西门子6ES221-1BF22-0XA8大量现货
在一些混合液体物料生产加工过程中，除了正常生产过程的控制外，还需要对物料温度进行检测与控制，使得生产过程的控制要求更加严格；若控制不当，将产生大量的废料，造成严重的经济损失。而采用继电器-接触器控制系统，存在使用大量的中间继电器，控制动作迟缓，jingque度差，稳定性差。故障率高，操作复杂等缺点，易产生废料，导致加工成本提高，严重影响了企业的经济效益；若采用FX2N-48MR可编程序控制器进行控制，可达到预期的控制效果。
1 某一加工控制过程
下面叙述某一加工控制过程，工艺流程图如图1所示。
若将控制开关置于自动状态，按下启动按钮SB3即打开煮料进料阀门，向煮料器内加入生产所需的原料(进料)；当液位传感器检测到进入煮料器中的液位到达规定位置时，其开关信号X25(SL)输入可编程序控制器控制关闭进料阀门，起动搅拌电机，对原料进行搅拌，并打开热气阀门Y4，通入热气对原料进行加热(煮料)，由温度传感器X24(STl)检测原料的温度，当原料温度达到90℃时，停止加热；此时打开冷却水阀门Y5，加快冷却水的循环速度，实现快速降温(冷却)，当原料的温度冷却到60℃时，温度传感器开关X26(ST2)动作信号输入可编程序控制器，控制冷却停止(完成煮料过程)。接着打开输料均质阀门，使煮料锅中的原料进入均质器中搅拌，设定均质时间10min，时间达到后，打开老化工艺阀门Y3，原料进入老化器中，在老化器中进行温度冷却(老化)。在老化器内，由温度传感器检测原料的温度，当原料温度冷却到40℃时，开关X27(ST3)动作信号输入可编程序控制器控制冷却停止，此时加工完成，输出成品灌装。
当手动／自动开关K置于手动位置时，可分别对各控制过程单独进行独立起动和停止控制。
2 编制输入／输出信号地址表
根据控制过程和要求，编制输入／输出信号地址表。输入信号地址表如表1所示，输出信号地址表如表2所示。
3 控制接线原理图设计
根据输入／输出信号地址表，可编程控制器的控制原理，设计出可编程序控制器控制接线原理图，如图2所示。
4 梯形图设计
根据控制接线原理图，工艺控制流程及FX2N-48MR可编程序控制器的编程规则，设计出梯形图程序，如图3所示。
程序说明：
(1)Y1～Y6输出开关信号分别控制驱动电路Q1～Q6的输出，用于驱动相应阀门电动执行器，当输出为高电平“1”时，控制相应阀门打开，输出为低电平“0”时，控制相应阀门关闭。
(2)阀门的打开和关闭是否到位的检测及控制，由电动执行器内部电路来完成。
(3)光电耦合器TLP521-4用于将PLC与阀门电动执行器电路隔离开，以避免阀门电动执行器和PLC在电路上的相互干扰。
(4)紧急停止按钮SBl9(X23)采用红色蘑菇型自锁按钮，它也是总停按钮。
5 结语
FX2N-48MR可编程序控制器，体积小，重量轻，性能稳定可靠，价格便宜，控制稳定性高，编程方便，特别是应用于阀类控制系统，节约了大量的中间继电器，提高了整个控制系统的响应速度，系统实时性好。该生产过程采用可编程序控制器控制后，生产过程工作稳定，操作方便，经过运行工作可靠，提高了加工产品的自动化技术。既减少了废料的产生，降低了成本，也提高了生产效率，可谓“一次投资，终身受益”。
转眼之间，plc的诞生已经经过了40周年。PLC的市场规模从0到的100亿美元的全球销售额，PLC的外形和功能也发生了巨大的变化，PLC的应用也无所不在，PLC在我国工业中的使用也取得了巨大的成功。
前些日子，看到彭瑜老师写的一篇纪念PLC诞生40周年的文章，很有一番感慨，也想借这个日子和读者交流一下PLC在我国的使用历史控制工程网版权所有，特别推荐20多年前、早使用PC－584见证者高雷先生写的文章，请他谈谈当时使用PLC的体会，让老前辈回忆起当年引进、使用PLC的流金岁月，让年轻读者体会自动化技术发展的日新月异，希望我们能够温故而知新CONTROLENGINEERING China版权所有，为不断提高我国的自动化水平而努力！
——华镕? 本刊特约编辑
