／Ｏ刷新及運行用戶程序,還要做些公共處理工作.?公共處理工作有:循環時間監控、外設服務及通訊處理等.?監控循環時間的目的是避免”死循環”，避免程序不能反復不斷地重復執行.辦法是用"看門狗"(Watcｈｉｎgｄog)。只要循環超時,它可報警，或作相應處理．?外設服務是讓PLC可接受編程器對它的操作,或通過接口向輸出設備如打印機輸出數據.?通訊處理是實現ＰＬC與PＬC,或PLC與計算機，或ＰLＣ與其它工業控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強PＬＣ控制能力的需要.?也就是說,實際的PLC工作過程總是:公共處理-—I/O刷新—-運行用戶程序—－再公共處理--……反復不停地重復著。3、可編程控制器實現控制的方式用這種不斷地重復運行程序實現控制稱掃描方式。是用計算機進行實時控制的一種方式。此外,計算機用于控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控制先申請中斷，被響應后正運行的程序停止運行，轉而去處理中斷工作（運行有關中斷服務程序）.待處理完中斷,又返回運行原來程序。哪個控制需要處理，哪個就去申請中斷。哪個不需處理,將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的.

在中斷方式下，計算機能得到充分利用，緊急的任務也能得到及時處理。但是，如果同時來了幾個都要處理的任務該怎么辦呢？優先級高的還好辦,低的呢？可能會出現照顧不到之處。所以，中斷方式不大適合于工作現場的日常使用.?但是,PLC在用掃描方式為主的情況下，也不排斥中斷方式。即，大量控制都用掃描方式，個別急需的處理,允許中斷這個掃描運行的程序，轉而去處理它.這樣,可做到所有的控制都能照顧到,個別應急的也能進行處理。?PLC的實際工作過程比這里講的還要復雜一些,分析其基本原理，也還有一些理論問題。有關人員如果能把上面介紹的入出變換、物理實現——信息處理、I／O電路－-空間、時間關系－-掃描方式并輔以中斷方式，作為一種思路加以研究,弄清了它，也就好理解ＰＬC是怎樣去實現控制的，也就好把握住PLC基本原理的要點了。至于更深入的問題,在進一步學習中，將再作具體介紹。4、可編程控制器基本特點從討論ＰＬＣ的工作原理知，PLC的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯系是靠運行存儲于它的內存中的程序實現.它的入出相關，不是靠物理過程，不是用線路；而是靠信息過程，用軟邏輯聯系.它的工作基礎是用好信息。

信息不同于物質與能量，有自身的規律.信息便于處理，便于傳遞,便于存儲；信息還可重用，等等。正是由于信息的這些特點，決定了PLC的基本特點.?下面介紹PＬＣ的四個特點:?功能豐富?ＰLC的功能非常豐富.這主要與它具有豐富的處理信息的指令系統及存儲信息的內部器件有關。

它的指令多達幾十條、幾百條,可進行各式各樣的邏輯問題的處理,還可進行各種類型數據的運算。凡普通計算機能做到的，它也都可作到。?它的內部器件，即內存中的數據存儲區，種類繁多,容量宏大.I／Ｏ繼電器，可以用以存儲入、出點信息的,少的幾十、幾百,多的可達幾千、幾萬，以至１0幾萬。這意味著它可進行這么多I/O點的入出信息變換，進行這么大規模的控制.?它的內部種種繼電器,相當于中間繼電器，數量更多。內存中一個位就可作為一個中間繼電器，怎么不多！

它的計數器、定時器也很多，是繼電電路所望塵莫及的.小小的箱體或模塊,其內部定時器、計數器可達成百、成千.這也是因為只要用內存中的一個字,再加一些標志位，即可成為定時器、計數器，所以才那么多。?而且，這些內部器件還可設置成丟電保持的,或丟電不保持的,即上電后予以清零的.以滿足不同的使用要求。這些也是繼電器件所難以做到的.?它的數據存儲區還可用以存儲大量數據,幾百、幾千、幾萬字的信息都可以存,而且，掉電后還不丟失。?PＬＣ還有豐富的外部設備，可建立友好的人機界面，以進行信息交換。可送入程序,送入數據，可讀出程序,讀出數據。而且讀、寫時可在圖文并茂的畫面上進行。數據讀出后，可轉儲，可打印。數據送入可鍵入，可以讀卡入，等等。?PLＣ還具有通訊接口，可與計算機鏈接或聯網，與計算機交換信息。自身也可聯網,以形成單機所不能有的更大的、地域更廣的控制系統.?ＰLC還有強大的自檢功能，可進行自診斷.其結果可自動記錄。這為它的維修增加了透明度，提供了方便.?豐富的功能為ＰＬC的廣泛應用提供了可能；同時,也為工業系統的自動化、遠動化及其控制的智能化創造了條件。

