由于各PLC廠家產(chǎn)品在指令系統(tǒng)上的差異及編程方法上用戶要求不同，IEC制訂了基于Windows的編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)IEC61131-3(1993年IEC頒布可編程序控制器的標(biāo)準(zhǔn)IEC1131)，它規(guī)定了指令表(IL)、梯形圖(LD)、順序功能圖(SFC)、功能塊圖(FBD)、結(jié)構(gòu)化文本(ST)五種編程語(yǔ)言。這包括了文本化編程(IL、ST)和圖形編程(LD、FBD)兩個(gè)方面，而SFC則在兩類(lèi)編程語(yǔ)言中均可使用。IEC技術(shù)委員會(huì)(TC65)進(jìn)來(lái)開(kāi)展了
IEC61499項(xiàng)目，將IEC61131-3進(jìn)行了擴(kuò)展，它是針對(duì)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)IEC61131-3有所改善。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編程序邏輯控制裝置在高層次上走向開(kāi)放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件，是PLC發(fā)展的一大趨勢(shì)。
發(fā)展趨勢(shì)
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三菱plc控制三菱變頻器的方法：采用PLC的開(kāi)關(guān)量控制變頻器（即采用PLC的開(kāi)關(guān)量輸出端直接與變頻器的開(kāi)關(guān)量輸入端相連，PLC可通過(guò)程序控制變頻器的啟動(dòng)、停止、正反轉(zhuǎn)及高、中、低速多段速度運(yùn)行）。采用PLC的模擬信號(hào)控制變頻器。PLC采用RS-485的Modbus-RTU通信方法控制變頻器。PLC采用現(xiàn)場(chǎng)總線方式控制變頻器。PLC采用RS-485無(wú)協(xié)議通信方法控制變頻器。其中采用RS-485無(wú)協(xié)議通信方法控制變頻器得到了廣泛應(yīng)用。
一個(gè)或若干PLC與PC機(jī)聯(lián)出系統(tǒng)，PC機(jī)起到原編程器及人機(jī)界面操作站的作用，這20世紀(jì)90年代的新潮流，這樣為系統(tǒng)集成帶來(lái)了商機(jī)，同時(shí)編程軟件和人機(jī)界面軟件(監(jiān)控軟件或稱組態(tài)軟件)及軟件接口(或稱驅(qū)動(dòng)軟件)也得到了發(fā)展。
PLC廠家在原來(lái)CPU模板上提供物理層RS232/422/485接口的基礎(chǔ)，逐漸增加了各種通訊接口，而且提供完整的通訊網(wǎng)絡(luò)。由于數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開(kāi)放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展，所以PLC構(gòu)成的PCS系統(tǒng)比DCS的開(kāi)放性所處的現(xiàn)狀稍好一些。羅克韋爾AB公司已形成了多層結(jié)構(gòu)體系，即Ether Net、Control Net、Device Net及Asi等現(xiàn)場(chǎng)總線(原DH+網(wǎng)也可兼容)。西門(mén)子公司在Profibus-DP通訊網(wǎng)絡(luò)及Profibus-FMS網(wǎng)絡(luò)以外，提出了S7 Routing網(wǎng)絡(luò)，即Profibus-DP和Industrial Enternet兩層結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡(luò)還在發(fā)展，我國(guó)應(yīng)已積極的姿態(tài)投入其中。
有單機(jī)支持300回路和65000點(diǎn)I/O的大型系統(tǒng)對(duì)應(yīng)中型PLC以上，均采用16位~32位CPU，微、小型PLC原采用8位CPU，根據(jù)通訊等方面要求，有的也改用16位~32位CPU。由于I/O64點(diǎn)以下PLC銷(xiāo)售額占整個(gè)PLC的47%，64點(diǎn)~256點(diǎn)的占31%，合計(jì)位整個(gè)PLC銷(xiāo)售額的78%，所以對(duì)微、小型PLC應(yīng)多加研究。
