垂直提升平移式立體倉(cāng)庫(kù)-畢業(yè)設(shè)計(jì)

摘要本課題采用西門子S7-200型PLC（可編程序控制器）設(shè)計(jì)了一種垂直提升平移式立體倉(cāng)庫(kù)的自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過(guò)THFLT-1型立體倉(cāng)庫(kù)教學(xué)模型實(shí)現(xiàn)了立體倉(cāng)庫(kù)的各種功能。論文描述了多層升降橫移式立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行原理和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了其控制系統(tǒng)的組成、PLC控制的實(shí)現(xiàn)和控制軟件的設(shè)計(jì)。在此基礎(chǔ)上，利用亞控組態(tài)軟件進(jìn)行上位機(jī)監(jiān)控，設(shè)計(jì)監(jiān)控畫面，通過(guò)串行通訊方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行過(guò)程及倉(cāng)庫(kù)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)。關(guān)鍵字：立體倉(cāng)庫(kù)PLC組態(tài)軟件ABSTRACTInthisproject,anautomaticcontrolsystemisdesignedtocontrolthethree-dimensionalwarehousebasedonaprogrammablelogiccontroller(PLC)S7-200ofSiemens.ItrealizesvariousoffunctionbytheTHFLT-1warehousemode.Thecharacteristicsandapplicationofwarehouseisbrieflyintroducedinthispaper.Thesystemcomponent,theworkprinciple,howtocontrolsteppermotorandhowtoprogrammablearealsointroducedindetail.Onthisbasis,thisdesignrealizesthereal-timemonitoringprogramforautomatedwarehousemodebyconfigurationsoftware.KeyWords：Warehouse，PLC，Configurationsoftware,目錄TOC\o"1-2"\h\z\u1緒論 11.1 本課題研究的主要意義 11.2 本課題的主要任務(wù) 22立體倉(cāng)庫(kù)概述 32.1立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展與前景 32.2立體倉(cāng)庫(kù)簡(jiǎn)介 43PLC可編程控制器 93.1 PLC概述 93.2可編程序控制器的硬件與工作原理 124立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 234.1系統(tǒng)硬件概述 234.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 305監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 415.1組態(tài)軟件簡(jiǎn)介 415.2監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 45總結(jié) 54參考文獻(xiàn) 55致謝 56附錄：翻譯 571緒論本課題研究的主要意義自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)是指在不需要人工干預(yù)的情況下，運(yùn)輸設(shè)備能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出貨物的多層倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個(gè)重要組成部分,它具有節(jié)約用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、消除差錯(cuò)、提高倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、有效地減少流動(dòng)資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點(diǎn)。與廠級(jí)計(jì)算機(jī)管理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及與生產(chǎn)線緊密相連的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)更是當(dāng)今CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))及FMS(柔性制造系統(tǒng))必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本次課題所設(shè)計(jì)的立體倉(cāng)庫(kù)主要是用來(lái)存放車輛。隨著社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、交通的發(fā)展以及人們生活水平的不斷提高，車輛無(wú)處停放的問(wèn)題日趨突出。立體停車設(shè)備的發(fā)展在國(guó)外，尤其在日本已有近30~40年的歷史，無(wú)論在理論還是在技術(shù)上均已獲得了成功。我國(guó)也于90年代初開始研究開發(fā)機(jī)械立體停車設(shè)備，距今已有十多年的歷程。采用立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行存放車輛與傳統(tǒng)的自然地下車庫(kù)相比，在許多方面都顯示出優(yōu)越性。首先，立體倉(cāng)庫(kù)具有突出的節(jié)地優(yōu)勢(shì)。以往的地下車庫(kù)由于要留出足夠的行車通道，平均一輛車就要占據(jù)40平方米的面積，而如果采用多層立體倉(cāng)庫(kù)，可使地面的使用率提高80％—90％，如果采用地上多層（21層）立體式車庫(kù)的話，50平方米的土地面積上便可存放40輛車，倉(cāng)庫(kù)可以大幅度地向高空發(fā)展，充分利用倉(cāng)庫(kù)地面和空間，因此，節(jié)省了庫(kù)存占地面積，提高了空間利用率。這可以大大地節(jié)省有限的土地資源，并節(jié)省土地開發(fā)成本。立體倉(cāng)庫(kù)存放車輛與傳統(tǒng)地下車庫(kù)相比可更加有效地保證人身和車輛的安全，人在車庫(kù)內(nèi)或車不停準(zhǔn)位置，由電子控制的整個(gè)設(shè)備便不會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)。應(yīng)該說(shuō)，立體倉(cāng)庫(kù)從管理上可以做到徹底的人車分流。在立體倉(cāng)庫(kù)中采用機(jī)械存車，還可以免除采暖通風(fēng)設(shè)施，因此，運(yùn)行中的耗電量比工人管理的地下車庫(kù)低得多。立體倉(cāng)庫(kù)一般不做成套系統(tǒng)，而是以單臺(tái)集裝而成。這樣可以充分發(fā)揮其用地少、可化整為零的優(yōu)勢(shì)，在住宅區(qū)的每個(gè)組團(tuán)中或每棟樓下都可以隨機(jī)設(shè)立機(jī)械停車樓。這對(duì)眼下車庫(kù)短缺的小區(qū)解決停車難的問(wèn)題提供了方便條件。因此，對(duì)這個(gè)課題的研究是具有重大意義的。本課題的主要任務(wù)本課題的主要任務(wù)是利用現(xiàn)有的立體倉(cāng)庫(kù)教學(xué)模型，通過(guò)PLC編程控制實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的取車或送車動(dòng)作，并利用亞控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作的跟蹤監(jiān)控。