常州工學(xué)院（成人教育）畢業(yè)設(shè)計（論文）題目百事汽水現(xiàn)調(diào)機PLC改進設(shè)計副標(biāo)題性質(zhì)畢業(yè)設(shè)計畢業(yè)論文學(xué)生姓名時波年級2008級教學(xué)點無錫技師學(xué)院專業(yè)電氣自動化指導(dǎo)教師殷勤奮評定成績優(yōu)良中及格不及格摘要百事汽水現(xiàn)調(diào)機是百事飲料有限公司為適應(yīng)市場銷售需求所生產(chǎn)的一款小型機電商品，在世面上也得到了廣泛的應(yīng)用。本文所介紹的是百事公司一款應(yīng)用普遍的汽水機DURAFLEX150，文章通過圖片展現(xiàn)了它的外觀，詳細介紹了它內(nèi)部的工作原理。恰當(dāng)應(yīng)用了現(xiàn)在在工業(yè)控制領(lǐng)域扮演重要角色的PLC技術(shù)，介紹了PLC技術(shù)的相關(guān)知識以及如何在汽水現(xiàn)調(diào)機上得到了應(yīng)用。在著重介紹汽水現(xiàn)調(diào)機的PLC應(yīng)用時，還適當(dāng)介紹了汽水的發(fā)展史，生產(chǎn)工藝，原材料等相關(guān)知識，是文章內(nèi)容更加詳細、充實。同時也對三菱FX2NPLC的內(nèi)部結(jié)構(gòu)作了詳細的介紹。關(guān)鍵詞現(xiàn)調(diào)機；PLC；市場銷售ABSTRACTHUNDREDMATTERSSOFTDRINKSPRESENTASSIGNMENTOFAIRCRAFTISHUNDREDMATTERSDRINKLIMITEDCOMPANYFORADAPTSASECTIONSMALLMECHANICALANDELECTRICALCOMMODITYWHICHTHEMARKETSALEDEMANDPRODUCES,ALSOOBTAINEDTHEWIDESPREADAPPLICATIONINTHEWORLDWHATTHISARTICLEINTRODUCEDISHUNDREDMATTERSCOMPANIESSECTIONAPPLICATIONUNIVERSALSOFTDRINKMACHINEDURAFLEX150,THEARTICLEHASUNFOLDEDITSOUTWARDAPPEARANCETHROUGHTHEPICTURE,INDETAILINTRODUCEDITSINTERIORPRINCIPLEOFWORKAPPROPRIATELYHASAPPLIEDNOWINTHEINDUSTRYCONTROLDOMAINACTINGSTRONGCHARACTERPLCTECHNOLOGY,INTRODUCEDHOWTHEPLCTECHNOLOGYRELATEDKNOWLEDGEASWELLASDIDOBTAINTHEAPPLICATIONONTHESOFTDRINKPRESENTASSIGNMENTOFAIRCRAFTWHENEMPHATICALLYINTRODUCESTHESOFTDRINKPRESENTASSIGNMENTOFAIRCRAFTTHEPLCAPPLICATION,BUTALSOSUITABLYINTRODUCEDTHESOFTDRINKHISTORY,THEPRODUCTIONCRAFT,CORRELATIONKNOWLEDGEANDSOONRAWMATERIAL,ISTHEARTICLECONTENTMOREDETAILED,ISSUBSTANTIALSIMULTANEOUSLYALSOHASMADETHEDETAILEDINTRODUCTIONTOTHEMITSUBISHIFX2NPLCINTERNALSTRUCTUREKEYWORDSMIXINGMACHINEPLCMARKETSALES目錄第一章、緒論111課題的研究及意義112PLC的概述1第二章、汽水現(xiàn)調(diào)機521汽水現(xiàn)調(diào)機522現(xiàn)調(diào)機的工作原理623百事汽水現(xiàn)調(diào)機7第三章、現(xiàn)調(diào)機PLC改進技術(shù)831PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置832編程元器件933現(xiàn)調(diào)機PLC改進I/O分配表及其工作方式12第四章、PLC設(shè)計流程圖1541硬件接線圖1542設(shè)計流程圖16總結(jié)18致謝19參考文獻20附錄21第一章緒論11課題的研究及意義經(jīng)過了三個多世紀(jì)的演變，汽水已成為了一款為全世界人們所喜愛的飲料，如果說咖啡茶這些在人們生活中不可缺少的飲料還存在區(qū)域性的差異，不能真正得到普及的話，那么汽水完全不存在這樣的問題，它的存在不受地域的限制，在世界上任何一家商店都可以看到它的蹤影，亞洲、非洲、美洲也都可以看見孩子們飲用汽水時的歡笑。人們對于汽水似乎有著不同尋常的喜愛，它在人們的日常生活中也扮演了一個重要的角色。