畢業(yè)設(shè)計----水壓試管機監(jiān)控系統(tǒng)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要III</b></p><p>　　AbstractIV</p><p>　　第1章 水壓試管機介紹1</p><p>　　1.1水壓試管機分類1</p><p>　　1.2水壓試管機平衡及密

2、封原理1</p><p>　　1.3水壓試管機液壓控制方案2</p><p>　　1.4 水壓試管機計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計3</p><p>　　1.4.1 系統(tǒng)描述3</p><p>　　1.4.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計4</p><p>　　1.4.3 結(jié)論7</p><p>　　第2

3、章 PLC及S7-200簡介8</p><p>　　2.1 PLC簡介8</p><p>　　2.1.1 PLC發(fā)展8</p><p>　　2.1.2 PLC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖10</p><p>　　2.1.3 PLC的基本結(jié)構(gòu)11</p><p>　　2.1.4 PLC的工作原理11</p>&

4、lt;p>　　2.1.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域13</p><p>　　2.1.6 PLC未來展望14</p><p>　　2.2 S7-200簡介14</p><p>　　2.2.1 S7-200系列優(yōu)點14</p><p>　　2.2.2 S7-200 的CPU介紹15</p><p>　　2.2.3

5、 S7-200的特性16</p><p>　　第3章 串行通信接口技術(shù)17</p><p>　　3.1 用自由口模式創(chuàng)建用戶定義的協(xié)議17</p><p>　　3.2 自由口模式下PLC與計算機的通信17</p><p>　　3.2.1通信協(xié)議17</p><p>　　3.2.2 指令格式定義18</

6、p><p>　　第4章 水壓試管機下位機通訊模塊的設(shè)計22</p><p>　　4.1 PLC程序執(zhí)行過程22</p><p>　　4.2 程序清單22</p><p>　　4.2．1 MAIN主程序：23</p><p>　　4.2.2 Read子程序:24</p><p>　　4.2.

7、3 Write子程序:26</p><p>　　4.2.4 Verify子程序：27</p><p>　　4.2.5 Initialize子程序：29</p><p>　　4.2.6 RCVcomplete中斷程序:32</p><p>　　4.2.7 XMTcomplete中斷程序:33</p><p>&

8、lt;b>　　總結(jié)35</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)36</b></p><p><b>　　致謝37</b></p><p><b>　　水壓試管機監(jiān)控系統(tǒng)</b></p><p>　　——下位機通訊模塊設(shè)計</p>&l

9、t;p><b>　　摘要</b></p><p>　　本設(shè)計用可編程控制器（PLC）與工業(yè)計算機實現(xiàn)對鋼管的水壓密封試驗。本文對通訊模塊的系統(tǒng)設(shè)計將兩者結(jié)合，由PLC完成對現(xiàn)場設(shè)備的直接控制，同時通過串行總線與工業(yè)計算機通信用來實現(xiàn)設(shè)計要求。</p><p>　　本設(shè)計首先對試管機的原理概述，并給出了對其設(shè)計的一套方案；其次對設(shè)計所需要的PLC及S7-200的特

10、點進(jìn)行介紹，由此可見PLC的優(yōu)越性，然后又對自由口及通信協(xié)議進(jìn)行了詮釋，對設(shè)計程序時提出了要求；最后就是此次設(shè)計的程序的要點。本次設(shè)計通過四個章節(jié)對水壓試管機進(jìn)行從原理到軟件實現(xiàn)的流程，最終完成整個設(shè)計。</p><p>　　關(guān)鍵詞：通訊，PLC，協(xié)議</p><p>　　Hydrostatic test machine control system</p><p>

11、;　　——The communication module design</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This design with programmable logic controller (PLC) and industrial computer for the hydraulic sealing test tub

12、e. Based on communication module system design will finish by combination of PLC, the direct control, and through serial bus and industrial computer communication to realize the design requirements.</p><p>　

13、　The design principle of the first test-tube machine, and presents the design of a set of solutions, Next to the needs of design of S7-200 PLC and characteristics, thus the superiority of PLC, then to freedom and the com

14、munication protocol, put forward to design program requirements, Finally, the design procedure is the key. The design of hydraulic pressure tube through the four chapters from principles to machine to process of software

15、, complete the whole design.</p><p>　　Keywords: Communication, PLC, The agreement</p><p>　　第1章 水壓試管機介紹</p><p>　　在我國的鋼管生產(chǎn)企業(yè)中廣泛使用水壓試管機對鋼管進(jìn)行水壓實驗，確保產(chǎn)品質(zhì)量。水壓試管機試壓的流程是：送料機構(gòu)把鋼管送至水壓機的預(yù)定密封位→沖

16、水頭和排氣頭內(nèi)的徑向預(yù)密封加壓→充水排氣→增壓→保壓→卸壓→徑向預(yù)密封卸壓→沖水頭和排氣頭退回→鋼管退出。在整個過程中沖水頭和排氣頭的徑向預(yù)密封加壓環(huán)節(jié)非常關(guān)鍵，如果不能及時完成徑向預(yù)密封加壓，水壓機將無法增壓。</p><p>　　1.1水壓試管機分類</p><p>　　水壓試管機根據(jù)其密封型式可分為徑向密封水壓試管機和端面密封水壓試管機。徑向密封采用與焊管內(nèi)徑或外徑配合密封圈。通過密