像PLＣ這樣集豐富功能于一身，是別的電控制器所沒有的;更是傳統的繼電控制電路所無法比擬的。使用方便?用PＬC實現對系統的控制是非常方便的。這是因為：首先ＰＬC控制邏輯的建立是程序,用程序代替硬件接線.編程序比接線,更改程序比更改接線，當然要方便得多!?其次ＰＬC的硬件是高度集成化的，已集成為種種小型化的模塊。而且，這些模塊是配套的，已實現了系列化與規格化.種種控制系統所需的模塊,PLC廠家多有現貨供應,市場上即可購得。所以，硬件系統配置與建造也非常方便。?正因如此，用可編程序控制器才有這個"可"字.對軟件講,它的程序可編，也不難編。對硬件講，它的配置可變,而且也易于變。?具體地講，ＰLC有五個方面的方便:?（1）配置方便:可接控制系統的需要確定要使用哪家的ＰLC，那種類型的，用什么模塊，要多少模塊,確定后，到市場上定貨購買即可。?(2)安裝方便：ＰＬＣ硬件安裝簡單,組裝容易。外部接線有接線器,接線簡單，而且一次接好后，更換模塊時,把接線器安裝到新模塊上即可，都不必再接線。內部什么線都不要接，只要作些必要的ＤIP開關設定或軟件設定，以及編制好用戶程序就可工作。?(3）編程方便:PLC內部雖然沒有什么實際的繼電器、時間繼電器、計數器，但它通過程序（軟件)與系統內存,這些器件卻實實在在地存在著.其數量之多是繼電器控制系統難以想象的.即使是小型的PLＣ，內部繼電器數都可以千計,時間繼電器、計數也以百計。而且，這些繼電器的接點可無限次地使用。PLC內部邏輯器件之多,用戶用起來已不感到有什么限制。唯一考慮的只是入出點。而這個內部入出點即使用得再多,也無關緊要。大型ＰLC的控制點數可達萬點以上,哪有那么大的現實系統?若實在不夠，還可聯網進行控制,不受什么限制.ＰＬC的指令系統也非常豐富，可毫不困難地實現種種開關量，以及模擬量的控制。PＬC還有存儲數據的內存區,可存儲控制過程的所有要保存的信息。……總之，由于PLＣ功能之強,發揮其在控制系統的作用，所受的限制已不是ＰLＣ本身,而是人們的想象力，或與其配套的其它硬件設施了。

PＬC的外設很豐富，編程器種類很多，用起來都較方便，還有數據監控器，可監控PLＣ的工作。使用ＰLＣ的軟件也很多，不僅可用類似于繼電電路設計的梯形圖語言，有的還可用BASIC語言、C語言，以至于自然語言。這些也為PLC編程提供了方便。?PＬＣ的程序也便于存儲、移植及再使用.某定型產品用的PLC的程序完善之后,凡這種產品都可使用。生產一臺,拷貝一份即可。這比起繼電器電路臺臺設備都要接線、調試，要省事及簡單得多.?（４)維修方便：這是因為：

①PＬC工作可靠,出現故障的情況不多，這大大減輕了維修的工作量。這在講述PLC的第三個特點時，還將進一步介紹.?②即使PLC出現故障,維修也很方便.這是因為PLC都設有很多故障提示信號,如PLC支持內存保持數據的電池電壓不足，相應的就有電壓低信號指示.而且，ＰＬＣ本身還可作故障情況記錄。所以，ＰLＣ出了故障,很易診斷。同時，診斷出故障后排故也很簡單。可按模塊排故，而模塊的備件市場可以買到，進行簡單的更換就可以。至于軟件，調試好后不會出故障，再多只要依據使用經驗進行調整,使之完善就是了。

（5）改用方便：PLC用于某設備,若這個設備不再使用了，其所用的PＬＣ還可給別的設備使用,只要改編一下程序，就可辦到。如果原設備與新設備差別較大，它的一些模塊還可重用.工作可靠

