基于PLC的自动药片装瓶控制毕业设计论文

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1、 毕业设计（论文）报告题 目:基于PLC的自动药片装瓶控制摘 要PLC可编程序控制器其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。在现今医药行业中，自动装瓶机得到了广泛应用，它由PLC通过USS通信协议直接控制电动机。不仅能够实现对装药机方式运行的控制，而且能够根据需要灵活控制装药时间，达到节约电能，降低成本，提高生产效率等目的。PLC特有的I/O指示功能以及简便的PLC控制硬接线使得查找故障点十分迅速、方

2、便。PLC主机工作可靠，本身故障率很低。所以，本文采用PLC设计装瓶机控制系统。关键词：工业控制系统 , PLC , 自动装瓶机AbstractPLC programmable controller and its essence is a kind of special for industrial control computer, and its hardware structure is basically the same with micro computer. It adopts a kind of programmable memory, for its internal st

3、orage procedures, the implementation of logical, sequential control, timing, counting and arithmetic operations such as user-oriented instructions, and through digital or analog input / output control various types of machinery or production process.In todays pharmaceutical industry, automatic bottl

4、ing machine has been widely used, it from the PLC through the USS communication protocol to control the motor directly. Not only can realize the charging machine operation control, and can flexibly control the charge time, save energy, reduce costs, improve production efficiency and other purposes.

5、PLC special I / O indication function and simple PLC control hard wiring that find the point of failure is very rapid, convenient. PLC host work reliability, failure rate is very low. Therefore, this paper uses PLC to design a bottling machine control system.Key words: industrial control system, PLC

6、, automatic bottling machine目 录前言.3第一章 PLC的基本知识.4 1.1 PLC发展历史.41.2 PLC的基本结构.51.3 PLC的工作原理81.4 PLC内部运作方式91.5 PLC的特点91.6 PLC发展新动向91.7 PLC就业前景.101.8 PLC程序设计方法.10第二章 三菱系列PLC.112.1三菱PLC的主要特点122.2三菱PLC实施介绍.122.3 GX Developer 软件介绍14第三章 自动药片装瓶机系统设计223.1 任务描述.223.2程序设计.233.3调试29致谢 .31参考文献.32前 言随着自动化技术的不断发展，P

7、LC这一新型控制器件脱颖而出在，逐步成为工厂里使用最多的自动化控制设备，也是关注较多的自动化产品之一。同时，伴随着微电子技术，计算机技术，通信技术和数字控制技术的飞速发张，PLC的数量，型号和品种等以异乎寻常的速度发展，使得PLC逐步成为一种非常普及的工业控制器。PLC具有功能强、可靠性高、使用灵活方便、易于编程以及适于在工业环境下应用等一系列优点，在工业自动化、机电一体化、传统产业技术改造等方面的应用越来越广泛，已成为现在工业控制的支柱之一。虽然PLC所使用之阶梯图程式中往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并

8、借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU 中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检查”、“程式执行”、“输出状态更新”。plc目前的主要品牌美国AB，比利时ABB，松下，西门子，汇川，三菱，欧姆龙，台达，富士，施耐德，信捷等。因每种品牌配置不一样，所以它的选型方式也有所差异，本文着重介绍大家常用的大众品牌三菱PLC的选型方法。本文是应用三菱GX-Develop与simulator6c仿真软件设计的自动药片装瓶机系统。第1章阐述PLC的发展、特点、组成及工作

9、原理；第2章分析三菱GX-DevelopPLC的硬件系统及内部资源；第3章应用三菱GX-Develop和simulator6c软件设计的自动药片装瓶机系统。由于设计者水平有限，本文难免存在缺点和错误，恳请老师提出批评和指教。在此表示由衷的感谢。第一章 PLC的基本知识PLC（Programmable Logic Controller），可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。是工业控制的核心部分。

10、PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活，易学易用、体积小，重量轻，价格便宜的特点。1.1 PLC发展历史1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求。1969年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程控制器PDP14，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程序控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC。1969年，美国研制出世界第一台PDP-141971年，日本研制出第一台DCS-81973年，德国研制出

11、第一台PLC1974年，中国研制出第一台PLC发展：20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器，使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller（PLC）。20世纪70年代中末期，可编程控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性