大街上汽水的廣告總是在比較顯眼的位置，人們也習(xí)慣了在眾多場合下來飲用汽水，體驗汽水給自己帶來的輕松感覺。在今后的時間里，汽水不會在人們的視線里褪去，而是將會繼續(xù)扮演它不可獲缺的角色。將PLC技術(shù)應(yīng)用到汽水現(xiàn)調(diào)機中，是一次嘗試，改變了生產(chǎn)制作過程，提高了工作效率。12PLC的概述可編程控制器（PROGRAMMABLECONTROLLER，簡稱PC）。與個人計算機的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時、計數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國際電工委員會（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存貯器，用來在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計。PLC具有通用性強、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編程簡單等特點?？梢灶A(yù)料在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應(yīng)用程序，系統(tǒng)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(zhuǎn)換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。121PLC的產(chǎn)生背景在PLC誕生之前，工業(yè)控制設(shè)備的主流品種是以繼電器、接觸器為主體的控制裝置。繼電器、接觸器是一些電磁開關(guān)。其結(jié)構(gòu)是由勵磁線圈、鐵心磁路、觸點等部件組成。其中觸點是接通或斷開電路的部件，按勵磁線圈通電前的狀態(tài)又可分為常開和常閉兩種類型。線圈通電前呈斷開狀態(tài)的為常開觸點，呈接通狀態(tài)的為常閉觸點。同一只接觸器或繼電器常有多對常開、常閉觸點。當(dāng)勵磁線圈通電，銜鐵在磁力作用下被鐵心吸合時，常開觸點接通，常閉觸點斷開，以完成電路連接的切換。觸點又分為主觸點及輔助觸點。用于主回路，控制較大電流的觸點是主觸點。用于控制電路，只能通過較小電流的觸點稱為輔助觸點。通過繼電器、接觸器及其它控制元件的線路連接，可以實現(xiàn)一定的控制邏輯，從而實現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備的各種操作控制。人們將由導(dǎo)線連接決定器件間邏輯關(guān)系的控制方式稱為接線邏輯。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，使用繼電器電路構(gòu)成工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷不斷暴露出來。首先是復(fù)雜的系統(tǒng)使用成百上千個各種各樣的繼電器，成千上萬根導(dǎo)線連接得密如蛛網(wǎng)。只要有一個繼電器、一根導(dǎo)線出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就不能正常工作，這就大大降低了這種接線邏輯系統(tǒng)的可靠性。其次是這樣的系統(tǒng)維修及改造很不容易，特別是技術(shù)改造，當(dāng)試圖改變設(shè)備的工作過程以改善設(shè)備的功能時，人們寧愿新生產(chǎn)一套控制設(shè)備也都不愿意將繼電器控制柜中的線路重接。而在20世紀(jì)6070年代，社會的進步要求制造業(yè)生產(chǎn)出小批量、多品種多規(guī)格、低成本、高質(zhì)量的產(chǎn)品以滿足市場需要，不斷地提出改善生產(chǎn)機械功能的要求。加上當(dāng)時電子技術(shù)已經(jīng)有了一定的發(fā)展，于是人們開始尋求一種以存儲邏輯代替接線邏輯的新型工業(yè)控制設(shè)備。這就是PLC。122PLC的發(fā)展過程1968年，美國通用汽車公司GM為適應(yīng)汽車型號的不斷翻新，想尋找一種能減少重新設(shè)計控制系統(tǒng)和接線、降低成本、縮短時間的措施，并設(shè)想把計算機功能的完備、靈活通用和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，制成一種通用控制裝置，并把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，用面向控制過程、面向用戶的，自然語言，編程，使不熟悉計算機的人也能方便地使用。1969年美國數(shù)字設(shè)備公司（DEC）研制出世界上第1臺PLC，并在GM公司的汽車自動裝配線上首次使用，獲得成功。從此，這項新技術(shù)便迅速發(fā)展起來。