用PＬＣ實現對系統的控制是非常可靠的。這是因為PLC在硬件與軟件兩個方面都采取了很多措施，確保它能可靠工作。事實上，如果ＰＬC工作不可靠，就無法在工業環境下運用,也就不成其為PＬC了。?１·）在硬件方面:?PLC的輸入輸出電路與內部CＰU是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。而且，CＰU板還有抗電磁干擾的屏蔽措施。故可確保PLＣ程序的運行不受外界的電與磁干擾,能正常地工作。?PLC使用的元器件多為無觸點的,而且為高度集成的,數量并不太多，也為其可靠工作提供了物質基礎。?在機械結構設計與制造工藝上,為使PLＣ能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保PLＣ耐振動、耐沖擊。使用環境溫度可高達攝氏5０多度，有的PＬC可高達80--9０度。?有的PLC的模塊可熱備，一個主機工作，另一個主機也運轉，但不參與控制,僅作備份。一旦工作主機出現故障，熱備的可自動接替其工作。?還有更進一步冗余的,采用三取一的設計，CPU、I/Ｏ模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作，最終輸出取決于三者中的多數決定的結果。這可使系統出故障的機率幾乎為零,做到萬無一失。當然，這樣的系統成本是很高的,只用于特別重要的場合,如鐵路車站的道叉控制系統。

2）在軟件方面：?PLC的工作方式為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作,避免繼電控制系統常出現的"冒險競爭＂，其控制結果總是確定的；而且又能應急處理急于處理的控制，保證了ＰLC對應急情況的及時響應,使ＰLC能可靠地工作。?為監控PLＣ運行程序是否正常,ＰLＣ系統都設置了＂看門狗”（Waｔcｈingdｏg）監控程序。運行用戶程序開始時，先清”看門狗＂定時器，并開始計時.當用戶程序一個循環運行完了，則查看定時器的計時值。若超時(一般不超過10０mｓ），則報警。嚴重超時，還可使PLC停止工作。用戶可依報警信號采取相應的應急措施.定時器的計時值若不超時，則重復起始的過程，PLC將正常工作.顯然，有了這個＂看門狗＂監控程序，可保證PLC用戶程序的正常運行，可避免出現＂死循環＂而影響其工作的可靠性.?ＰLC還有很多防止及檢測故障的指令，以產生各重要模塊工作正常與否的提示信號.可通過編制相應的用戶程序，對ＰＬC的工作狀況，以及PLＣ所控制的系統進行監控,以確保其可靠工作。?PLC每次上電后,還都要運行自檢程序及對系統進行初始化。這是系統程序配置了的，用戶可不干預.出現故障時有相應的出錯信號提示。

正是PLＣ在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施，才確保了PＬC具有可靠工作的特點。它的平均無故障時間可達幾萬小時以上；出了故障平均修復時間也很短，幾小時以至于幾分鐘即可.?曾有人做過為什么要使用ＰLＣ的問卷調查.在回答中，多數用戶把PLＣ工作可靠作為選用它的主要原因，即把ＰLＣ能可靠工作，作為它的首選指標。1．3立體停車場的概述本節是對TVT—９9C立體停車場模型做一個詳細的介紹，包括其主要結構、使用方法、使用時的注意事項等等。1。3．1.主要結構:立體停車場主體由底盤、四層十二車位停車場、運動機械及電氣控制等四部分組成。機械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機械元件組成,采用步進電機、直流電機作為拖動元件.電氣控制是由松下電工生產的FＰ０型可編程序控制器(PLC）、步進電機驅動電源模塊、開關電源、位置傳感器等器件組成.本系統采用滾珠絲杠、滑杠和普通絲杠作為主要傳動機構，電機采用步進電機和直流電機，其關鍵部分是堆垛機，它由水平移動、垂直移動及伸叉機構三部分組成，其水平和垂直移動分別用兩臺步進電機驅動滾珠絲杠來完成，伸叉機構由一臺直流電機來控制。它分為上下兩層,上層為貨臺,可前后伸縮,低層裝有絲杠等傳動機構。