12、价比奠定了它在现代工业中的地位。20世纪80年代初，可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。20世纪80年代至90年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持为30-40%。在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，PLC逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。20世纪末期，可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单

13、元，使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。1.2 PLC的基本结构1.21 PLC的硬件结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。b、中央处理单元 (CPU)中央处理单元 (CPU) 是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、

14、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映像区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映像区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。c、存储器存放系统软件的存储器称为系统程

15、序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。d、输入输出接口电路。1现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路，作用是PLC与现场控制的接口界面的输入通道。2现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成，作用PLC通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。e、功能模块如计数、定位等功能模块。f、通信模块如以太网、RS485、Profibus-DP通讯模块等。1.22 PLC的软件结构 PLC的软件由系统程序和用户程序两大部分组成。系统程序由PLC制造商固化在机内，用以控制PLC本身的运作；用户程序则是由使用者编制并输入的，用来控制外部对象的运作。系统程

16、序 主要包括三部分。第一部分为系统管理程序，他控制PLC的运行。第二部分为用户指令解释程序，将PLC的编程语言变为机器语言指令，再由CPU执行。第三部分为标准程序模块与系统调用程序，包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序。（1）、系统管理程序系统管理程序是系统程序中最重要的部分，用以控制PLC的运作。其作用有三，一是进行运行管理，控制PLC何时输入、何时输出、何时计算、何时自检、何时通信等时间上的分配管理；二是存储空间管理，即生成用户环境，规定各种参数、程序的存放地址，将用户使用的数据参数、存储地址化为实际的数据格式及物理存放地址，将有限的资源变为用户很方便的直接使用的元件。三是系统自检程序

17、，包括系统出错检验，用户程序语法检验、句法检验、警戒时钟运行等。（2）、用户指令解释程序用户指令解释程序是联系高级语言和机器码的桥梁。PLC可用梯形图语言编程，把使用者直观易懂的梯形图变成机器易懂的机器语言，这就是解释程序的任务。解释程序将梯形图逐条解释，翻译成相应的机器语言指令，再由CPU执行这些指令。（3）、标准程序模块与系统调用程序标准程序模块与系统调用程序由许多独立的程序块组成，各块程序有不同的功能，有的完成输入、输出处理，有的完成特殊运算等。PLC的各种具体工作都是由这部分程序来完成的，这部分程序的多少决定了PLC性能的强弱。整个系统监控程序是一个整体，它质量的好坏很大程度上影响PL

18、C的性能。因为通过改进系统监控程序就可在不增加任何硬设备的条件下改善PLC的性能。用户程序 即应用程序，是PLC的使用者针对具体控制对象编制的应用程序。根据不同控制要求编制不同的程序，相当于改变PLC的用途，也相当于继电接触器控制设备的硬接线线路进行重设计和重接线，这就是所谓的“可编程序”。程序既可有编程器方便的送入PLC内部的存储器中，也能通过他方便的读出、检查与修改。PLC编程语言有多种，它是用PLC的编程语言或某种PLC指令的助记符编制而成的。编程语言可以是语句表、梯形图或状态流程图（功能图）。各个元件的助记符随PLC型号的不同而略有不同。（1）、梯形图（LAD）梯形图是一种类似于继电器

19、控制线路图的一种语言。这种语言继承传统继电器控制系统中使用的框架结构、逻辑运算方式和输入输出形式，使得程序直观易读，具有形象实用的特点，因此应用最广泛。如图1-2所示。PLC梯形图的一个关键概念是“能流”，是一种假想的“能量流”。把左边的母线假设为电源“火线”，而把右边的母线假想为电源“零线”。如果有“能流”从左至右流向线圈，则线圈被激励。要强调的是，引入“能流”概念，仅仅是为了和继电接触器控制系统相比较，告诉人们如何来理解梯形图各输出点的动作，实际上并不存在这种“能流”。30项目物理继电器PLC继电器线圈常开触点常闭触点图1-2（2）、语句表（STL）编程语句表是一种类似于计算机汇编语言的助