1971年日本從美國引進了該項新技術(shù)，很快就研制出了日本第1臺PLC。19731974年，西德和法國也相繼研制出了自己的第1臺PLC。中國從1974年開始研制，1977年應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。限于當(dāng)時的元器件條件和計算技術(shù)的發(fā)展水平，早期的PLC主要由分立元件和小規(guī)模集成電路組成。19591973年是PLC的初創(chuàng)時期。在這個時期，PLC從有觸點不可編程的硬接線順序控制器發(fā)展成為小型機的無觸點可編程邏輯控制器，可靠性比以往的繼電器控制系統(tǒng)有較大提高，靈活性也有所增強。其主要功能限于邏輯運算、計時、計數(shù)和順序控制，CPU由中小規(guī)模集成電路組成，存儲器為磁芯存儲器。19741977年是PLC的發(fā)展中期。在這個時期，由于8位單片CPU和集成存儲器芯片的出現(xiàn)，PLC得到了迅速發(fā)展和完善，并逐步趨向系列化和實用化，普遍應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過程控制。PLC除了原有功能外，又增加了數(shù)值運算、數(shù)據(jù)的傳遞和比較、模擬量的處理和控制等功能，可靠性進一步提高，開始具備自診斷功能。19781983年，PLC進入成熟階段。這個時期，微型計算機行業(yè)已出現(xiàn)了16位CPU，MCS51系列單片機也由INTEL公司推出，使PLC也開始朝著大規(guī)模、高速度和高性能方向發(fā)展，PLC的生產(chǎn)量在國際上每年以30的遞增量迅速增長。在結(jié)構(gòu)上，PLC除了采用微處理器及EPROM，EEPROM，CMCSRAM等LSI電路外，還向多微處理器發(fā)展，使PLC的功能和處理速度大大提高；PLC的功能又增加了浮點運算、平方、三角函數(shù)、相關(guān)數(shù)、查表、列表、脈寬調(diào)制變換等，初步形成了分布式可編程控制器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，具有通訊功能和遠程I/O處理能力，編程語言較規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)化。此外自診斷功能及容錯技術(shù)發(fā)展迅速，使PLC系統(tǒng)的可靠性得到了進一步提高。1984年后，PLC的規(guī)模更大，存儲器的容量又提高了1個數(shù)量級（最高可達896K），有的PLC已采用了32位微處理器，多臺PLC可與大系統(tǒng)一起連成整體的分布式控制系統(tǒng)，在軟件方面有的已與通用計算機系統(tǒng)兼容。編程語言除了傳統(tǒng)的梯形圖、流程圖語句表外，還有用于算術(shù)的BASIC語言、用于機床控制的數(shù)控語言等。在人機接口方面，采用了現(xiàn)實信息等更多直觀的CRT，完全代替了原來的儀表盤，使用戶的編程和操作更加方便靈活。PLC的I/O模件一方面發(fā)展自帶微處理器的智能I/O模件，另一方面也注意增大I/O點數(shù)，以適應(yīng)控制范圍的增大和在系統(tǒng)中使用A/D，D/A通訊及其他特殊功能模件的需要。同時，各PLC生產(chǎn)廠家還注意提高I/O的密集度，生產(chǎn)高密度的I/O模件，以節(jié)省空間，降低系統(tǒng)的成本。123PLC的特點一、控制結(jié)構(gòu)簡單，通用性強，使用方便。由于PLC產(chǎn)品的系列化和模塊化，PLC配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，當(dāng)控制對象的硬件配置確定以后，就可通過修改用戶程序，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。二、功能性強，適應(yīng)面廣?，F(xiàn)代PLC不僅具有邏輯運算、計時、計數(shù)、順序控制等功能，而且還具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換、數(shù)值運算、數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它既可對開關(guān)量進行控制，也可對模擬量進行控制，既可控制1臺生產(chǎn)機械、1條生產(chǎn)線，也可控制1個生產(chǎn)過程。PLC還具有通訊聯(lián)絡(luò)功能，可與上位干擾信號有良好的抑制作用。軟件方面，設(shè)置故障檢測與診斷程序。采用以上抗干擾措施后，PLC平均無故障時間大大延長。三、抗干擾能力強，可靠性高。繼電器接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸頭，使設(shè)備連線復(fù)雜，由于器件的老化、脫焊、觸頭的抖動及觸頭在開閉時受電弧的損害，大大降低了系統(tǒng)的可靠性。