當堆垛機平臺移動到貨架的指定位置時,伸叉電機驅動貨臺向前伸出可將貨物取出或送入，當取到貨物或貨已送入，則鏟叉向后縮回.整個系統需要三維的位置控制。1．3。2．使用方法：首先熟悉控制面板上的開關及按鈕功能及車位號(見圖一、二)圖一控制面板上的開關及按鈕功能圖二控制面板上的車位號表一、控制面板上的按鈕功能表按鍵號功能選擇定義1自動選擇１號車位手動機構水平向左移動2自動選擇２號車位手動機構垂直向下移動3自動選擇3號車位手動機構水平向右移動4自動選擇4號車位手動機構水平向后移動５自動選擇5號車位手動機構垂直向上移動6自動選擇6號車位手動機構水平向前移動7自動選擇7號車位手動無意義8自動選擇８號車位手動無意義９自動選擇9號車位手動無意義10自動選擇１0號車位手動無意義1１自動選擇1１號車位手動無意義12自動選擇12號車位手動無意義具體的操作步驟如下：1．接通電源。2.將選擇開關置手動位置（此時此時１~6號有效）3。分別點動按鍵←1、２↓、３→、4↙、5↑、6↗，觀察水平(X軸）、垂直（Ｙ軸）、前后(Z軸)各絲杠運行情況，運行應平穩，在接近極限位置時，應執行限位保護（運行自動停止）。４.用計算機編寫程序并下載至ＰLC。5．將選擇開關置自動位置(通電狀態下,各機構復位,即返回零位）。6.將一帶托盤汽車模型置零號車位，放置模型時,入位要準確，并注意到車位底部檢測開關已動作。7。執行送指令（1）選擇欲送車位號，按動車位號對應按鈕，控制面板上的數碼管顯示車位號。（２)按動送指令按鈕，觀察送入動作(若被選擇車位內已有汽車，則該指令不被執行)。（３）指令完成后,機械自動返回。（4）零號車位已無汽車，則下一個送指令(誤操作）將不被執行。8。執行取指令（1）選擇欲取車位號，按動車位號對應按鈕,控制面板上的數碼管顯示車位號。（２)按動取指令按鈕,觀察取出動作（若被選擇車位內無汽車，則該指令不被執行).（3）指令完成后，機構自動復位.（4）零號車位已有汽車，則下一個取指令(誤操作），將不被執行。９、當零號車位上有貨物時，若無外部操作指令,“就緒"燈亮，延時10秒后，自動將貨物放在車庫號最小的空位上，依次類推.如1#、2＃、３＃、4＃都已有貨物，程序延時10秒，１０秒內若無外部操作指令,自動將貨物放在５＃車庫.如１#、３＃、4＃都已存放貨物,１０秒內若無外部操作指令,自動將貨物放在2＃車庫。在延時的10秒內，若按下數字５＃，然后按下“送”鍵，則運行機構將貨物放入5＃庫，若按下5#鍵后,想取消此操作,可按下“放棄”鍵。此時，程序又處在待命狀態，“就緒”燈亮，又可進行其它操作.10．當零號車位上無貨物時，若無人操作，“就緒”燈亮10秒后，程序將把數值最大車庫號里的物品轉運至沒有放貨物的車號比它小的車庫里。如1＃、２#、5＃有物,該程序將自動把5＃物品轉至3＃車位。若需從5＃取回物品，放入４＃位，操作步驟如下:“就緒”燈亮時,按下按鈕鍵“5”，再按“取”鍵，運行機構執行程序要求取回貨物后,停在起初位置。此時按按鍵4#,再按“送”鍵,運行機構將把貨物放在4#位,然后停在起初位置,“就緒”燈亮１0秒后，若無外部操作指令，程序又將４＃位貨物轉至3＃位。１．3。3、裝置中已實施的硬件保護１）、X軸極限位保護（ＳＱ0、SQ1)2）、Ｙ軸極限位保護(ＳQ２、SQ3）3）、Z軸極限位保護(ＳＱ4、SQ５）4）、Ｘ軸、Ｙ軸、Z軸協調保護(SＱ6、SQ７硬件聯鎖）以上各種保護開關,確保在編程實驗中、立體停車場在程序出錯時，并不損壞該裝置.1.3.4、技術參數：輸入電壓:AC200Ｖ～２４0V(帶保護地二芯插座）或DＣ24Ｖ，耗電量<25０W.環境:溫度-５～4０攝氏度,濕度小于或等于百分之八十。外形尺寸：6０X4５X６0cm1．3。5、注意事項：當0＃位有車時,只能有“送”的操作,０＃位無車時,只有“取"的操作.取、送汽車模型應觀察模型到位情況，應注意檢測開關的動作情況.需用手取送汽車模型時，應在斷電狀態下進行。立體停車場模型應水平放置，并觀察Ｙ軸與場體垂線重合情況，若重合不良，應在墊角下墊某一厚度墊片解決２立體車庫控制系統的設計2．１、控制要求1．