17、封圈的受壓膨脹實現(xiàn)管壁密封，其優(yōu)點是鋼管夾緊和抽出都很容易，密封可靠，鋼管軸向受力小，不易彎曲，但密封頭結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，規(guī)格較多；端面密封依靠密封材料在管口端面被壓迫產(chǎn)生彈性變形而達(dá)到管口密封的效果，其優(yōu)點是試驗頭結(jié)構(gòu)簡單，通用性好，但對密封材料性能和油水壓差比例伺服控制系統(tǒng)要求較高。</p><p>　　1.2水壓試管機平衡及密封原理</p><p>　　水壓試管機廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的各個

18、領(lǐng)域。被試管件有螺焊管、無縫鋼管等，試驗壓力從7.5MPa一120MPa不等。水壓試管機也有多種結(jié)構(gòu)形式。大部分水壓試管機有一個共同點，移動端采用液壓平衡缸與水壓相平衡技術(shù)，見圖1.1，是水壓試管機的關(guān)鍵技術(shù)之一。</p><p>　　圖1.1 移動端與被試管件</p><p>　　水壓試管機的預(yù)密封加壓原理圖如圖1.2所示。當(dāng)水壓試管機的送料機構(gòu)把鋼管送至水壓機的預(yù)定密封位后，排氣頭裝置

19、向前運動把鋼管推入充水頭，接著預(yù)密封裝置開始對位于充水頭和排氣頭裝置內(nèi)的密封圈進(jìn)行加壓，使密封圈產(chǎn)生變形與鋼管外壁緊密結(jié)合形成密閉空間，這一過程稱為預(yù)密封。進(jìn)行預(yù)密封時，預(yù)密封增壓器的水缸活塞桿在液壓缸的帶動下首先伸出，使水缸內(nèi)的容積增大產(chǎn)生負(fù)壓；在負(fù)壓的作用下，儲水罐內(nèi)的水經(jīng)過單向閥1被吸入水缸內(nèi)，此時單向閥2處于關(guān)閉狀態(tài)；當(dāng)預(yù)密封增壓器的活塞桿反向運動，活塞桿向水缸內(nèi)回縮，把水缸內(nèi)的水加壓排除；經(jīng)過加壓的水打開單向閥2，然后順序流過

20、卸壓閥、梭閥3和4進(jìn)入位于充水頭和排氣頭裝置內(nèi)的密封圈的徑向加壓槽內(nèi)，對密封圈進(jìn)行施壓，密封圈受力變形與鋼管外壁緊密結(jié)合形成密閉空間。</p><p>　　改預(yù)密封方式的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，但也存在著明顯的缺陷，即吸水過程中單向閥2必須處于反向關(guān)閉狀態(tài)。若單向閥2反向關(guān)閉不嚴(yán)將導(dǎo)致已流入密封圈徑向加壓槽內(nèi)的高壓水反向流出，密封圈會因水壓降低離開鋼管外壁引發(fā)密封失效；在實際使用中，由于試壓用水的清潔度較低，經(jīng)常會造成單

21、向閥2喪失反向關(guān)閉功能，從而影響到水壓機的正常使用。</p><p>　　圖1.2 水壓試管機的預(yù)密封原理圖</p><p>　　1.3水壓試管機液壓控制方案</p><p>　　隨著我國石油天然氣業(yè)的快速發(fā)展，油井深度的不斷增加，對管線管、流體管、油管、套管不僅需求量日益增加，而且鋼級要求亦有很大的提高。這些管子在出場前很重要的一道工序就是進(jìn)行高壓水壓試驗。<

22、;/p><p>　　φ48～φ178高壓水壓試管機是兩支鋼管同時試壓的高效試壓設(shè)備。試壓流程為下送料上試壓方式，通過步進(jìn)運輸機將鋼管從一個工位送到另一個工位，生產(chǎn)線中有沖洗、試壓、空水工位。在沖洗工位完成鋼管的一端對齊、沖洗、測長等功能；在試壓工位完成對鋼管夾緊對中升起向試壓中心送料、充水頭和排氣頭前進(jìn)至預(yù)定密封位、徑向預(yù)密封加壓、充水排氣、增壓、保壓、卸壓、徑向預(yù)密封卸壓、充水頭和排氣頭退回、鋼管下降松開；在空水工

23、位對鋼管進(jìn)行空水。步進(jìn)運輸機有兩種步距：800mm和1600mm，均由液壓缸驅(qū)動，它負(fù)責(zé)完成整個試壓過程中的接料和送料，要提高整個生產(chǎn)線的節(jié)奏，步進(jìn)運輸機的運行必須又快又穩(wěn)。為了提高生產(chǎn)線的工作效率，在試壓工作的同時，步進(jìn)運輸機的一些動作仍在執(zhí)行，該設(shè)備有很高的自動化水平。試壓中心與送料中心有700mm的落差，試壓時控制試壓架升起的2個液壓缸必須有700mm的垂直行程且必須同步，在液壓系統(tǒng)中采用了分流馬達(dá)控制滿足了設(shè)備對同步舉升的要求。

24、管子試壓時，兩端的密封雖然采用的是大間隙密封，但間隙只不過10mm左右，為了延長裝在充水頭和排氣頭內(nèi)密封圈的壽命，也為了避免試壓架撞機架，試壓架必須升起平穩(wěn)快速</p><p>　　φ48～φ178高壓水壓試管機的試壓介質(zhì)是乳化液，也就是說被試鋼管中充滿乳化液，靠外力壓縮乳化液壓力升高達(dá)到試壓的目的。目前，液壓泵和油閥的耐壓已經(jīng)比較高，而且性價比很好，因此我們采用油增水的方法，通過高壓增壓器來實現(xiàn)試驗壓力110