而PLC采用微電子技術(shù)，帶領(lǐng)的開關(guān)動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和復(fù)雜的連線唄軟件程序所取代，故其壽命長，可靠性大大提高。微機雖然有很強的功能但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾、電源波動、機械振動、溫度和濕度的變化，都可能使一般通用微機不能正常工作。而PLC在電子線路、機械結(jié)構(gòu)及結(jié)構(gòu)上都吸取了生產(chǎn)控制經(jīng)驗，主要模塊都采用了大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，I/O系統(tǒng)設(shè)計有完善的通道保護與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)上對耐熱、防潮、防塵、抗震都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數(shù)字濾波等抗干擾和故障診斷措施所有這些使PLC具有較高的抗干擾能力，目前各生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PLC，平均無故障期都大大超過了IEC規(guī)定的10萬小時，有的甚至達到了幾十萬小時。四、編程方法簡單，容易掌握。PLC配備有易于接受和掌握的梯形圖語言。該語言編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。五、控制系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試方便。PLC用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等部件，硬軟件齊全，且為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，并已商品化故可按性能、容量（輸入、輸出點、內(nèi)存大?。┑冗x用組裝。又由于用軟件編程取代了硬接線實現(xiàn)控制功能，使安裝接線工作量大大減小，設(shè)計人員只要有一臺PLC就可進行控制系統(tǒng)的設(shè)計并可在實驗室進行模擬調(diào)試，而繼電接觸器系統(tǒng)需在現(xiàn)場調(diào)試，工作量大且繁瑣。六、體積小，質(zhì)量小，功耗低，由于PLC是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制設(shè)備的新型產(chǎn)品，因而結(jié)構(gòu)緊湊，堅固，體積小，質(zhì)量小，功耗低，而且具有很好的抗震性和適應(yīng)環(huán)境溫度濕度變化的能力,因此PLC很容易裝入機械設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機電一體化較理想的控制設(shè)備。七、維修方便工作量小PLC具有完善的自診斷、履歷情報存儲及監(jiān)視功能，對于其內(nèi)部工作狀態(tài)、通信狀態(tài)異常狀態(tài)和輸入輸出點的狀態(tài)均有顯示。工作人員通過它可以檢查出故障原因，工作人員通過它可以查出故障原因，便于迅速處理，及時排除?？刂乒竦脑O(shè)計、安裝接線工作量大為減少。第二章汽水現(xiàn)調(diào)機21汽水現(xiàn)調(diào)機在商場和一些快餐店中，都可以看見汽水現(xiàn)調(diào)機的身影。什么是現(xiàn)調(diào)飲料現(xiàn)調(diào)飲料是通過一臺機器（包括制冷系統(tǒng)），分配出的高質(zhì)量碳酸飲料，這臺機器就稱為現(xiàn)調(diào)機，猶如一個小型汽水廠一樣。現(xiàn)調(diào)飲料生產(chǎn)過程A自來水過濾后，進入碳化器與二氧化碳氣體混合成為碳酸水。B碳酸水與糖漿通過獨立的管道進入現(xiàn)調(diào)機內(nèi)冷卻。C碳酸水與糖漿經(jīng)攪拌棒混合，通過分配閥釋放，成為冰凍的碳酸飲料。糖漿/水比例151加侖（美制）375公升1盎司296毫升一桶（5加侖/18公升）的糖漿可生產(chǎn)16箱瓶裝（10盎司）碳酸飲料。因此現(xiàn)調(diào)機具有空間小、簡易方便、效率高等優(yōu)點。22現(xiàn)調(diào)機工作原理現(xiàn)調(diào)機系統(tǒng)構(gòu)造并不十分復(fù)雜，有以下幾個部分組成過濾器機器所用的水源一般均為市政自來水，而自來水是不能直接飲用的，因此就需要過濾器。過濾器需要要清除自來水中一定的雜質(zhì)，因此內(nèi)置了纖維濾芯，也同時需要消除水中的氣味，這就需要用到活性碳濾芯，所以過濾器內(nèi)選用了纖維與活性炭合一的濾芯。