將選擇開關置于手動位置（此時1~６號有效)，分別點動按鍵←1、2↓、3→、4↙、５↑、6↗，觀察水平（X軸）、垂直（Y軸）、前后(Z軸)各絲杠運行情況,運行應平穩，在接近極限位置時，應執行限位保護（運行自動停止).２.將選擇開關置自動位置(通電狀態下，各機構復位，即返回零位）。3。將一帶托盤汽車模型置零號車位,放置模型時，入位要準確，并注意到車位底部檢測開關已動作。4。執行送指令（１)選擇欲送車位號，按動車位號對應按鈕，控制面板上的數碼管顯示車位號。（２)按動送指令按鈕，觀察送入動作（若被選擇車位內已有汽車，則該指令不被執行).(３）指令完成后,機械自動返回。（４）零號車位已無汽車，則下一個送指令(誤操作）將不被執行。5。執行取指令（１)選擇欲取車位號，按動車位號對應按鈕,控制面板上的數碼管顯示車位號。（２)按動取指令按鈕,觀察取出動作（若被選擇車位內無汽車，則該指令不被執行）。(3）指令完成后，機構自動復位。（４)零號車位已有汽車,則下一個取指令（誤操作），將不被執行.６、當零號車位上有貨物時,若無外部操作指令,“就緒"燈亮,延時１０秒后，自動將貨物放在車庫號最小的空位上，依次類推。如１＃、２#、3＃、4#都已有貨物,程序延時１0秒，10秒內若無外部操作指令,自動將貨物放在５＃車庫。如1＃、３＃、４＃都已存放貨物,１0秒內若無外部操作指令，自動將貨物放在２＃車位.在延時的10秒內,若按下數字5#，然后按下“送”鍵,則運行機構將貨物放入5＃庫,若按下5＃鍵后，想取消此操作，可按下“放棄”鍵。此時，程序又處在待命狀態，“就緒"燈亮,又可進行其它操作。7．當零號車位上無貨物時，若無人操作，“就緒”燈亮10秒后，程序將把數值最大車庫號里的物品轉運至沒有放貨物的車號比它小的車庫里。如1#、2#、5#有物，該程序將自動把5#物品轉至３#車位.若需從5#取回物品,放入４＃庫,操作步驟如下：“就緒”燈亮時,按下按鈕鍵“5”，再按“取”鍵，運行機構執行程序要求取回貨物后，停在起初位置。此時按按鍵4#,再按“送”鍵，運行機構將把貨物放在4#位，然后停在起初位置，“就緒”燈亮10秒后,若無外部操作指令，程序又將4＃庫貨物轉至３＃位。2。2、I/O地址分配表立體車庫I／O分配表輸入部分輸出部分Ｘ0Ｙ０橫軸脈沖X1Y1豎軸脈沖X2Ｙ2橫軸方向I／０Ｘ3Ｙ3豎軸方向Ｉ／０X4貨臺回位限位Ｙ4Ｘ5貨臺到位限位Y５X6貨臺是否有物Y6貨臺前升X７自動/手動（0/１)Y７貨臺退回X20十六進制輸入鍵盤值1位Y20顯示部分就緒X２１鍵盤值2位Ｙ2１取X２2鍵盤值3位Ｙ22放Ｘ23鍵盤值4位Y２３十位顯示X24橫軸右限位Ｙ２4BCD碼輸出顯示ＢCD碼１位Ｘ２5橫軸左限位Y25BCＤ碼2位X2６豎軸上限位Y26BCD碼3位Ｘ2７豎軸下限位Y27BＣD碼4位注：X４０～X4C為０至12個車庫的微動開關2．３、實驗步驟１、連接電源,打開計算機。2、打開FPWIN，將參考程序編輯好，并轉換。3、將ＰLC程序下載到PＬC裝置中,并運行。4、關閉FPWIN程序，啟動組態軟件,編輯監控程序,并運行，觀察運行的結果。如果有無誤，則重新修改組態程序。直到組態畫面的動作情況與模型的實際動作完全相符為止。2.4、監控系統2.5、注意事項1、組態軟件的運行系統與ＦPWIN不可同時運行。2、禁止拔插編程電纜線。3、注意人身安全。3系統的調試3.1、PＬC控制系統的調試目前,雖然PＬＣ控制系統的應用已相當普及,但在某些場合，其調試，維修工作仍然有待于規范化。為了能夠迅速，規范地完成現場的調試與維修工作，使得系統可靠，安全地工作，本章將系統地，全面地介紹ＰLＣ控制系統調試,維修的基本方法與具體步驟，并給出相關技術資料，設備儀器準備等方面的要求,供讀者參考。調試前的準備3．1。1技術資料技術資料是調試與維修的指南，它在調試與維修工作中起著至關重要的作用，借助于技術資料可以大大提高調試與維修工作的效率.PLC控制系統的調試工作,一般來說都是由系統硬件，軟件設計者本人承擔，調試者應對設備，生產現場的控制要求非常了解,對自己設計的ＰLＣ程序了如指掌，因此,調試所需要的基本技術資料準備一般比較充分與具體。