20、记符语言，他是PLC最基础的编程语言。由不同的指令所构成的语句组成的，其中的指令则由操作码和操作数组成，其中操作码指出了指令的功能，操作数指出了指令所用的元件或数据。例如：图1-3图1-3（3）、状态流程图（功能图）编程状态流程图（SFC）编程是一种较新的方法，他是用“功能图”来表达一个顺序控制过程，是一种图形化的编程方法。用方框表示整个控制过程中一个个“状态”，或称“功能”或称“步”，用线段表示方框间的关系及方框间状态转换的条件。设计一个好的用户程序，就要设计一个合适的用户程序结构，正确地使用用户程序语言才能编写出满足工程需要的程序。主要包括：用户程序、数据块和参数块。（1）、用户程序用户程

21、序是程序中的必须项。用户程序在存储器空间中称为组织块，他处于最高层次，可以管理其他快，他是用各种语言编写的用户程序。不同机型的CPU，其程序空间容量也不同。用户程序的结构比较简单，一个完整的用户控制程序应当包含一个主程序、若干子程序和若干中断程序三大部分，不同编程设备对各程序块的安排方法也不同。（2）、数据块数据块为可选部分，他主要存放控制程序所需的数据，在数据块中允许以下数据类型：布尔型，表示编程元件的状态；十进位、二进位制或十六进制数；字母、数字和字符型。（3）、参数块参数块也是可选部分，他存放的是CPU组态数据，如果在编程软件或其他编程工具上来进行CPU组态，则系统默认值进行自动配置。1

22、.3 PLC的工作原理扫描技术当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。(一)输入采样阶段。在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映像区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。(二)

23、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映像区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映像区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映像区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在

24、下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。(三)输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映像区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。1.4 PLC内部运作方式虽然PLC所使用之阶梯图程式中

25、往往使用到许多继电器、计时器与计数器等名称，但PLC内部并非实体上具有这些硬件，而是以内存与程式编程方式做逻辑控制编辑，并借由输出元件连接外部机械装置做实体控制。因此能大大减少控制器所需之硬件空间。实际上PLC执行阶梯图程式的运作方式是逐行的先将阶梯图程式码以扫描方式读入CPU中并最后执行控制运作。在整个的扫描过程包括三大步骤，“输入状态检查”、“程式执行”、“输出状态更新”说明如下：步骤一“输入状态检查”：PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态（1或0代表开或关），并将其状态写入内存中对应之位置XN。步骤二“程式执行”：将阶梯图程式逐行取入CPU中运算，若程式执行中需要输入接点

26、状态，CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置，暂不反应至输出端YN。步骤三“输出状态更新”：将步骤二中之输出状态更新至PLC输出部接点，并且重回步骤一。此三步骤称为PLC之扫描周期，而完成所需的时间称为PLC 之反应时间，PLC输入讯号之时间若小于此反应时间，则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前，输出与输入状态会被更新一次，因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”。1.5 PLC的特点PLC具有以下鲜明的特点：(1)系统构成灵活，扩展容易，以开关量控制为其特长；也能进行连续过程的PID回路控制；并能与上位机构成复杂的控制系统，如DDC和DCS等

27、，实现生产过程的综合自动化。(2)使用方便，编程简单，采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。(3)能适应各种恶劣的运行环境，抗干扰能力强，可靠性强，远高于其他各种机型。1.6 PLC发展新动向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。PLC技术发展呈现新的动向。(1)产品规模向大、小两个方向发展大I/

28、O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。小，由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。(2)PLC在闭环过程控制中应用日益广泛。(3)不断加强通讯功能。(4)新器件和模块不断推出 高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外，还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化模块。(5)编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化,有各种简单或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统。(6)发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的

29、工作方式。(7)追求软硬件的标准化。1.7 PLC就业前景目前我国经济的发展主要特点：1、目前我国还是制造业大国，是世界的生产加工中心，有大量的制造业，就必须用各种生产设备，大部分生产设备都和PLC有关，需要大量的精通PLC控制的从业人员。2、产业结构已发生调整，逐渐有劳动力密集型转化为技术密集型，大量的新设备被采用，这些设备很多都和PLC控制相关，需大量的高技术人才。目前和PLC有关的从业人员主要有：1、企业的设备维护和维修人员。2、从事工控设备销售的人员。3、从事设备开发，编程的电气工程师。1.8 PLC程序设计方法1、分析控制系统的控制要求熟悉被控对象的工艺要求，确定必须完成的动作及动作