凈水過濾器二氧化碳（CO2）氣瓶CO2氣瓶是整個系統(tǒng)中至關(guān)重要的一部分，它能否正常工作是直接影響到汽水質(zhì)量的好壞。CO2氣瓶是與現(xiàn)調(diào)機配套使用的，一般常溫下瓶內(nèi)壓力為5070公斤（7501000帕斯卡），正常工作時間最高壓力為1800帕斯卡。氣瓶上的減壓閥是用來調(diào)節(jié)壓力的，以次來調(diào)節(jié)碳酸水中CO2含量，另外CO2氣瓶也與糖漿桶相連，CO2含量過高或過低都將會使汽水變味，含氣量不足。另外氣瓶上的減壓閥的指示表也分初級表和二級表，兩者外觀相同。初級表是直接與氣瓶相連，最低進入壓力為500帕斯卡。二級表是接受由初級表減壓后而來的壓力，最高進入壓力為300帕斯卡。糖漿桶糖漿是指將制作汽水做需的相關(guān)配料（除碳酸水）全部壓縮制作好，每款飲料都有相應(yīng)的糖漿桶，只需要與碳酸水按比例混合，就制出了飲料。冷凍系統(tǒng)現(xiàn)調(diào)機內(nèi)有一個貯存冰塊的冰庫。壓縮機提供了致冷能量造成了冰庫，冰庫也受一個溫控器控制，當(dāng)外部溫度一定時，會相應(yīng)的啟動或停止壓縮機工作。冰庫的保存同時結(jié)合了壓縮機的制冷能力，兩者構(gòu)成了機器的總冷卻能力。冷凍循環(huán)系統(tǒng)主要組件壓縮機、冷凝器、毛細管、蒸發(fā)器。冷凝器壓縮機毛細管蒸發(fā)器機器內(nèi)的為小型壓縮機23百事汽水現(xiàn)調(diào)機下面簡單來介紹一款百事公司的汽水現(xiàn)調(diào)機型號DURAFLEX150閥門5道電壓230V電流25A尺寸56寬762深91高百事公司現(xiàn)調(diào)機可分為兩個款型冰板式桌上型、冰板式下嵌型，以上這款便是前者。第3章現(xiàn)調(diào)機PLC改進設(shè)計31PLC的結(jié)構(gòu)及其基本配置一般講，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(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進行擴展與組合。PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如下一、CPU的構(gòu)成PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)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(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)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(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，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(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。CPU的運算器用于進行數(shù)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(jié)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(nèi)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(xiàn)就是它的工作狀態(tài)的種種顯示、種種接口及設(shè)定或控制開關(guān)。一般講，CPU模塊總要有相應(yīng)的狀態(tài)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(nèi)存接口，用于安裝內(nèi)存，有外設(shè)口，用于接外部設(shè)備，有的還有通訊口，用于進行通訊。CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對PLC作設(shè)定，如設(shè)定起始工作方式、內(nèi)存區(qū)等。二、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(lián)系的，按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)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(shù)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(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。