通常情況下，調試人員應具備以下資料，以開展并完成調試工作。設備的控制要求匯總表設備電氣控制控制原理圖設備電氣接線圖設備電氣元件布置圖ＰＬC使用手冊，編程手冊設備PLC程序清單(初稿)PLＣ特殊功能模塊，專用控制裝置（如變頻器，驅動器等）的使用說明書等。但是，設備到達生產現場（用戶）后，PＬC控制系統的調試工作可能不是由設計者本人承擔,因此，調試人員需要有對設備，生產現場的控制要求,系統設計思想的了解與熟悉過程，為此,現場調試人員應在以上資料的基礎上增加以下資料:設備的操作手冊（包括設備的控制要求與動作過程，安裝和調整的方法與步驟等）設備主要部件的結構原理示意圖設備液壓，氣動,潤滑系統圖設備最終的PＬC程序清單等設備的控制要求匯總表是系統設計的依據，也是檢驗系統軟件，硬件設計正確與否的標準，在調試階段，需要根據以上要求,逐一試驗ＰLC的用戶程序的設計正確性。一般情況下,設備的控制要求匯總表僅僅是系統設計者的設計準備資料，并不向用戶提供,因此，當非設計者本人進行調試與維修時,需要通過設備的操作手冊(包括設備的控制要求與動作過程，安裝和調整的方法與步驟等），主要部件的結構原理示意圖，液壓,氣動,潤滑系統圖。熟悉設備控制要求，了解設備動作情況。設備電氣控制原理示意圖，電氣接線圖,電氣元件布置圖是檢查系統硬件連接，安裝的技術文件。在調試階段或維修時必須以此為依據來檢查系統的硬件連接情況或確認故障部位，資料必須與實際線路，元器件安裝相等。ＰLＣ使用與編程說明書,既是調試人員調試用戶程序，對PLC程序進行修改的參考資料，也是其他人員分析,理解PLＣ程序,詳細了解，分析機床的動作過程,動作條件動作順序以及各信號之間的邏輯關系的依據。用于最終調試或維修的ＰＬC程序清單應是設備生產廠家的設計人員在完成調試后的最終版本。雖然ＰLC程序可以通過從現場PＬC下載等方法得到，但這樣的PＬＣ程序往往無注釋，閱讀程序需要花費一定的時間。為了調試與維修方便,最好使用生產廠家提供的，具有注釋的PLＣ文件,生產廠家在設備出廠時也應予以提供.PＬC特殊功能模塊，專用控制裝置（如變頻器,驅動器等）的使用說明書,是系統中使用的功能模塊，伺服驅動，變頻器等特殊部件的原理與連接說明書。主要包括以上部件的連接與控制要求，調試要點等,它是系統調試與維修的重要參考資料。當設備中使用了控制裝置，功能部件時，設備生產廠家也應將其提供給用戶，以便這些部件以發生故障時，調試,維修人員可以進行現場處理.3.1．２、調試與維修工具合格的調試，維修工具是進行ＰＬＣ系統調試與維修的基本條件,PＬＣ控制系統常用的調試與維修工具主要有以下幾種。數字萬用表數字萬用表可用于大部分電氣參數的準確測量,以判別電氣元件的性能好壞.PLＣ系統調試與維修,對數字表的基本測量范圍以及精度要求一般如下：交流電壓表：2００MＶ—７00V，２0０MV擋的分辨率應不低于100微伏直流電壓：２00毫伏－1００0伏，２0０毫伏擋的分辨率應不低于１０0微伏交流電流：200微安-2０安，２00微安擋的分辨率不低于0．1微安直流電流:２0微安—20安,20微安擋的分辨率不低于0.01微安電阻:20０歐—2０0兆歐,20０歐擋的分辨率不低于０．１歐電容：2Nf-2０微法,2Ｎｆ擋的分辨率不低于1PF晶體管:ｈｆe為０-１0０0具有二極管測試與蜂鳴器功能。ＰLC編程器PＬC編程器主要用于PLＣ用戶程序的輸入,編輯，調試和監控.ＰLC編程器有專用編程器與通用計算機安裝ＰLC程序開發軟件兩種基本類型，專用編程器又分為簡型（便攜式，如三菱的FX—10P－E－SET0，FＸ-２０P-E-SＥT0等）與圖形編輯型兩種。便攜式編程器一般只能使用指令表語言進行程序的顯示與檢查，對ＰＬC的狀態診斷也只能以“位”,“字節"或“字”的形式進行，不能進行梯形圖的輸入,編輯,調試和動態顯示，也不可以離線使用.但由于便攜式編程器具有價格便宜,體積小，攜帶方便的優點，可適合于小型PLＣ的簡單順序控制程序的調試與維修。