30、完成的顺序，归纳出顺序功能图。2、选择适当类型的PLC根据生产工艺要求，确定I/O点数和I/O点的类型（数字量、模拟量等），并列出I/O点清单。进行内存容量的估计，适当留有余量。根据经验，对于一般开关量控制系统，用户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以8；对于只有模拟量输入的控制系统，每路模拟量需要100个存储器字；对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统，每路模拟量需要200个存储器字。确定机型时，还要结合市场情况，考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况，选定性能价格比好一些的PLC机型。3、硬件设计根据所选用的PLC产品，了解其使用的性能。按随机提供的资料结

31、合实际需求，同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计，绘制电气控制系统原理接线图4、软件设计（1）软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图，在程序设计的时候最好将使用的软元件（如内部继电器、定时器、计数器等）列表，标明用途，以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。（2）模拟调试。将设计好的程序下载到PLC主单元中。由外接信号源加入测试信号，可用按钮或小开关模拟输入信号，用指示灯模拟负载，通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况，观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求，并及时修改和调整程序，直到满足设计要求为止。现场调试在模拟调试合格的前提下，将PLC

32、与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个PLC控制系统，包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作方式置为“RUN”。反复调试，消除可能出现的问题。当试运一定时间且系统运行正常后，可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中，做好备份。第二章 三菱系列PLC三菱PLC英文名又称：Mitsubishi Power Line Communication，是一种集成型小型单元式PLC，也是三菱电机在大连生产的主力产品，且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号：FR-FX1N、FR-FX1S、FR-FX2N、FR-

33、FX3U、FR-FX2NC、FR-A、FR-Q。FX1N系列：是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出，模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。FX2N系列：是三菱PLC是FX家族中最先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。FX3U系列：是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,可能称得上是小型至尊产品。基本性能大幅提升，晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立最高100kHz的定位功能，并且增加了新的定位指令，从而使得定位控制功能更加强大，使用更为方便。FX1NC、

34、FX2NC、FX3UC系列三菱PLC：在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小I/O型接线接口降低了接线成本，并大大节省了时间。Q系列三菱PLC：三菱机公司推出的大型PLC,CPU类型有基本型CPU，高性能型CPU，过程控制CPU,运动控制CPU,冗余CPU等。可以满足各种复杂的控制需求。三菱电机中国事业的快速发展，为了更好地满足国内用户对三菱PLC，Q系列产品高性能、低成本的要求，三菱电机自动化特推出经济型QUTESET型三菱PLC，即一款以自带64点高密度混合单元的5槽Q00JCOUSET；另一款自带2块16点开关量输入及2块16点开关量输出的8槽Q00JCPU-S8SET，其

35、性能指标与Q00J完全兼容，也完全支持GX-Developer等软件，故具有极佳的性价比。A系列三菱PLC：使用三菱专用顺控芯片（MSP），速度/指令可媲美大型三菱PLC;A2ASCPU支持32个PID回路。而QnASCPU的回路数目无限制，可随内存容量的大小而改变；程序容量由8K步至124K步，如使用存储器卡，QnASCPU则内存量可扩充到2M字节；有多种特殊模块可选择，包括网络，定位控制，高速计数，温度控制等模块。L系列三菱PLC：L系列作为MELSEC超长产品线中的一颗新星，以杰出的性能和坚若磐石的稳定性著称。L系列在其令人难以置信的小巧机身中集成了高性能、多功能性及大容量，即使在当今最

36、为严苛的各项应用场合中也游刃有余。MELSEC-L系列极大地拓宽了功能性范围（这一点小型PLC通常难以做到），并充分运用以用户为中心的设计，使其在易用性方面取得了重大突破。2.1三菱PLC的主要特点结构灵活不受环境的限制，有电即可组建网络，同时可以灵活扩展接入端口数量，使资源保持较高的利用率，在移动性方面可与WLAN媲美。传输质量高、速度快、带宽稳定可以很平顺的在线观赏DVD影片，它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。最新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps；为了确保QoS，HomePlug AV采用了时分多路访问（TDMA）与带有冲突检测机能的载

37、体侦听多路访问（CSMA）协议，两者结合，能够很好地传输流媒体。范围广无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙，但对于高层建筑来说，其必需布设N多个AP才能满足需求，而且同样不能避免信号盲区的存在。而电力线是最基础的网络，它的规模之大，是其他任何网络无法比拟的。由此，运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段，将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫，就可以实现因特网接入，电视频道接收节目，打电话或者是可视电话。低成本充分利用现有的低压配电网络基础设施，无需任何布线，节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞，