三、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。四、底板或機架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。五、PLC的外部設(shè)備外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類1編程設(shè)備有簡易編程器和智能圖形編程器，用于編程、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況。編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。2監(jiān)控設(shè)備有數(shù)據(jù)監(jiān)視器和圖形監(jiān)視器。直接監(jiān)視數(shù)據(jù)或通過畫面監(jiān)視數(shù)據(jù)。3存儲設(shè)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(shù)據(jù)，使用戶程序不丟失，如EPROM、EEPROM寫入器等。4輸入輸出設(shè)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。六、PLC的通信聯(lián)網(wǎng)PLC具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使PLC與PLC之間、PLC與上位計算機以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個統(tǒng)一的整體，實現(xiàn)分散集中控制?，F(xiàn)在幾乎所有的PLC新產(chǎn)品都有通信聯(lián)網(wǎng)功能，它和計算機一樣具有RS232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(nèi)交換信息。當(dāng)然，PLC之間的通訊網(wǎng)絡(luò)是各廠家專用的，PLC與計算機之間的通訊，一些生產(chǎn)廠家采用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)總線，并向標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)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(lián)網(wǎng)。了解了PLC的基本結(jié)構(gòu)，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(jīng)濟又合理，盡可能發(fā)揮PLC所提供的最佳功能。反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。32編程元器件下面著重介紹三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品的一些編程元件及其功能FX系列產(chǎn)品，它內(nèi)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(shù)器等，但它們與真實元件有很大的差別，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、功耗大小和電磁慣性等問題；觸點沒有數(shù)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(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(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代表定時器，C代表計數(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)?。一、輸入繼電器（X）PLC的輸入端子是從外部開關(guān)接受信號的窗口，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(tài)。內(nèi)部有常開/常閉兩種觸點供編程時隨時使用，且使用次數(shù)不限。輸入電路的時間常數(shù)一般小于10MS。各基本單元都是八進制輸入的地址，輸入為X000X007，X010X017，X020X027。它們一般位于機器的上端。二、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/常閉觸點供內(nèi)部程序使用。輸出繼電器的電子常開/常閉觸點使用次數(shù)不限。輸出電路的時間常數(shù)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。