25、MPa的高壓。高壓試管時，不僅要保壓曲線平穩(wěn)，而且要效率高。這就要求液壓系統(tǒng)既要快速升壓又要平穩(wěn)卸壓。該設(shè)備所試的最大管子直徑為φl77．8mm、長度15m，因此，快速充水、排氣高壓試管時密封可靠這一性能給液壓系統(tǒng)又提出了更高的要求。</p><p>　　1.4 水壓試管機計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　螺旋焊管是天然氣等氣體輸送工程所使用的重要焊接管材，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到整個

26、輸氣工程的安全及可靠，甚至關(guān)系到人身安危。為此，我們基于PLC和工業(yè)控制計算機以及觸模屏，設(shè)計了一套水壓試管機計算機監(jiān)控系統(tǒng)。</p><p>　　1.4.1 系統(tǒng)描述</p><p>　　水壓試管機系統(tǒng)由水壓系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)及被試焊管組成。</p><p>　　（1）水壓系統(tǒng) 水壓系統(tǒng)由高壓水站和低壓水站組成，包括2臺400m3/h、37kW的低壓水泵和電機、2

27、臺75L/min、45kW的高壓水泵、循環(huán)水池、清水池、各種控制閥及其它輔助組件，該系統(tǒng)在低壓卸荷閥、充水閥、電磁換向閥等控制閥的控制下完成沖渣、低壓充水和卸水、增水壓、保壓和減水壓等工序。系統(tǒng)要求試壓介質(zhì)（水）的最高壓力為20.7MPa，水壓系統(tǒng)最高水壓可達(dá)25MPa。</p><p>　?。?）液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)由主液壓站和副液壓站、各種控制閥及液壓輔件組成，包括額定流量分別為100L/min和25L/

28、min、額定壓力分別為12MPa和32MPa的液壓泵、電機、加熱器、液位計、磁性濾油器、先導(dǎo)式溢流閥、電接點溫度表、電接點壓力表等液壓輔件。液壓系統(tǒng)專為電液比例加載系統(tǒng)和多個工作油缸提供液壓油；電液比例加載系統(tǒng)由電液比例溢流閥、單向節(jié)流閥、直動式溢流閥、充液閥、充液箱、主液缸、壓力傳感器、三位四通電磁換向閥等組成，主要完成對被試螺旋焊管活動堵頭（直接和主液缸的柱塞桿相連）的加壓，以保證當(dāng)水壓增大時加在活動堵頭上的力能隨之增大，并總是大于

29、水壓對堵頭所產(chǎn)生的力，達(dá)到精確控制水壓增長。副液壓站和輔助控制系統(tǒng)主要完成被試管的定位（移動和升降）、低壓充水和卸荷、放氣和集氣管動作、往復(fù)缸的動作、機架和插銷的移動等系統(tǒng)功能。</p><p>　　整個系統(tǒng)的工作過程如下：</p><p>　　首先啟動主副液壓泵和高低壓水泵，通過移動管子和托輥升降使被試管子定位到所要求的位置；打開充水閥，關(guān)閉低壓卸水閥，完成沖渣；開動往復(fù)缸封堵管子兩端并

30、啟動電液比例加載系統(tǒng)給活動端堵頭預(yù)加載，然后給被試管大流量充水；待水充滿后關(guān)閉低壓卸水閥同時打開高壓進(jìn)水閥，給被試管子充高壓水，同時電液比例加載系統(tǒng)通過主液缸加壓和PID控制使作用在管子堵頭上的壓力隨著水壓上升逐步增大；水壓達(dá)到設(shè)定值后，系統(tǒng)保壓15～40s，可根據(jù)保壓情況確定焊管合格與否；保壓時間到，先通過卸水球閥卸壓，再打開高壓卸水閥和放氣閥使管內(nèi)卸壓，同時電液比例加載系統(tǒng)隨之卸荷；最后，打開充液閥，讓往復(fù)缸帶動堵頭離開管端，然后移

31、動管子，下降托輥，將管子移出水壓試管機，并進(jìn)入下一根管子的檢測。</p><p>　　1.4.2 計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計</p><p>　　根據(jù)用戶要求和系統(tǒng)對測控過程的要求，我們選用了以PLC為核心，以工業(yè)控制計算機和觸摸屏為輔助設(shè)備的計算機監(jiān)控系統(tǒng)，系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)見圖1.3。</p><p>　　圖1.3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖</p><p>　?。?/p>

32、1）PLC系統(tǒng) 選用西門子S7－200系列PLC（型號CPU226）為主模塊，增加了2個EM－233開關(guān)量模塊和一個EM－235模擬量I／O模塊，共計開關(guān)量為72個輸入點，54個輸出點；模擬量為3個輸入點，1個輸出點，PLC系統(tǒng)控制總共6臺電機的啟停，控制22個電磁鐵的動作及其它輔助組件的動作；完成電液比例伺服系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和處理、PID控制、系統(tǒng)的標(biāo)定、系統(tǒng)超限報警、急停互鎖等功能，全部PLC程序采用梯形圖編制。</p&g