首钢电子技术公司（首钢电子部）于1983年6月到1984年6月期间先后为首钢炼铁厂的4#、3#、2#高炉设计并调试了高炉上料系统，高炉本体系统及高炉喷煤、输煤等系统。三座高炉的自动控制设备均采用可编程序控制器（PC－584简称PLC）与彩色图像处理机（MODVUE）进行自动控制，这是在国内实现的高炉控制室内无模拟盘、无显示仪表、无操作台的新型的控制系统。经多年高炉现场恶劣环境的考验，各系统运行正常、生产效率十分显著。下面介绍一下该控制系统及其应用情况。
可编程序控制器简介
PC－584可编程序控制器系统概况
PC－584可编程控制器是美国Modicon公司（现为Schneider公司的一个品牌）制造的产品，该控制器的速度快，适应性强www.cechina.cn，存储容量大，采用了16位的CPU芯片做为PLC中央处理器的核心部件。其主要功能为：a.取代了电控系统中具有一定物理形状的各种电气控制元件（例如：继电器的线圈、计数器、计时器、序列发生器等等）；b.收集复杂数据，生成报告（原需用小型计算机完成）；c.能在恶劣的工作环境（高温、电磁干扰、振动）下工作，PLC中央处理器对存储器中的程序进行扫描、逻辑处理后由输入/输出处理器将结果经控制总线输出到控制模块上实现对现场电机、阀门的控制。存储器内的程序是根据控制对象的要实现的功能而设计的，我们习惯上称其为用户应用程序
用户应用程序存储在PC－584控制器的内存储器中，是各种独立事件或工艺操作的顺序排列。在应用程序中，一部分逻辑解算的结果做为中间数据不输出，如数值运算等；而大部分结果要输出，控制着安装在整个作业区域的外部设备，如：电磁阀、电磁线圈、电动机等。
PLC控制器的作用是执行用户的应用程序，将程序中的各个操作项转变成外部的控制电压/电流，在适当的时刻把这些电压/电流信号输出给外部设备。PLC控制器接收来自行程开关、光电开关、接近开关、按钮等开关量输入和热电偶、热电阻、1－5V和4－20mA等模拟量输入信号，这些信号使PLC控制器应用程序能对生产过程中出现的情况做出正确的逻辑控制反应。
Modicon PC－584可编程序控制器
PC－584可编程序控制器的结构与组成
PLC一般为框架式结构，除主机中的CPU板（中央处理器板）、MEM板（存储器板）、I/OP板（输入输出处理器板）以外www.cechina.cn，都可很方便地组合和扩展www.cechina.cn，输入/输出接口模块的框架可以安装在远离主机15,000英尺（4,545米）的地方，使用同轴电缆进行连接。用户可根据不同的应用场合、控制规模的大小来选择PLC控制器的功能级别。
PLC可编程序控制器及扩展的设备有：CPU、存储器、输入输出接口，还有一台重要的设备就是为可编程控制器编程用的P190编程器。这是一台与PLC主机连接的可移动式编程器监控设备，9英寸的黑白显示屏和专用的磁带机。它在人－机联系上起着很重要的作用。用户应用程序的编制、输入、应用程序的调试、备份等操作都要通过这台编程器来实现。在控制系统投入正常运行后编程器的作用就成为修改程序、诊断故障、处理紧急情况的重要设备。在3个高炉的PLC控制系统的调试过程中该设备的实时性、可靠性、易用性非常出色。
PLC可编程序控制器控制系统一般由以下三部分组成：PLC控制器、输入/输出接口、各种外部现场设备。
P190编程器
Modvue图像处理机
内部原理简介
PLC可编程序控制器使用的编程语言是机床电路中常见的梯形逻辑图。编程格式是以网络形式组成的，每个网络有1到7个梯级，每一梯级多可安排10个编程元素。网络中的任何位置都可编入元素，而只在实际输入处使用存储器。这一编程格式灵活多变，占用的存储器空间趋于小。
PLC可编程序控制器处理逻辑程序的进程是按网络号连续计算网络，从网络开始，直到后一个网络结束。逻辑解算的顺序从上到下，从左至右。在PLC的扫描期间，输入模块的输入数据被读入，执行用户的逻辑程序，后的输出结果由输出模块输出。在扫描过程中，输入的变化由用户逻辑解算后，得到的结
1．引言