38、避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏，同时也节省了人力。相对传统的组网技术，PLC成本更低，工期短，可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方，其包月使用费用一般为50-80元/月左右，这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。适用面广PLC作为利用电力线组网的一种接入技术，提供宽带网络“最后一公里”的解决方案，广泛适用于居民小区，酒店，办公区，监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体，使得PLC具有极大的便捷性，只要在房间任何有电源插座的地方，不用拨号，就立即可享受4.5-45Mbps的高速网络接入，来浏览网页拨打电话，和观看在线电影，从而实现集数据、语音、视频，以及电力

39、于一体的“四网合一”。2.2三菱PLC实施介绍2.21三菱PLC程序设计1. 程序设计根据系统的控制要求，采用合适的设计方法来设计三菱PLC程序。程序要以满足系统控制要求为主线，逐一编写实现各控制功能或各子任务的程序，逐步完善系统指定的功能。除此之外，程序通常还应包括以下内容：1）初始化程序。在三菱PLC上电后，一般都要做一些初始化的操作，为启动作必要的准备，避免系统发生误动作。初始化程序的主要内容有：对某些数据区、计数器等进行清零，对某些数据区所需数据进行恢复，对某些继电器进行置位或复位，对某些初始状态进行显示等等。2）检测、故障诊断和显示等程序。这些程序相对独立，一般在程序设计基本完成时再

40、添加。3）保护和连锁程序。保护和连锁是程序中不可缺少的部分，必须认真加以考虑。它可以避免由于非法操作而引起的控制逻辑混乱。2.程序模拟调试程序模拟调试的基本思想是，以方便的形式模拟产生现场实际状态，为程序的运行创造必要的环境条件。根据产生现场信号的方式不同，模拟调试有硬件模拟法和软件模拟法两种形式。1）硬件模拟法是使用一些硬件设备（如用另一台PLC或一些输入器件等）模拟产生现场的信号，并将这些信号以硬接线的方式连到PLC系统的输入端，其时效性较强。2）软件模拟法是在三菱PLC中另外编写一套模拟程序，模拟提供现场信号，其简单易行，但时效性不易保证。模拟调试过程中，可采用分段调试的方法，并利用编程

41、器的监控功能。2.22三菱PLC硬件实施硬件实施方面主要是进行控制柜（台）等硬件的设计及现场施工。主要内容有：1)设计控制柜和操作台等部分的电器布置图及安装接线图。2)设计系统各部分之间的电气互连图。3)根据施工图纸进行现场接线，并进行详细检查。由于程序设计与硬件实施可同时进行，因此三菱PLC控制系统的设计周期可大大缩短。2.23三菱PLC分配I/O点并设计三菱PLC外围硬件线路1.分配I/O点画出PLC的I/O点与输入/输出设备的连接图或对应关系表，该部分也可在第2步中进行。2.设计PLC外围硬件线路画出系统其它部分的电气线路图，包括主电路和未进入PLC的控制电路等。由PLC的I/O连接图和

42、PLC外围电气线路图组成系统的电气原理图。到此为止系统的硬件电气线路已经确定。2.24三菱PLC联机调试联机调试是将通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程应循序渐进，从三菱PLC只连接输入设备、再连接输出设备、再接上实际负载等逐步进行调试。如不符合要求，则对硬件和程序作调整。通常只需修改部份程序即可。全部调试完毕后，交付试运行。经过一段时间运行，如果工作正常、程序不需要修改，应将程序固化到EPROM中，以防程序丢失。2.25三菱PLC的编程软件GX Developer是三菱PLC的编程软件。适用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可编程控制器。支持梯形图、指令表

43、、SFC、ST及FB、Label语言程序设计，网络参数设定，可进行程序的线上更改、监控及调试，具有异地读写PLC程序功能。2.3 GX Developer 软件介绍2.31三菱PLC编程软件GX Developer的应用1、打开程序单击“开始”“程序”“MELSOFT应用程序”“GX Developer”,即打开程序。图2.1 GX Developer显示页面2、创建新工程图2.2 主界面单击“工程（F）”“创建新工程（N）”或单击“工程”下面的图标，即出现如图对话框:图2.3 创建新工程“PLC系列”选择FXCPU。“PLC类型”选择FX1s。“程序类型”。默认为“梯形图”，勾选“设置工程名