圖形編輯型編程器不僅可以使用所有編程語言進行程序的輸入與編輯，而且還可以對PＬＣ程序,I／Ｏ信號,內部繼電器等以梯形圖程序的形式，進行實時，動態顯示,圖形形象，直觀。對于復雜PLＣ控制系統的調試與維修，必須使用圖形編程器。圖形編輯型編程器可以是PLＣ生產廠家提供的專用編程器，也可以通過在通用計算機的基礎上安裝程序開發軟件后取代專用編程器。示波器當ＰLＣ系統中使用脈沖輸入/輸出模塊,模擬量輸入／輸出模塊等功能模塊時，調試與維修時需要使用示波器.示波器可以用于檢測系統中的高速脈沖信號,連續模擬量信號的動態波形,如脈沖輸出,脈沖輸入波形，編碼器，光柵的輸出波形，測速反饋等模擬量輸入，速度給定等模擬量輸出的動態波形等,還可以用于檢測系統中的其他部件,如開關電源，顯示器等裝置的各級電壓,電流波形。示波器在PLC控制系統調試，維修時,可以根據系統的實際情況酌情使用。用于PLC系統調試，維修用的示波器，通常選用頻率帶寬為１0－１0０MHz的雙通道示波器。3．1．3、基本檢查為了保證調試工作的順利進行,在進行系統調試前，應根據系統設計規定的要求，認真對照系統,設備的設計要求與圖紙，進行各項檢查。盡可能排除設備在安裝，制造過程中存在的各類類問題，改正控制系統在安裝,連接等過程中可能存在的不合理，不正確因素。3.1．4、設備基本狀況檢查設備基本狀況檢查通常包括如下內容.機械部件檢查設備的機械，液壓，氣動部件是否已經準備就緒，設備的工作條件是否均已經符合運行的要求。設備的可動部件是否均已經可以自由移動。可動部件的停止位置是否恰當。設備的各種檢測開關，傳感器是否能夠可靠發信。位置的調整是否合適。是否已經可靠安裝與固定。外部條件檢查設備的進線電源電壓，頻率，接地線，接地電阻是否滿足設備要求。設備的工作環境（溫度,濕度等）是否滿足PLC工作條件。電氣柜,操縱臺等部件的安裝位置是否受到陽光的直射。設備的周圍是否有強烈振動，或者其他強電磁干擾設備。如果有,是否已經對設備采取了有效的減振，電磁屏蔽與防護措施。設備的周圍是否有足夠的維修空間。３。1.５電氣檢查部件安裝檢查電氣柜安裝，固定,密封是否良好.是否能夠有效防止切削液或粉末進入柜內。空氣過濾器(如果安裝)清潔狀況是否良好。電氣柜內部的風扇，熱交換器等部件是否可以正常工作。ＰLC的防塵罩（防塵紙）是否已經取下一步。電氣柜子內部的ＰＬC模塊，其他控制裝置的表面,內部是否有線頭，螺釘，灰塵,金屬粉末等異物進入。控制系統各模塊，部件的數量是否已經齊全。模塊，部件的安裝是否牢固，可靠。系統的總線，擴展電纜是否已經正確連接,連接器插頭是否完全插入，擰緊.模塊地址的設置（如需要）是否正確.系統操作面板上的按鈕有無破損。安裝是否可靠。設定位置是否正確。繼電器,電磁鐵以及電動機等電磁部件的噪聲抑制器是否已經按照要求安裝。部件連接檢電氣柜與設備間的連接電纜是否有破損，電纜拐彎處是否有破裂，損傷現象。電源線與信號線布置是否合理,電纜連接是否正確,可靠.機床電源進線是否可靠,接地線的規格是否符合要求。信號屏蔽線的接地是否正確.端子板上接線是否牢固,可靠.系統按地線是否連接可靠。系統的總線,擴展電纜是否已經正確連接，連接器插頭是否完全插入，擰緊.模塊地址的設置（如需要)是否正確。確認全部低壓ＰLＣ輸入端（如DC24Ｖ）與高壓（如AC2２0V)控制回路間無短路或不正確的連接.確認全部ＰＬＣ的輸出無“短路”現象等。３．1．6、現場調試的基本步驟PＬC的現場調試是檢查，優化ＰLC控制系統硬件，軟件設計,提高控制系統可靠的重要步驟。為了防止調試過程中可能出現的問題,確保調試工作的順利進行,現場調試應在完成控制系統的安裝,連接，用戶程序編制后,按照規定的步驟進行。盡管在不同場合使用的PＬC型號，控制對象,控制要求各不相同,但PLC控制系統現場調試的基本方法與步驟相似。通常來說,調試應按照圖3—１所示的步驟進行。運行PLC現場調試PLC安裝檢查運行PLC現場調試PLC安裝檢查PLC連接檢查絕緣，耐壓要檢查電源電壓檢查調試前的檢查I/O連接檢查安全電路電路確認手動/單步運行試驗自動運行試驗通電試驗異常運行試驗硬件調試軟件調試?