三、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)各軟元件的觸點驅(qū)動。輔助繼電器也稱中間繼電器，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/常閉觸點使用次數(shù)不受限制。但是，這些觸點不能直接驅(qū)動外部負載，外部負載的驅(qū)動必須通過輸出繼電器來實現(xiàn)。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，如掉電繼電器、保持繼電器等，在這里就不一一介紹了。特殊輔助繼電器M8000M8255，如M8018常ON；M80141分鐘脈沖發(fā)生器；M8002第一掃描周期ON；M8011001S脈沖發(fā)生器；M801201S脈沖發(fā)生器；M80131S脈沖發(fā)生器四、定時器（T）在PLC內(nèi)的定時器是根據(jù)時鐘脈沖的累積形式，當(dāng)所計時間達到設(shè)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。在后一種情況下，一般使用有掉電保護功能的數(shù)據(jù)寄存器。即使如此，若備用電池電壓降低時，定時器或計數(shù)器往往會發(fā)生誤動作。定時器通道范圍如下100MS定時器T0T199，共200點，設(shè)定值0132767秒；10MS定時器T200T245，共46點，設(shè)定值00132767秒；1MS積算定時器T246T249，共4點，設(shè)定值000132767秒；100MS積算定時器T250T255，共6點，設(shè)定值0132767秒；當(dāng)定時器線圈T200的驅(qū)動輸入X000接通時，T200的當(dāng)前值計數(shù)器對10MS的時鐘脈沖進行累積計數(shù)，當(dāng)前值與設(shè)定值K123相等時，定時器的輸出接點動作，即輸出觸點是在驅(qū)動線圈后的123秒（10123MS123S）時才動作，當(dāng)T200觸點吸合后，Y000就有輸出。當(dāng)驅(qū)動輸入X000斷開或發(fā)生停電時，定時器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。每個定時器只有一個輸入，它與常規(guī)定時器一樣，線圈通電時，開始計時；斷電時，自動復(fù)位，不保存中間數(shù)值。定時器有兩個數(shù)據(jù)寄存器，一個為設(shè)定值寄存器，另一個是現(xiàn)時值寄存器，編程時，由用戶設(shè)定累積值。定時器線圈T250的驅(qū)動輸入X001接通時，T250的當(dāng)前值計數(shù)器對100MS的時鐘脈沖進行累積計數(shù)，當(dāng)該值與設(shè)定值K345相等時，定時器的輸出觸點動作。在計數(shù)過程中，即使輸入X001在接通或復(fù)電時，計數(shù)繼續(xù)進行，其累積時間為345S（100MS345345S）時觸點動作。當(dāng)復(fù)位輸入X002接通，定時器就復(fù)位，輸出觸點也復(fù)位。五、計數(shù)器（C）FX2N中的16位增計數(shù)器，是16位二進制加法計數(shù)器，它是在計數(shù)信號的上升沿進行計數(shù)，它有兩個輸入，一個用于復(fù)位，一個用于計數(shù)。每一個計數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值加1，當(dāng)現(xiàn)時值加到設(shè)定值時停止計數(shù)，同時觸點閉合。直到復(fù)位控制信號的上升沿輸入時，觸點才斷開，設(shè)定值又寫入，再又進入計數(shù)狀態(tài)。其設(shè)定值在K1K32767范圍內(nèi)有效。設(shè)定值K0與K1含義相同，即在第一次計數(shù)時，其輸出觸點就動作。通用計數(shù)器的通道號C0C99，共100點。保持用計數(shù)器的通道號C100C199，共100點。通用與掉電保持用的計數(shù)器點數(shù)分配，可由參數(shù)設(shè)置而隨意更改。由計數(shù)輸入X011每次驅(qū)動C0線圈時，計數(shù)器的當(dāng)前值加1。當(dāng)?shù)?0次執(zhí)行線圈指令時，計數(shù)器C0的輸出觸點即動作。之后即使計數(shù)器輸入X011再動作，計數(shù)器的當(dāng)前值保持不變。L當(dāng)復(fù)位輸入X010接通（ON）時，執(zhí)行RST指令，計數(shù)器的當(dāng)前值為0，輸出接點也復(fù)位。2應(yīng)注意的是，計數(shù)器C100C199，即使發(fā)生停電，當(dāng)前值與輸出觸點的動作狀態(tài)或復(fù)位狀態(tài)也能保持。六、數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器是計算機必不可少的元件，用于存放各種數(shù)據(jù)。