44、”，在“工程名”框中输入程序名称。如“精梳机”。点击“确定”，因为在C盘没有此文件夹，所以会出现图2.4 选择页面选择“是”，在C盘新工程建立完毕，此时便进入编程界面。本软件可用于三菱的A系列、Q系列和FX系列等的PLC。图2.5自动控制系统主界面本软件可用于三菱的A系列、Q系列和FX系列等的PLC。3、输入梯形图输入梯形图有两种方法，一是利用工具条中的快捷键输入。另一种是直接用键盘输入如F5，F6，F7，F8，F9，F10。下面解释一下工具条中各按钮的功能：图2.6 按钮F5输入常开触点F6输入常闭触点SF5输入并联常开触点SF6输入并联常闭触点F7输入线圈F8输入功能指令F9输入直线SF9

45、输入竖线CF9横线删除CF10竖线删除SF7上升沿脉冲SF8下降沿脉冲aF7并联上升沿脉冲aF8并联下降沿脉冲caF10运算结果取反F10划线输入aF9划线删除（2）从键盘输入如果键盘使用熟练，直接从键盘输入则更方便，效力更高。不用点击工具栏中的按钮。用键盘输入时，可以不管程序中各触点的连接关系，常开触点用LD，常闭触点用LDI，线圈用OUT，功能指令直接输入助记符和操作数。但要注意助记符和操作数之间用空格隔开。对于出现分支、自锁等关系的可以直接用竖线去补上。通过一定的练习和摸索，就能熟练地掌握程序输入的方法。4、梯形图编辑在输入梯形图时，常需要对梯形进行编辑，如插入、删除等操作。（1）触点的

46、修改、添加和删除修改：把光标移在需要修改的触点上，直接输入新的触点，回车即可；则新的触点覆盖原来的触点。也可以把光标移到需要修改的触点上，双击，则出现一个对话框，在对话框中输入新触点的标号，回车，即可。添加：把光标移在需要添加触点处，直接输入新的触点，回车即可。删除：把光标点在需要删除的触点上，再按键盘的“Delete”键，即可删除再点击直线，回车即可。用直线覆盖原来的触点。（2）行插入和行删除在进行程序编辑时，通常要插入或删除一行或几行程序；操作方法：行插入：先将光标移到要插入行的地方，点击“编辑（E）”弹出下拉菜单，再点击“行插入（N）”，则在光标处出现一个空行，就可以输入一行程序；用同样

47、的方法，可以继续插入行。行删除：先将光标移到要删除行的地方，点击“编辑（E）”弹出下拉菜单，再点击“行删除（E）”，就删除了一行；用同样的方法可以继续删除。注意，“END”是不能删除的。5、步进指令输入步进指令的输入方法和FXGP-WIN-C版本的软件有所不同，主要是STL指令的表现格式不同，在FXGP-WIN-C软件中，是一个触点的形式，而在GX Developer版的编程软件中，是相当于一个线圈的形式表示的。6、程序的转换程序通过编辑以后，电脑界面的底色是灰色的，要通过转换变成白色才能传给PLC或进行仿真运行。转换方法：（1）直接敲击功能键“F4”即可。（2）点击菜单条中的“变换（C）”弹

48、出下拉菜单在下拉菜单中点击“变换（C）”即可。7、程序传送（电脑-PLC）PLC写入：把程序从电脑PLC。（1）点击快捷按钮。（2）点击菜单条中的“在线（O）”弹出下拉菜单，在下拉菜单中点击“PLC写入（W）”。PLC读取：把程序从PLC电脑。（1）点击快捷按钮。（2）点击菜单条中的“在线（O）”弹出下拉菜单，在下拉菜单中点击“PLC读取（R）”。2.32 GX Developer的特点1.软件的共通化GX Developer能够制作Q系列，QnA系列，A系列（包括运动控制（SCPU）,FX系列的数据,能够转换成GPPQ,GPPA格式的文档。此外，选择FX系列的情况下，还能变换成FXGP(DO