圖3-1由圖3-１可見,PＬC控制系統的現場調試主要分為調試前的基本檢查,硬件調試，軟件調試三個階段。調試前的檢查包括PLC安裝檢查,連接檢查,電源電壓檢查等步驟,檢查的具體要求可以參見前述。其中，特別注意需要以下幾點。調試（通電)前應確保PＬＣ上的防塵紙已經取下.PLC各輸入,輸出模塊的地址已經正確分配與設定(需要時）,且I/O信號的地址已經做了明確的標記.ＰLC必需已經按照要求進行可靠接地，接地系統必需符合規范。確認全部低壓ＰLC輸入端（如DC24V)與高壓（如AC２2０V）控制回路間無短路或不正確的連接。確認全部PLC的輸出無“短路”現象。確認ＰLC的擴展電纜已經可靠連接，且已經安裝終端電阻（需要時)。在以上檢查完成后可以進入如下的PLC控制系統的試運行階段（包括硬件調試與軟件調試兩個階段）.3.1。７、硬件調試在基本檢查確認無誤后，可以進一步進行PＬC控制系統的硬件調試.PLＣ的硬件調試要可分為通電試驗、手動旋轉試驗、I／O連接檢查、安全電路確認四部分。通電檢查通電檢查的主要目的是確認強電控制線路以及ＰＬC外圍線路的工作情況。手動旋轉試驗在合上全部斷路器,自動開關，并測量無誤后可以進行電機的旋轉試驗。旋轉試驗應通過手動按下接觸上部的機械連鎖部件進行,不可以使用線圈通電的形式試驗.在全部檢查進行完成后,切除控制系統動力線路的斷路器，自動開關。對于使用氣動,液壓控制的設備，應關閉氣源。同時保留用于PLC電源，輸入信號,輸出信號的外部供電電源，以便進行下一步PＬＣ輸入/輸出連接的檢查。Ｉ/O連接檢查在Ｉ/O連接檢查前應確認控制系統動力線路的斷路器,自動開關已經斷開,氣動。液壓的氣源,液壓已經關閉。然后按照以下步驟進行Ｉ／O信號的檢查。輸入信號連接檢查輸入信號的連接檢查步驟如下。確認全部輸入信號的電源電壓已經符合ＰLC輸入信號的要求。確認PＬC處于“SＴOP”狀態,并接通PＬC電源。一般來說,對于使用擴展單元或特殊功能模塊的控制系統，應首先接通ＰＬC擴展單元或功能模塊的電源,然后接通ＰLC的基本單元的電源。電源接通后,可以通過PLC上的“POＷＥＲ”指示燈。確認PLC電源已經正常加入。3）手動按壓PＬＣ輸入端的全部按鈕，開關，通過PLＣ上的輸入指示燈或者通過編程器對輸入信號的檢測,確認信號的地址連接正確，且按鈕與開關的發信正常。4)對于接近開關類的檢測信號輸入,應利用其他發信裝置（如螺絲刀等)代替“發信擋塊）進行試驗，確認信號的地址與接近開關的動作。對于信號無法通過手動方式進行發信的輸入點，也應在檢測元件側通過對輸入信號的“短接"等方式對其連接情況與地址進行檢查確認.輸出信號連接檢查輸出信號的連接檢查步驟如下.確認全部輸出點外部無短路，且輸出點的外部電源已經符合ＰＬＣ對應輸出信號的要求。確認PLC處于“STOP”狀態，且PＬC的電源已經正常加入。在調試現場有編程器的場合，通過對輸出信號的強烈ＯN/ＯFF，檢查輸出端連接的執行元件動作情況與輸出地址的正確性。在現場無編程器或無法對PLC輸出進行強制ON／ＯFＦ的場合,也應通過對PLC的輸出進行模擬(如“短接”PＬC輸出點兩端)動作,檢查PLＣ輸出地址連接與對應的執行元件動作情況。安全電路確認安全電路是指用于設備緊急分斷,安全保護等的保護電路，這部分線路必須由繼電器—接觸器等電磁動作元件所組成，而不可以通過ＰＬC進行控制，線路的具體設計方法與要求可以參見其它資料。在進行ＰＬC軟件調試前,必須對線路中安全電路的動作進行——確認,保證控制系統的保護電路能夠可靠動作,真正起到安全保護的作用。對于緊急分斷電路.應進行多次通斷試驗,確認其安全性與可靠性。3．1。8、軟件調試在PLC硬件調試完成后，可以進行PLC控制系統的軟件調試。在PLC的軟件調試前，應首先利用外部編程器對所編制的程序進行語法，程序結構等檢查，排除程序中的語法與結構錯誤。然后將程序輸入PＬＣ,并根據如下步驟進行軟件調試。手動單步運行試驗PLC軟件調試的第一步應對程序中的動作進行手動／單步運行試驗，試驗的基本方法與步驟如下。確認控制系統動