33、t;<p>　　PLC控制系統(tǒng)流程圖見圖1.4：</p><p>　　圖1.4 PLC控制系統(tǒng)流程圖</p><p>　?。?）工業(yè)控制計算機系統(tǒng) 所選用的工控機是研華工業(yè)控制計算機，該系統(tǒng)主要完成系統(tǒng)參數(shù)和報表參數(shù)的輸入、系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)測試資料的保存、刻錄和實時顯示及打??；日報表和月報表的生成和打印；歷史資料的查詢和打印等。全部工控機程序采用MCGS（monito

34、r and control generated syestem）和VB混合編制，在系統(tǒng)運行下，在主控接口下能實時觀察水壓、油壓的數(shù)值以及給被試管加壓和保壓時水壓和油壓的變化曲線、變化的棒型圖；工控機和PLC之間的通信是通過專用的PC／PPI電纜來實現(xiàn)的，PLC和觸摸屏之間的通訊時通過RS485／422專用電纜來實現(xiàn)的。工控機通過和PLC的通訊來讀取水壓、油壓等測試參數(shù)以及某些控制閥的狀態(tài)以實現(xiàn)對系統(tǒng)的監(jiān)控。</p>

35、<p>　?。?）TP27觸摸屏 SIMENS TP27－10觸摸屏主要完成系統(tǒng)的壓力參數(shù)的實時設(shè)定、被試管參數(shù)的輸入以及控制程序中一些控制參數(shù)的設(shè)定，同時，在觸摸屏上也能實時顯示水壓、油壓的變化曲線及其變化的棒型圖，并顯示保壓時水壓值的設(shè)定值。觸摸屏應(yīng)用軟件是使用基于Windows98的PROTOOL系統(tǒng)軟件編制而成，主要包括通訊設(shè)置程序，測試標(biāo)定程序，標(biāo)定檢測程序，測試顯示程序PID參數(shù)設(shè)定程序，壓力及管子參數(shù)設(shè)定

36、程序等。</p><p>　　所設(shè)計的系統(tǒng)能夠完成下列工作：①被試焊管的自動安裝和自動檢測；②加壓和卸壓過程能實現(xiàn)PID控制，控制精度高，水壓波動??；③被試管的參數(shù)、系統(tǒng)控制參數(shù)和PID參數(shù)能夠通過觸模屏實時設(shè)置；④在工業(yè)控制計算機和觸模屏上能實時顯示水壓、油壓的變化狀況；⑤能實現(xiàn)對測試資料的記錄、保存、刻錄以及查詢。</p><p><b>　　1.4.3 結(jié)論</b&g

37、t;</p><p>　　基于PLC和工業(yè)控制計算機以及觸模屏，設(shè)計了一套水壓試管機計算機監(jiān)控系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)試和現(xiàn)場使用證明，所設(shè)計的計算機監(jiān)控系統(tǒng)和原手動系統(tǒng)比較具有操作簡便、工作準(zhǔn)確可靠、自動化程度高、控制精度高等優(yōu)點，完全能夠滿足整個系統(tǒng)的工作要求。</p><p>　　第2章 PLC及S7-200簡介</p><p>　　可編程邏輯控制器是一種數(shù)字運算操作的電子

38、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儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。</p><p><b>　　2.1 PLC簡介</b></p><p>　　可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller），早期主要用于計數(shù)、定時

39、以及開關(guān)量的邏輯控制，為了和個人計算機相區(qū)別，把可編程邏輯控制器縮寫為PLC。</p><p>　　2.1.1 PLC發(fā)展</p><p>　　自二十世紀(jì)六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應(yīng)用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術(shù)、信號處理技術(shù)、

40、控制技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關(guān)量處理的基礎(chǔ)上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領(lǐng)域也發(fā)揮著十分重要的作用。 </p><p>　　作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的PLC年增長率保持為20%～30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)

41、發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關(guān)資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領(lǐng)域占據(jù)著十分重要的位置。 </p><p>　　PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀(jì)七十年代的PLC只有開關(guān)量邏輯控制，首先應(yīng)用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程

42、。用戶編制的控制程序表達(dá)了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內(nèi)容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內(nèi)有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC

43、用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結(jié)果送給PLC的控制器。 </p><p>　　相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護(hù)成本比DCS要低很

44、多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達(dá)8000多個I/O）。如果被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 </p><p>　　近10年來，隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不斷擴大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC進(jìn)行控制，PLC在我國的應(yīng)用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎(chǔ)自動化水平的不斷提高，今后

45、一段時期內(nèi)PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。 </p><p>　　通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認(rèn)為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器，很好很強大 。它是一種即時系統(tǒng)有別于個人電腦 傳統(tǒng)式以繼電器為主的電機控制系統(tǒng)中, 每當(dāng)變更設(shè)計時,整個系統(tǒng)幾乎都要重新制作,

46、不但費時又費力;同時由于繼電器還有接點接觸不良、磨損、體積大之缺點, 因此造成成本升高、可靠性低、不易檢修等問題.為了改善這些缺點, 美國DEC在1969年首度發(fā)表：可編程式控制器(Programmable Controller). </p><p>　　可編程式控制器在發(fā)表初期被稱為(Programmable Logic -Controller)簡稱PLC, 最先的目的是取代繼電器,執(zhí)行繼電器邏輯及其他計時或計