3.2 PLC的硬件
PLC控制器本身的硬件采用積木式結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品結(jié)構(gòu)大同小異。以日本歐姆龍C200HE為例，為總線模板框式結(jié)構(gòu)，基本框架(CPU母板)上裝有CPU模板，其它槽位裝有I/O模板;如果I/O模板多時(shí)，可由CPU母板經(jīng)I/O擴(kuò)展電纜連接I/O擴(kuò)展母板，在其上裝I/O模板;另一種方法是配備遠(yuǎn)程I/O從站等。這些都說(shuō)明了PLC廠家將硬件各部件均向用戶開(kāi)發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的PLC，而且這種硬件配置的開(kāi)放性，為制造商、分銷(xiāo)商(代理商)、系統(tǒng)集成商、終用戶帶來(lái)很多方便，為營(yíng)銷(xiāo)供應(yīng)鏈帶來(lái)很大便利，這是一大成功經(jīng)驗(yàn)。
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一般我們使用的基本上都是低壓電機(jī)，使用500伏級(jí)別的搖表就可以了，電機(jī)好壞，先要用萬(wàn)用表簡(jiǎn)單判斷三相電阻是否平衡，在這個(gè)基礎(chǔ)上，在利用搖表判斷電機(jī)線圈之間，線圈和地之間的絕緣，都要高于0.5兆歐（一般正常的都會(huì)高于5兆歐），否則會(huì)認(rèn)為是絕緣不良的電機(jī)。用搖表測(cè)電機(jī)好壞的方法有2種。測(cè)量定子繞組（三相）對(duì)地（外殼）的絕緣這種方法是電機(jī)繞組燒毀或絕緣受損后，繞組（漆包線）的絕緣受熱融化，繞組的導(dǎo)體直接與鐵芯或外殼直接接觸，用搖表測(cè)量繞組和外殼之間的絕緣電阻值就可以判斷繞組是否燒毀，當(dāng)絕緣電阻值低于0.5MΩ時(shí)，可判斷為繞組燒毀（電機(jī)受潮的情況除外）。
PLC內(nèi)的I/O模板，除一般的DI/DO、AD/DA模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的I/O模板，這為PLC用于各行各業(yè)打開(kāi)了出路，如用于條形碼識(shí)別的ASCII/BASIC模板，用于反饋控制的PID模板，用于運(yùn)行控制、機(jī)械加工的高速計(jì)數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置控制模板、凸輪定位器模板、射頻識(shí)別接口模板等，這在以后還會(huì)有很大發(fā)展。另外在輸入、輸出的相關(guān)元件、強(qiáng)干擾場(chǎng)合的輸入、輸出電隔離、地隔離等方面也會(huì)更加完善。
PLC中的CPU與存儲(chǔ)器配合，完成控制功能。它與DCS系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為0.1~0.2s，更快的則選用50ms或更小的掃描周期。它是一個(gè)數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。
3.3 PLC的軟件
為了完成控制策略，為了替代繼電器，使用戶等完成類(lèi)似繼電器線路的控制系統(tǒng)梯形圖，而編制了一套控制算法功能塊(或子程序)，稱為指令系統(tǒng)，固化在存貯器ROM中，用戶在編制應(yīng)用程序時(shí)可以調(diào)用。指令系統(tǒng)大致可以分為兩類(lèi)，即基本指令和擴(kuò)展指令。細(xì)分一般PLC的指令系統(tǒng)有:基本指令、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器指令、移位指令、傳送指令、比較指令、轉(zhuǎn)換指令、BCD運(yùn)算指令、二進(jìn)制運(yùn)算指令、增量/減量指令、邏輯運(yùn)算指令、特殊運(yùn)算指令等，這些指令多是類(lèi)似匯編語(yǔ)言。另外PLC還提高了充足的計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、內(nèi)部繼電器、寄存器及存貯區(qū)等內(nèi)部資源，為編程帶來(lái)極大方便。