HMI、SCADA作为PLC的主要人机接口设备，具有外观简洁，可靠性高，功能强大，用户界面友好，程序二次开发简单等优点，并向着网络化、智能化方向不断发展。而在一些特殊情况下，比如数据安全要求高，控制空间小的场合，就较难实现。基于单片机开发的PLC串口装置，凭借单片机优良的数据处理能力和低廉的价格有着一定的应用范围。本文通过运用新华龙的C8051F33X系列的单片机开发了一款可编程RS232接口控制面板，本文主要介绍其电路设计和基本控制原理。
2．控制面板的控制方案
控制面板的外型如图2-1所示，具体功能键可参阅注释
图2-1
*注：
RS232C口－－-串口通讯口；
JTAG口－－-程序下载口；
红外接收头－－-可接受红外信号源；
电源灯－－-接上电源后点亮；
通讯灯－－-通讯正常情况下闪烁；
蜂鸣器－－-每次按下按钮后发出“嘀“声，并在有故障发生时连续报警；
复位按钮－－-可复位单片机；
故障清除键－－-清除故障代码；
模式选择键－－-可切换自动，手动，检修模式；
正，反转键－－-在手动和检修模式时，可点动控制对应控制号的电机正反转；
0-9－－-输入Zui多两位数的控制号；
确定键－－-确定并发送信号键；
删除键－－-删除所显示的控制号；
控制号LED显示灯－－-显示两位控制号；
故障代码LED显示灯－－-显示两位故障代码；
自动、手动和检修灯－－-显示当前控制模式；
预留灯－－-预留；
2.1 面板控制原理
该面板可以运用于皮带运输系统、自动车库系统、存储系统等作为操作面板。用户可以根据需要切换各种模式。在自动模式时，可通过按钮选择控制号（控制号可以理解为控制电机号），并按确定键将信号发送给PLC;在手动和检修模式时，选择控制号并按下确定键后，可通过正反转按钮点动控制相应控制号的电机正反转。PLC定时发送信号给控制面板，为用户提供各种信息，当有故障发生时，故障蜂鸣器报警并显示故障代码，待故障排除后，通过清除故障键清除故障代码。
在自动模式下，可通过红外发生器（本次设计没有自行研发红外发生器，而是采用标准的电视遥控器作为红外发生器。）发射红外信号来选择控制号，控制面板上的控制号LED灯会跟随变化，按确定键（可自定义遥控器上的一个键为确定键）发送给PLC控制器。
2.2 通讯信号说明
本次设计中的通讯信号涉及两种信号：单片机与PLC的通讯信号和红外发射器（这里为电视遥控器）与单片机的通讯信号
单片机与PLC的通讯信号是双向的，分发送和接受信号。发送信号有两个字节。前8位包含控制模式、正反转和清除故障信号的信息，后8位包含控制号的信息；接受信号也是两个字节，前8位包含控制模式及控制号反馈信息，后8位包含故障代码信息。
红外发射器与单片机的信号为单向信号，只有发送信号。标准的红外线发送信号为32位二进制码，即两个字。第一个字为用户识别码（能区别不同设备，防止不同机种遥控码互相干扰），第二个字为用户信息码。并且每一个字的第一个字节和第二个字节互为反码。在按下电视遥控器按键后，其发射头会连续周期性地发出32位二进制码的信号。
2.3 PCB面板电路图
图2-2
图2-2是控制面板的电路原理图，本次设计采用的芯片为新华龙的C8051330D单片机,并采用周立功单片机发展有限公司的ZLG7289B数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片。
图2-3
单片机的时钟脉冲由外部晶震提供，为12MHz,如图2-3。单片机的UART0（I/O口P0.4和P0.5）连接串口RS232。10针接口为JTAG程序下载口，并配有硬件复位电路。蜂鸣器由I/O口P0.1控制。I/O口P0.0（SPI总线片选）P0.1（SPI数据信息）P0.6（SPI总线时钟信号）,P0.7（键盘输入中断信号）与数码管显示驱动及键盘扫描管理芯片ZLG7289B实现通讯，如图2-4。ZLG7289B的工作原理可参考相关资料。
图2-4
红外线接收头如图2-5所示，两个接头为电源5V直流电压街头，另一个接头为信号接头与I/O口P0.7连接。单片机通过PCA计数/计时器捕捉电平信号。
图2-5 图2-6
2.4 PCB面板实物图