47、數(shù)等功能的順序控制為主, 所以也稱順序控制器,其結(jié)構(gòu)也像一部微電腦,所以也可稱為微電腦可程式控制器(MCPC),直到1976年,美國電機制造協(xié)會正式給予命名為Programmable Controller, 即可編程式控制器,簡稱PC,由於目前個人電腦(Personal Computer)極為普遍, 加上常與可編程式控制器配合使用,為了區(qū)分兩者, 所以一般都稱可編程式控制器為PLC 以加以分別. 目前市面上之PLC種類繁多,依照制造廠商

48、及適用場所的不同而有所差異, 但是每種廠牌可依機組復(fù)雜度分為大、中、小型;而一般工廠及學(xué)校通常使用小型PLC, 其中以日系MITSUBISHI三菱F系列及我國士林電機所生產(chǎn)之A系列PLC較受國人愛用. 而本CAI將以三菱FX2 PLC 為主加以介紹,望使用者能對PLC有更深的瞭解, 在使用PLC時能更得心應(yīng)手. 可編程式控制器內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)可用圖2.1來表示, 其內(nèi)部處單元包括CPU、輸入模組、輸出</p><p>

49、;　　2.1.2 PLC 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖2.1 PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　可編程式輸入裝置: 負(fù)責(zé)提供操作者輸入、修改、監(jiān)視程式用作的功能 </p><p>　　中央處理單元(CPU): 負(fù)責(zé)PLC管理、執(zhí)行、運算、控制等功能. </p><p>　　可編程式記憶體: 負(fù)責(zé)儲存使用者設(shè)計的順序程式參數(shù)及注解等功

50、能。</p><p>　　資料記憶體: 負(fù)責(zé)儲存輸入、輸出裝置的狀態(tài)及順序可編程式的轉(zhuǎn)換資料. </p><p>　　系統(tǒng)記憶體: 儲存PLC執(zhí)行順序控制所需的系統(tǒng)可編程式. </p><p>　　輸入回路: 負(fù)責(zé)接收外部輸入元件信號. </p><p>　　輸出回路: 負(fù)責(zé)接收外部輸出元件信號. </p><p>　

51、　在工業(yè)用途非常廣范,如半導(dǎo)體晶圓廠的各種自動化設(shè)備的控制、大樓電梯、機械停車設(shè)備、路邊的紅綠燈變換控制、自動化生產(chǎn)線等。</p><p>　　2.1.3 PLC的基本結(jié)構(gòu) </p><p>　　PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同．</p><p>　　（1）中央處理單元(CPU)</p><p>　　中

52、央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當(dāng)PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將I

53、/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停止運行。</p><p>　　為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。</p><p><b>　?。? 存儲器</b></p><p>　　存放

54、系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。</p><p>　　存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。</p><p><b>　　（3）電源 </b></p><p>　　PLC的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+1

55、5%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去。</p><p>　　2.1.4 PLC的工作原理</p><p><b>　　一. 掃描技術(shù)</b></p><p>　　當(dāng)PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU

56、以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。</p><p>　　(1) 輸入采樣階段</p><p>　　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)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必

57、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。</p><p>　　(2) 用戶程序執(zhí)行階段</p><p>　　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，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲

58、區(qū)中對應(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。</p><p>　　即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(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)果會對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

59、新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。</p><p>　　(3) 輸出刷新階段</p><p>　　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)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是PLC的真正輸出。</p><p>　　同樣的若干條梯形圖，其排列次序

60、不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。</p><p>　　一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。</p><p>　　2.1.5 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域&l

61、t;/p><p>　　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、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。</p><p><b>　　開關(guān)量的邏輯控制：</b></p><p>　　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，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設(shè)備

62、的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。</p><p><b>　　模擬量控制：</b></p><p>　　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、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及

63、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。</p><p><b>　　運動控制：</b></p><p>　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構(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)行機構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅(qū)動步進(jìn)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P

64、LC廠家的產(chǎn)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。</p><p><b>　　過程控制：</b></p><p>　　過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，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

65、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、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用。</p><p><b>　　數(shù)據(jù)處理：</b></p><p>　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、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)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一

66、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≈票怼?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)。</p><p><b>　　通信及聯(lián)網(wǎng)：</b></p><p>　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快，

67、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。</p><p>　　2.1.6 PLC未來展望</p><p>　　21世紀(jì)，PLC會有更大的發(fā)展。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應(yīng)用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進(jìn)一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品

68、的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應(yīng)各種工業(yè)控制場合的需求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。目前的計算機集散控制系統(tǒng)DCS（Distributed Control System）中已

69、有大量的可編程控制器應(yīng)用。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。</p><p>　　2.2 S7-200簡介</p><p>　　S7-200 是一種小型的可編程序控制器，它能夠控制各種設(shè)備以滿足自動化控制需求。S7-200的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復(fù)雜數(shù)學(xué)運算以及其他智能模塊

70、通訊等指令內(nèi)容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達(dá)到控制目的。緊湊的結(jié)構(gòu)、靈活的配置和強大的指令集使S7-200成為各種控制應(yīng)用的理想解決方案。適用于各行各業(yè)，各種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化。S7-200系列的強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價格比。</p><p>　　2.2.1 S7-200系列優(yōu)點： </p>&

71、lt;p>　　-------- 極高的可靠性 </p><p>　　-------- 極豐富的指令集 </p><p>　　-------- 易于掌握 </p><p>　　-------- 便捷的操作 </p><p>　　-------- 豐富的內(nèi)置集成功能 </p><p>　　-------- 實時特性