FX2N中每一個數(shù)據(jù)寄存器都是16BIT（最高位為正、負符號位），也可用兩個數(shù)據(jù)寄存器合并起來存儲32BIT數(shù)據(jù)（最高位為正、負符號位）。1）通用數(shù)據(jù)寄存器D通道分配D0D199，共200點。只要不寫入其他數(shù)據(jù)，已寫入的數(shù)據(jù)不會變化。但是，由RUNSTOP時，全部數(shù)據(jù)均清零。（若特殊輔助繼電器M8033已被驅(qū)動，則數(shù)據(jù)不被清零）。2）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）?；旧贤ㄓ脭?shù)據(jù)寄存器。除非改寫，否則原有數(shù)據(jù)不會丟失，不論電源接通與否，PLC運行與否，其內(nèi)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。3）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）內(nèi)的一個存儲區(qū)，以500點為一個單位，最多可在參數(shù)設(shè)置時到2000點。用外部設(shè)備口進行寫入操作。在PLC運行時，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，再從RAM中讀出。將數(shù)據(jù)寫入EEPROM盒時，需要花費一定的時間，務(wù)必請注意。4）RAM文件寄存器通道分配D6000D7999，共2000點。驅(qū)動特殊輔助繼電器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）。33現(xiàn)調(diào)機PLC改進I/O分配及其工作分析I/O分配表現(xiàn)調(diào)機一共有5道分配閥門現(xiàn)用分別用ABCDE來表示百事七喜美年達碳酸水激浪的出口閥門機器接通電源,按下總啟按鈕SB11（X30）進入工作狀態(tài)。百事可樂閥SB1X0SB2X1SQ1X10SQ2X11SQ3X12AY0A1Y4過濾水A2Y5糖漿A3Y6二氧化碳攪拌棒M1定時器T1T2工作分析按下SB1X0,過濾水管道A1Y4打開放出液體到混合箱液面限位開關(guān)SQ1X10時,A1管道關(guān)閉,可樂糖漿管道A2Y5打開放出糖漿,到達液面限位開關(guān)SQ2X11處時,A2管道關(guān)閉,液體二氧化碳管道A3Y6打開,到達液面限位開關(guān)SQ3Y12時,A3管道關(guān)閉,同時攪拌棒M1轉(zhuǎn)動攪拌飲料4秒鐘后AY0打開放出飲料5秒鐘,在放出飲料過程中,按下SB2X1,停止放出飲料七喜閥SB3X2SB4X3SQ4X13SQ5X14SQ6X15BY1B1Y7過濾水B2Y10糖漿B3Y11二氧化碳攪拌棒M2定時器T3T4工作分析按下SB3X2,過濾水管道B1Y7打開放出液體,到達混合箱液面限位開關(guān)SQ4X13時,B1管道關(guān)閉,七喜糖漿管道B2Y10打開放出糖漿,到達液面限位開關(guān)SQ5X14處時,B2管道關(guān)閉,液體二氧化碳管道B3Y11打開,到達液面限位開關(guān)SQ6X15處時,B3管道關(guān)閉,同時攪拌棒M2轉(zhuǎn)動攪拌飲料4秒鐘后BY1打開放出飲料5秒鐘,在放出飲料過程中,按下SB4X3,停止放出飲料美年達閥SB5X4SB6X5SQ7X16SQ8X17SQ9X20CY2C1Y12過濾水C2Y13糖漿C3Y14二氧化碳攪拌棒M3定時器T5T6工作分析按下SB5X4,過濾水管道C1Y12打開放出液體,到達混合箱液面限位開關(guān)SQ7X16時,C1管道關(guān)閉,美年達糖漿管道C2Y13打開放出糖漿,到達液面限位開關(guān)SQ8X17處時,C2管道關(guān)閉,液體二氧化碳管道C3Y14打開,到達液面限位開關(guān)SQ6X20處時,B3管道關(guān)閉,同時攪拌棒M3轉(zhuǎn)動攪拌飲料4秒鐘后CY2放出飲料5秒鐘,在放出飲料過程中,按下SB6X5,停止放出飲料碳酸水閥SB7X6SB8X7SQ10X21SQ11X22DY3D1Y15過濾水D2Y16二氧化碳攪拌棒M4定時器T7T8工作分析按下SB7X6,過濾水管道D1Y15打開放出液體,到達混合箱液面限位開關(guān)SQ10X21時,D1管道關(guān)閉,二氧化碳管道D2Y16打開放出液體二氧化碳,到達液面限位開關(guān)SQ11X22處時,D2管道關(guān)閉,處時,同時攪拌棒M4轉(zhuǎn)動攪拌飲料3秒鐘后DY3打開放出飲料4秒鐘,在放出飲料過程中,按下SB8X7,停止放出飲料激浪閥SB9X23SB10X24SQ12X25SQ13X26SQ14X27EY22E1Y17過濾水E2Y20糖漿E3Y21二氧化碳攪拌棒M5定時器T9T10工作分析按下SB9X23,過濾水管道E1Y17打開放出液體,到達混合箱液面