49、S),FXGP(WIN)格式的文档。2.利用Windows的优越性，使操作性飞跃上升能够将Excel,Word等作成的说明数据进行复制，粘贴，并有效利用。3.程序的标准化(1)标号编程:用标号编程制作可编程控制器程序的话，就不需要认识软元件的号码而能够根据标示制作成标准程序。用标号编程做成的程序能够依据汇编从而作为实际的程序来使用。(2)功能块（以下，略称作FB）FB是以提高顺序程序的开发效率为目的而开发的一种功能。把开发顺序程序时反复使用的顺序程序回路块零件化，使得顺序程序的开发变得容易。此外，零件化后，能够防止将其运用到别的顺序程序时的顺序输入错误。(3)宏，只要在任意的回路模式上加上名字

50、（宏定义名）登录（宏登录）到文档，然后输入简单的命令就能够读出登录过的回路模式，变更软元件就能够灵活利用了。4.能够简单设定和其他站点的链接,由于连接对象的指定被图形化而构筑成复杂的系统的情况下也能够简单的设定。5.能够用各种方法和可编程控制器CPU连接(1)经由串行通讯口(2)经由USB(3)经MELSECNET/10(H)计算机插板(4)经由MELSECNET()计算机插板(5)经由CC-Link计算机插板(6)经由Ethernet计算机插板(7)经由CPU计算机插板(8)经由AF计算机插板 6.丰富的调试功能 (1)由于运用了梯形图逻辑测试功能，能够更加简单的进行调试作业。 (a)没有必

51、要再和可编程控制器连接 (b)没有必要制作条使用的顺序程序 (2)在帮助中有CPU错误，特殊继电器/特殊寄存器的说明，所以对于在线中发生错误，或者是程序制作中想知道特殊继电器/特殊寄存器的内容的情况下提供非常大的便利。 (3)数据制作中发生错误况时，会显示是什么原因或是显示消息，所以数据制作的时间能够大幅度缩短。2.33 GX Developer的安装要安装这个软件，先要打开GX编程软件MELSOFTEnvMEL里的SETUP这个程序。这个安装程序是共通部件。并且要注意一下几点：1：去掉文件夹名称中的中文字符。2：先安装GX DeveloperEnvMEL里的环境包。3：打开GX Develo

52、per里的SETUP.EXE这个安装文件，开始安装，中间会要你输入ID序列号，最好安装时候关闭杀毒软件，完成后再打开。注意安装时不要选择监控模式，如果有不清楚的，就用默认的，直接点击下一步就可以了。三菱的8.52的软件有的存在这个问题，和WIN系统有关，可以把缺少的文件从8.26的复制到8.52的里面。注意只复制8.52没有的就行。或者先安装好8.26的，不用卸载，直接安装8.52的也可以的。注意最好不要用GHOST的系统，因为这样的系统精简掉了很多东西，特别是用在工控方面，在安装软件或应用的时候会出现很多莫名其妙的问题。 1.使用Windows Vista 系统时，最少需要15GB 的可用空

53、间。 2.使用Windows Vista 系统时，建议使用分辨率为1024768 像素或更高。 当使用微软Windows XP 或者Windows Vista 时，不能使用以下新功能。 如果使用了以下的新功能，有可能导致本产品运行不正常。 在Windows 兼容模式下的应用程序的启动快速用户切换大字体(屏幕属性的详细设置) 此外，不兼容64位的WindowsXP、WindowsVista。 对于WindowsVista，应作为USER权限以上的用户使用。2.34仿真软件一、仿真软件的功能就是将编写好的程序在电脑中虚拟运行，如果没有编好的程序，是无法进行仿真的。首先，在安装仿真软件GX Simu

54、lator 6c 之前，必须先安装编程软件GX Developer。比如可以安装“GX Developer7.08”，“GX Developer8.34”等版本.二、安装好编程软件和仿真软件后，在桌面或者开始菜单中并没有仿真软件的图标。因为仿真软件被集成到编程软件GX Developer中了，其实这个仿真软件相当于编程软件的一个插件。三、接下来我们做一个实例：（1）启动编程软件GX Developer，创建一个“新工程”。 （2）编写一个简单的梯形图。（3）可以通过“菜单栏”启动仿真。（4）也可以通过“快捷图标”启动仿真。启动仿真后，程序开始在电脑上模拟PLC写入过程。并且可以通过“在线”中的