72、</p><p>　　-------- 強勁的通訊能力 </p><p>　　-------- 豐富的擴展模塊 </p><p>　　----S7-200系列在集散自動化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強大功能。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡單控制到更復(fù)雜的自動化控制。</p><p>　　2.2.2 S7-200 的CPU介紹</p><

73、;p>　　S7-200 CPU將一個微處理器、一個集成電源和數(shù)字量I/O點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成一個功能強大的微型PLC。</p><p>　　表2.1 S7-200的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　2.2.3 S7-200的特性</p><p>　?。?）S7-200允許在程序中立即讀寫I/O。</p><p>　　在S7-2

74、00的指令集中提供了立即讀寫物理I/O點的指令。這些立即I/O指令允許我們直接訪問真正的輸入、輸出點。</p><p>　?。?）S7-200允許在程序掃描周期中使用中斷</p><p>　?。?）S7-200允許設(shè)定通訊任務(wù)的處理時間</p><p>　　（4）S7-200允許設(shè)置停止模式下的數(shù)字量輸出狀態(tài)</p><p>　?。?）S7-

75、200允許定義掉電保持存儲區(qū)</p><p>　　（6）S7-200允許對數(shù)字量輸入加濾波器</p><p>　?。?）S7-200允許對模擬量輸入加濾波器</p><p>　?。?）S7-200允許捕捉窄脈沖</p><p>　?。?）S7-200提供密碼保護(hù)功能</p><p>　?。?0）S7-200提供模擬電位

76、器</p><p>　　（11）S7-200提供高速I/O</p><p>　　第3章 串行通信接口技術(shù)</p><p>　　3.1 用自由口模式創(chuàng)建用戶定義的協(xié)議</p><p>　　自由口模式允許應(yīng)用程序控制S7-200CPU的通訊端口，可以在自由口模式下使用用戶定義的通訊協(xié)議來實現(xiàn)與多種類型的智能設(shè)備的通訊。自由口模式支持ASCⅡ碼和二

77、進(jìn)制協(xié)議。</p><p>　　要使用自由口模式，需要使用特殊存儲器字節(jié)SMB 30（端口0）和SMB 130（端口1）。應(yīng)用程序中使用以下步驟控制通訊口的操作：</p><p>　　1) 發(fā)送指令（XMT）和發(fā)送中斷：發(fā)送指令允許S7-200的通訊口上發(fā)送最多255個字節(jié)。發(fā)送中斷通知程序發(fā)送完成。</p><p>　　2）接收字符中斷：接收字符中斷通知程序通訊口

78、上接收到了一個字符。應(yīng)用程序可以按字符執(zhí)行操作。</p><p>　　3）接收指令（RCV）：接收指令從通訊口接收整條信息，當(dāng)接收完成后產(chǎn)生中斷通知應(yīng)用程序。你需要在SM存儲器中定義條件來控制接收指令開始和停止接收信息。接收指令可以根據(jù)特定的字符或時間間隔來啟動和停止接收信息。接收指令可以實現(xiàn)多數(shù)通訊協(xié)議。</p><p>　　自由口模式只有在S7-200處于RUN模式時才能被激活。將S7

79、-200轉(zhuǎn)入STOP模式會中斷所有自由口通訊，并且通訊口會按照S7-200系統(tǒng)塊中的配置轉(zhuǎn)換到PPI協(xié)議。</p><p>　　3.2 自由口模式下PLC與計算機的通信</p><p>　　以自由協(xié)議實現(xiàn)計算機與S7-200的通信，計算機作為主站，可以實現(xiàn)對PLC從站各寄存器的讀/寫操作。計算機通過COM口發(fā)送指令到PLC的PORTO（或PORTO1）口，PLC通過RCV接收指令，然后對指

80、令進(jìn)行譯碼，譯碼后調(diào)用相應(yīng)的讀/寫子程序?qū)崿F(xiàn)指令要求的操作，并返回指令執(zhí)行的狀態(tài)信息。</p><p><b>　　3.2.1通信協(xié)議</b></p><p>　　在自由口模式下，通信協(xié)議是由用戶定義的。用戶可以用梯形圖程序調(diào)用接收中斷、發(fā)送指令（XMT）、接受指令（RCV）來控制通信操作。在自由口模式下，通信協(xié)議完全由梯形圖程序控制。</p><

81、p>　　3.2.2 指令格式定義</p><p>　　（1）計算機每次一個33字節(jié)長的指令來實現(xiàn)一次讀/寫操作，指令格式見表1說明：</p><p><b>　　1）起始字符</b></p><p>　　起始字符標(biāo)志著指令的開始，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符以接收針對該PLC的指令。</p><p>&l

82、t;b>　　2）指令類型</b></p><p>　　該字節(jié)用來標(biāo)志指令的類型。</p><p>　　3）目標(biāo)PLC站地址</p><p>　　目標(biāo)PLC站地址占用指令的B2、B3兩個字節(jié)，以十六進(jìn)制ASCⅡ碼的格式表示目標(biāo)PLC的站地址。</p><p><b>　　4）目標(biāo)寄存器地址</b><

83、/p><p>　　在PLC內(nèi)部可以用4個字節(jié)來表示一個寄存器的地址（但不能表示一個位地址）。前倆個字節(jié)表示寄存器類型，后倆個字節(jié)表示寄存器號。</p><p>　　00 00（H）：I寄存器區(qū)</p><p>　　01 00（H）：Q寄存器區(qū)</p><p>　　02 08（H）：M寄存器區(qū)</p><p>　　08 00