設(shè)計(jì)任何一個(gè)機(jī)界面，一般必須考慮系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間、用戶求助機(jī)制、錯(cuò)誤信息處理和命令方式四個(gè)方面。系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)是交互式系統(tǒng)中用戶抱怨多的問(wèn)題，除了響應(yīng)時(shí)間的長(zhǎng)短外，用戶對(duì)不同命令在響應(yīng)時(shí)間上的差別亦很在意，若過(guò)于懸殊用戶將難以接受；用戶求助機(jī)制宜采用集成式，避免疊加式系統(tǒng)導(dǎo)致用戶求助某項(xiàng)指南而不得不瀏覽大量無(wú)關(guān)信息；錯(cuò)誤和警告信息必須選用用戶明了、含義準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)描述，同時(shí)還應(yīng)盡可能提供一些有關(guān)錯(cuò)誤恢復(fù)的建議。此外，顯示出錯(cuò)信息時(shí)，若再輔以聽(tīng)覺(jué)（鈴聲）、視覺(jué)（專用顏色）刺激，則效果更佳；命令方式是菜單與鍵盤(pán)命令并存，供用戶選用。
4、借助CASE工具構(gòu)造界面原型，并真正實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)模型軟件模型一旦確定，即可構(gòu)造一個(gè)軟件原形，此時(shí)僅有用戶界面部分，此原形交用戶評(píng)審，根據(jù)反饋意見(jiàn)修改后再交給用戶評(píng)審，直至與用戶模型和系統(tǒng)假想一致為止。一般可借助于用戶界面工具箱(Userinterfacetoolkits）或用戶界面開(kāi)發(fā)系統(tǒng)（Userinterfacedevelopmentsystems）提供的現(xiàn)成的模塊或?qū)ο髣?chuàng)建各種界面基本成分的工作。
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PLC作為主站，使用軟件Modsim32模擬從站，使用兩芯線（是帶屏蔽雙絞線）進(jìn)行連接：硬件連接將通訊板的AB兩端與轉(zhuǎn)換器的AB兩端進(jìn)行連接，要注意AB兩端區(qū)分正負(fù)極，反接不會(huì)燒壞設(shè)備，但是無(wú)法正常通訊。編寫(xiě)程序1.設(shè)備組態(tài)在博圖軟件中配置西門(mén)子PLC和通訊板。modbus通訊需要設(shè)置波特率、數(shù)據(jù)位、停止位和校驗(yàn)位等通訊參數(shù)，在博圖中的設(shè)備組態(tài)中設(shè)置此參數(shù)，主從站設(shè)置一致即可通訊。通訊參數(shù)設(shè)置波特率9600,數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無(wú)校驗(yàn)，在PLC離線模式下下載硬件組態(tài)。
5、在人機(jī)界面分析設(shè)計(jì)中所要考慮的人文因素主要包括以下內(nèi)容：
1）人機(jī)匹配性：用戶是人，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為人完成任務(wù)的工具，應(yīng)該使計(jì)算機(jī)和人組成的人機(jī)系統(tǒng)很好地匹配工作；如果有矛盾，應(yīng)該讓計(jì)算機(jī)去適應(yīng)人，而不是人去適應(yīng)計(jì)算機(jī)；
2）人的固有技能：作為計(jì)算機(jī)用戶的人具有許多固有的技能。對(duì)這些能力的分析和綜合，有助于對(duì)用戶所能勝任的，處理人機(jī)界面的復(fù)雜程度，以及用戶能從界面獲得多少知識(shí)和幫助，以及所化費(fèi)的時(shí)間做出估計(jì)或判斷；
3）人的固有弱點(diǎn)：人具有遺忘、易出錯(cuò)、注意力不集中、情緒不穩(wěn)定等固有弱點(diǎn)。設(shè)計(jì)良好的人機(jī)界面應(yīng)盡可能減少用戶操作使用時(shí)的記憶量，應(yīng)力求避免可能發(fā)生的錯(cuò)誤；
4）用戶的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和受教育程度：使用計(jì)算機(jī)用戶的受教育程度，決定了他對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)；
5）用戶對(duì)系統(tǒng)的期望和態(tài)度。