图2-6为PCB控制面板实物，大小为100x180mm.该装置仍处于研发阶段，故没有封装。在其正常工作时，需配有+15V直流电压，面板需被固定起来，切误拿在手上防止其电路短路。
3．控制程序软件设计
新华龙C8051F33X系列的单片机可通过JTAG口连接PC打印机口直接下载程序。U-EC5仿真器可接入JTAG口提供在线模拟仿真。美国KeilSoftware研发的KEILuvision3是Zui新的51系列兼容单片机C语言软件开发系统，具有友好的操作界面，并且程序有良好的可读性，被广大电子工程师所使用。本次程序设计采用其集成开发环境。
不同的控制工艺有着不同的控制逻辑，在这里我们着重讨论通讯部分的程序编写，对其他功能逻辑不做过多讲解。
3.1 串口数据处理程序
C8051330D单片机芯片的UART0是一个异步、全双工串口，UART0具有增强的波特率发生器电路，有多个时钟源可用于产生标准波特率,本次设计我们采用的波特率为9600。
UART提供两种方式的标准8051串行口，8位串行口和9位串行口。我们采用的是前者。在 8 位 UART 方式中，每个数据字节共使用10 位：一个起始位、8 个数据位（LSB 在先） 和一个停止位。数据从 TX0 引脚发送，在 RX0 引脚接收。在接收时，8个数据位存入 SBUF0， 停止位进入RB80（SCON0.2）。当软件向SBUF0寄存器写入一个字节时开始数据发送。在发送结束时（停止位开始）发送中断标志TI0（SCON0.1）被置‘1’。在接收允许位REN0（SCON0.4）被置‘1’后，数据接收可以在任何时刻开始。收到停止位后，如果满足下述条件则数据字节将被装入到接收寄存器SBUF0：RI0必须为逻辑‘0’；如果MCE0为逻辑‘1’，则停止位必须为‘1’。在发生接收数据溢出的情况下，先接收到的8位数据被锁存到SBUF0，而后面的溢出数据被丢弃。如果这些条件满足，则8位数据被存入SBUF0，停止位被存入RB80，RI0标志被置位。如果这些条件不满足，则不装入SBUF0和RB80，RI0标志也不会被置‘1’。如果中断被允许，在TI0或RI0置位时将产生一个中断。具体的程序如下：
*************串口数据处理中断程序************************************
void UART_ISR(void) interrupt 4
{
if(TI0) //当一个字节发送成功后，TI0被置位
{
TI0=0; //复位TI0
if(sendtime==first) //发送数据一共有两个字节，如果发送了第一个字节，需再发送第二个字节
{
sendtime=second;
SBUF0=senddata[1]; //将待传送的数据放入串行数据缓冲器SBUF0
}
}
if(RI0) //有数据传送过来时，RI0置位
{
RI0=0; //复位RI0.
DATA=SBUF0; //从串行数据缓冲器SBUF0读取数据
if((DATA&0x80)==0x80) //传送一共有两个字节，判断当前传送的数据是不是第一个字节
{
readdata[0]=DATA;
receivetime=second; //为接受第二个字节做准备
}
if(receivetime==second) //接收第二个字节
{
if((DATA&0x80)==0x80) //判断当前传送的数据是不是第二个字节
{
readdata[1]=DATA;
receivetime=first; //为下次接收第一个字节做准备
display_errornumber(); //显示故障代码
}
}
}
}
3.2 红外线信号处理程序
标准的遥控编码采用脉宽调制的串行码，本次设计使用的红外发生器是一个wanneng电视遥控器，通过示波器测试，得到如下的特征属性，如图3-1,以脉宽为0.56ms，间隔为1.125ms的脉宽信号为0；以脉宽为0.56ms,间隔为2.25ms的为1。一个完整的信号为32位二进制码，当按下按钮后，连续周期性发出同一种32位二进制码。