84、（H）：V寄存器區(qū)</p><p>　　5）IB000的地址可表示為 00 00 00 00（H）</p><p>　　VB100的地址可表示為 08 00 00 64（H）</p><p><b>　　6）讀/寫字節(jié)數(shù)M</b></p><p>　　當(dāng)讀命令時，始終讀回從目標(biāo)寄存器開始的連續(xù)8個字節(jié)的數(shù)據(jù)（轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)

85、制ASCⅡ碼后占用16個字節(jié)），可以根據(jù)自己的需要取用，M可以任意寫入。</p><p>　　當(dāng)寫命令時，M表示的是要寫入數(shù)據(jù)的十六進(jìn)制ASCⅡ碼所占用的字節(jié)數(shù)。</p><p><b>　　7）要寫入的數(shù)據(jù)</b></p><p>　　要寫入的數(shù)據(jù)在指令中以十六進(jìn)制ASCⅡ碼的格式表示，占用指令的B14-B29共16個字節(jié)。數(shù)據(jù)區(qū)必須填滿，但

86、只有前M個字節(jié)的數(shù)據(jù)會被寫入目標(biāo)寄存器。一條指令最多可以寫入8個字節(jié)的數(shù)據(jù)（此時M中應(yīng)寫入“10”，代表十進(jìn)制的16）</p><p><b>　　8）BCC效驗碼</b></p><p>　　在傳輸過程中，指令有可能受到任何的干擾而使原來的數(shù)據(jù)信號發(fā)生扭曲，此時的指令當(dāng)然是錯誤的，為了偵測指令在傳輸過程中發(fā)生的錯誤，接收方必須對指令作進(jìn)一步的確認(rèn)工作，以防止錯誤的指

87、令被執(zhí)行，最簡單的方法就是使用效驗碼。BCC效驗碼的方法就是將要傳送的字符串的ASCⅡ碼以字節(jié)為單位作異或和，并將此異或和作為指令的一部分傳送出去：同樣地，接收方在接到指令后，以相同的方式對接收到的字符串作為異或和，并與傳送方所傳送過來的值作對比，若其值相等，則代表接收到的指令是正確的，反之則是錯誤的。</p><p><b>　　9）結(jié)束字符</b></p><p>

88、;　　結(jié)束字符標(biāo)志著指令的結(jié)束，在不同的PLC從站可以定義不同的結(jié)束字符以接收針對該PLC的指令。</p><p>　?。?）PLC在接到上位機指令后，將發(fā)送一個21字節(jié)長反饋信息，格式見表2說明：</p><p><b>　　1）起始字符</b></p><p>　　起始字符標(biāo)志著反饋信息的開始，不同的PLC從站可以定義不同的起始字符，這樣上

89、位機可以根據(jù)信息的起始字符來判斷反饋信息的來源。</p><p><b>　　2）狀態(tài)信息</b></p><p>　　該字節(jié)包含指令執(zhí)行的狀態(tài)信息</p><p><b>　　3）數(shù)據(jù)區(qū)</b></p><p>　　反饋信息的B3到B18為讀指令所要讀取的數(shù)據(jù)，以十六進(jìn)制ASCⅡ碼表示。</

90、p><p><b>　　4）BCC效驗碼</b></p><p>　　與上位機指令中的BCC效驗碼類似，它是反饋信息B3到B18的異或和。</p><p><b>　　5）結(jié)束字符</b></p><p>　　結(jié)束字符標(biāo)志著反饋信息的結(jié)束。</p><p>　　表3.1 上位機指

91、令格式</p><p>　　表3.1 上位機指令格式（續(xù)）</p><p>　　表3.2 反饋信息格式</p><p>　　第4章 水壓試管機下位機通訊模塊的設(shè)計</p><p>　　4.1 PLC程序執(zhí)行過程</p><p>　　PLC在第一次掃描時執(zhí)行初始化子程序，對端口及RCV指令進(jìn)行初始化。初始化完成后，運行R

92、CV指令使端口處于接受狀態(tài)。</p><p>　　RCVcomplete中斷服務(wù)程序用來處理接收完成中斷事件，它會將接收緩沖區(qū)的十六進(jìn)制ASCⅡ碼還原成數(shù)據(jù)并保存，同時置位Verify子程序的觸發(fā)條件（M0.1）。Verify子程序首先復(fù)位本身的觸發(fā)條件以防止子程序被重復(fù)調(diào)用，然后求出接收緩沖區(qū)中指令的BCC效驗碼并與指令中的BCC效驗碼進(jìn)行對比。如果相等則置BCC碼效驗正確的標(biāo)志位（M0.0）為1；如果指令格式

93、正確而BCC碼不相等，則發(fā)送代表BCC效驗碼錯誤的反饋信息；如果指令格式不正確，則返回代表指令格式錯誤的反饋信息。</p><p>　　Read子程序的觸發(fā)條件為：指令中的站地址與本機站地址相符、指令類型為讀指令、BCC效驗碼正確。當(dāng)條件滿足時，Read子程序被執(zhí)行。Write子程序首先禁止RCV，然后將指令所要讀取的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制ASCⅡ碼并寫入發(fā)送緩沖區(qū)、計算BCC效驗碼、最后發(fā)送反饋信息。</p&