55、“软元件测试”来强制一些输入条件ON或者OFF。监控程序的运行状态。 点击工具栏“在线（O）”，弹出下拉菜单，点击“调试（B）”“软元件测试（D）”或者直接点击“软元件测试”快捷键，则弹出“软元件测试”对话框。在该对话框中“位软元件”栏中输入要强制的位元件，如X0，需要把该元件置ON的，就点击“强制ON”按钮，如需要把该元件置OFF的，就点击“强制OFF”按钮。同时在“执行结果”栏中显示被强制的状态。梯形图监视执行中。接通的触点和线圈都用蓝色表示，同时可以看到字元件的数据在变化。四、各位元件的监控和时序图监控。（1）位元件监控点击“启动仿真窗口”的“菜单起动S”，“继电器内存监视（D）”弹出如

56、图窗口，点击“软元件D”“位元件窗口（B）”“Y”。如图即可监视到所有输出Y的状态，置ON的为黄色，处于OFF状态的不变色。用同样的方法，可以监视到PLC内所有元件的状态，对于位元件，用鼠标双击，可以强置ON，再双击，可以强置OFF，对于数据寄存器D，可以直接置数。对于T、C也可以修改当前值，因此调试程序非常方便。（2）时序图监控点击“仿真窗口”的“菜单起动S”，点击“时序图（T）”起动“（R）”，则出现“时序图监控”。可以看到程序中各元件的变化时序图。 （3）PLC的停止和运行点击“仿真窗口”中的“STOP”，PLC就停止运行，再点击“RUN”，PLC又运行。（4）退出PLC仿真运行在对程序

57、仿真测试时，通常需要对程序进行修改，这时要退出PLC仿真运行，重新对程序进行编辑修改。退出方法：先点击“仿真窗口”中的“STOP”，然后点击“工具”中的“梯形图逻辑测试结束”。点击“确定”即可退出仿真运行，但此时的光标还是蓝块，程序处于监控状态，不能对程序进行编辑，所以需要点击快捷图标“写入状态”，光标变成方框，即可对程序进行编辑。 第3章 自动药片装瓶机系统设计3.1任务描述这是一个将一定数量药片自动连续地装入到药瓶中的控制任务，系统的模拟器示意图如下图所示：按下按钮S1、S2或S3，可选择每瓶装入3片、5片或7片，通过指示灯HI、H2或H3表示当前每瓶的装药数量。当选定要装入瓶中的药片的数

58、量后，接通系统开关，电动机M驱动皮带机运转，延时5秒后（或者采用位置检测开关），皮带上的药瓶到达装瓶的位置，皮带机停止运转。当电磁阀Y打开装有药片的装置后，通过光电传感器B1，对进入药瓶的药片进行计数，当药瓶中的药片达到预先选定的数量后，电磁阀Y关闭，皮带机重新自动启动，使药片装瓶过程自动连续运行。如果当前的装药过程正在进行时，需要改变药片装入数量（例如7片改为5片），则只有在当前药瓶装满后，从下一个药瓶开始装入改变后的数量。如果在装药过程中断开系统开关，则在当前药瓶装满后，系统停止运行3.2程序设计3.21硬件设计1程序流程图设计：程序开始选择装药数量选择3片选择5片选择7片皮带机运动到相应

59、位置并打开电磁阀装药皮带机运转结束图3.1程序流程图2自动装药机I/O分配表：输入器件地址输出器件地址系统开ONXO皮带机驱动MY0系统关OFFX13片指示灯H1Y1每瓶装3片按钮S1X25片指示灯H2Y2每瓶装5片按钮S2X37片指示灯H3Y3每瓶装7片按钮S3X4电磁阀YY4光电传感器B1X5其他编程元件的地址分配如表3-4所示。编程元件编程地址符号作用辅助继电器M0M0状态标志M1M1状态标志M2M2状态标志M3M3状态标志M4M4状态标志M5M5状态标志M6M6状态标志计数器C1C1计数C2C2计数C3C3计数定时器T0T0到达装瓶位置表3-4 其他编程元件的地址分配表3自动装药机外部接线图 X0 Y0X1 Y1X2 Y2X3 Y3X4 Y4X5COM COM0 ON YKMOFF H1H1S1 H2 H2S2 H H3