94、gt;<p>　　Write子程序的觸發(fā)條件為：指令中的站地址與本機站地址相符、指令類型為讀指令、BCC效驗碼正確。當(dāng)條件滿足時，Write子程序被執(zhí)行。Write子程序首先禁止RCV，然后將指令所要讀取的數(shù)據(jù)寫入目標(biāo)寄存器，最后發(fā)送代表寫入正確的反饋信息。</p><p>　　PLC每接到一條指令后都會發(fā)送一條反饋信息，當(dāng)反饋信息發(fā)送完畢時，會產(chǎn)生發(fā)送完成中斷，XMTcomplete中斷服務(wù)程序用

95、來處理發(fā)送完成中斷事件。在XMTcomplete中斷服務(wù)程序中所要執(zhí)行程序中所要執(zhí)行的操作包括：復(fù)位BCC效驗碼正確的標(biāo)志位（M0.0）：允許RCV：BCC碼寄存器清零：重新裝入用于計算機BCC效驗碼的地址指針：接收緩沖區(qū)中存放指令結(jié)束字符的字節(jié)VB133清零（用來判斷下一條指令格式是否正確）。</p><p><b>　　4.2 程序清單</b></p><p>　

96、　4.2．1 MAIN主程序：</p><p><b>　　MAIN主程序</b></p><p><b>　　Network 1</b></p><p>　　LD SM0.1 //第一次掃描用初始化子程序</p><p>　　CALL initializ

97、e //喚醒子程序initialize</p><p><b>　　Network 2</b></p><p>　　LDB= VB134, VB199 //指令中的站地址與本機站地址相符</p><p>　　AB= VB102, 5 //指令類型為讀指令</p

98、><p>　　A M0.0 //BCC校驗碼正確</p><p>　　CALL Read //調(diào)用讀子程序</p><p><b>　　Network 3</b></p><p>　　LDB= VB134, VB199 //指

99、令中的站地址與本機站地址相符</p><p>　　AB= VB102, 6 //指令類型為寫指令</p><p>　　A M0.0 //BCC校驗碼正確</p><p>　　CALL Write //調(diào)用寫子程序</p><p>&

100、lt;b>　　Network 4</b></p><p>　　LD M0.1 //指令接收完成后調(diào)用BCC校驗碼子程序</p><p>　　CALL Verify //喚醒Verify子程序調(diào)用Verify子程序</p><p><b>　　Network 5&

101、lt;/b></p><p>　　LD SM4.5 //當(dāng)端口空閑時啟動RCV</p><p>　　RCV VB100, 0 //對端口及RCV初始化</p><p>　　4.2.2 Read子程序:</p><p>　　NNetwork 1</p>

102、<p>　　LD SM0.0 //停止端口0的接收</p><p>　　R SM87.7, 1 //置位</p><p>　　R M0.0, 1</p><p>　　RCV VB100, 0 //禁止RCV</p>&l

103、t;p><b>　　Network 2</b></p><p>　　LD SM0.0 //將數(shù)據(jù)寫入發(fā)送緩沖區(qū)</p><p>　　MOVB 103, VB154 //將數(shù)據(jù)的起始位放入VB154</p><p>　　MOVB 1, VB155

104、 //狀態(tài)信息 </p><p>　　HTA *VD135, VB156, 16 //十六進(jìn)制計數(shù)</p><p>　　MOVB 26, VB174</p><p>　　MOVB 21, VB153</p><p><b>　　Network 3</b></p><p>

105、　　LD SM0.0 //計算BCC校驗碼</p><p>　　FOR VW177, +1, +16 //與NEXT構(gòu)成循環(huán)語句當(dāng)SM0.0接通時，循環(huán)1執(zhí)行十六次</p><p><b>　　Network 4</b></p><p>　　LD SM0.0</p

106、><p>　　XORB *VD181, VB180 //檢驗BCC校驗碼</p><p><b>　　Network 5</b></p><p>　　LD SM0.0</p><p>　　INCD VD181</p><p><b>　　Network 6&l

107、t;/b></p><p><b>　　NEXT</b></p><p><b>　　Network 7</b></p><p>　　LD SM0.0</p><p>　　HTA VB180, VB172, 2 //BCC校驗碼寫入發(fā)送緩沖區(qū)</p>

108、<p><b>　　Network 8</b></p><p>　　LD SM4.5 //發(fā)送反饋信息</p><p>　　XMT VB153, 0 //發(fā)送緩沖區(qū)清零</p><p>　　4.2.3 Write子程序:</p><p&g

109、t;<b>　　Network 2</b></p><p>　　LD SM0.0 //裝入要寫入數(shù)據(jù)源的地址指針</p><p>　　MOVD &VB115, VD145</p><p><b>　　Network 3</b></p><p>

110、　　LD SM0.0 //寫入數(shù)據(jù)</p><p>　　ATH *VD145, *VD135, VB139</p><p><b>　　Network 4</b></p><p>　　LD SM0.0 //指令執(zhí)行的反饋信息寫入發(fā)送緩沖區(qū)</p&

111、gt;<p>　　MOVB 21, VB153</p><p>　　MOVB 103, VB154</p><p>　　MOVB 2, VB155</p><p>　　MOVB 26, VB174</p><p>　　4.2.4 Verify子程序：</p><p><b>　　

112、Network 1</b></p><p>　　LD SM0.0</p><p>　　R M0.1, 1 //復(fù)位verify子程序的執(zhí)行條件</p><p><b>　　Network 2</b></p><p>　　LD SM0.0