2立體倉(cāng)庫(kù)概述2.1立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展與前景立體倉(cāng)庫(kù)的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。50年代初，美國(guó)出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉(cāng)庫(kù)；其目的是實(shí)現(xiàn)軍事上自動(dòng)化搬運(yùn)彈藥。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)以其占地面積少,差錯(cuò)少,節(jié)省人力等優(yōu)點(diǎn),大大提升了航空母艦戰(zhàn)斗機(jī)群輪番戰(zhàn)斗能力。50年代末60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉(cāng)庫(kù)；1963年美國(guó)率先在高架倉(cāng)庫(kù)中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)以其可靠性高,節(jié)省勞動(dòng)力,零件容易維修更換,操作簡(jiǎn)單方便,降低工業(yè)生產(chǎn)中的生產(chǎn)物流成本,有效節(jié)約建設(shè)費(fèi)用和土地資源等優(yōu)勢(shì)，在美國(guó)和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。60年代中期，日本開始興建立體倉(cāng)庫(kù)，并且發(fā)展速度越來(lái)越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)最多的國(guó)家之一。

我國(guó)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺(tái)橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫(kù)1980年投入運(yùn)行。立體倉(cāng)庫(kù)由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫(kù)能力、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。但截至目前，國(guó)內(nèi)使用立體化倉(cāng)庫(kù)的企業(yè)還不是十分的普及。究其原因,其一、國(guó)內(nèi)建造普通倉(cāng)庫(kù)投入每平方米大約是1000元,而建造自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)投入每平方米高達(dá)10000元,價(jià)格相差整整10倍。其二、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行成本,如自動(dòng)叉車、電腦集成、信息控制系統(tǒng)等成本也相當(dāng)高。最后是成本與效益問(wèn)題,我國(guó)勞動(dòng)力資源豐富而廉價(jià)，因此,國(guó)內(nèi)企業(yè)與國(guó)外企業(yè)對(duì)物流投入的迫切感不一樣,國(guó)內(nèi)企業(yè)可能比較實(shí)際,如果要花幾十萬(wàn)上這個(gè)設(shè)備,而且以后還要不斷地在維修、燃料、零部件更換中不斷投入,還不如干脆多請(qǐng)幾個(gè)人來(lái)操作。當(dāng)然也不能以此就斷定自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就不適合中國(guó)的國(guó)情。在國(guó)內(nèi)也有在自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)方面做的很不錯(cuò)的企業(yè)。比如:昆明船舶設(shè)備有限公司和北京自動(dòng)化研究所,他們一方面習(xí)吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù),另一方面立足自身發(fā)展,獲得了相當(dāng)完整的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)體系。在十五期間包攬了國(guó)家主要自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)和建造任務(wù),創(chuàng)造了巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。村田機(jī)械、大福(上海)及岡村物流等在國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)制造方面也都有著不俗的業(yè)績(jī)?；赝?006年自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)市場(chǎng)總體發(fā)展是穩(wěn)健快速的,雖然總體利潤(rùn)下降,但各廠家生產(chǎn)訂單飽滿,銷售結(jié)果好于預(yù)期。預(yù)計(jì)2007年形勢(shì)會(huì)更好,全年自動(dòng)化立體庫(kù)建設(shè)數(shù)量將接近100座。今后,隨著中國(guó)企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和數(shù)量的增加,以及重視與合理利用土地這一稀缺資源的意識(shí)不斷增強(qiáng),具有節(jié)約土地資源優(yōu)勢(shì)、提高企業(yè)管理水平的自動(dòng)化立體庫(kù)必將得到更廣泛使用。2.2立體倉(cāng)庫(kù)簡(jiǎn)介2.2.1立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲(chǔ)存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫(kù)和出庫(kù)作業(yè)的\o"倉(cāng)庫(kù)"倉(cāng)庫(kù)。由于這類倉(cāng)庫(kù)能充分利用空間儲(chǔ)存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉(cāng)庫(kù)”。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)不是單一設(shè)備堆積而成的倉(cāng)庫(kù)，它是一個(gè)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中所有設(shè)備在控制軟件的管理下統(tǒng)一高效地運(yùn)行。因?yàn)樽詣?dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)不單純是一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，所以它的建設(shè)也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。包括地基的勘探、工程的設(shè)計(jì)、建設(shè)等。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)建設(shè)必須與企業(yè)的物流規(guī)劃、企業(yè)的發(fā)展聯(lián)系起來(lái)綜合考慮，使其成為物流鏈中重要的節(jié)點(diǎn)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，是當(dāng)前技術(shù)水平較高的形式。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主體由貨架，巷道式堆垛起重機(jī)、入（出）庫(kù)工作臺(tái)和自動(dòng)運(yùn)進(jìn)（出）及操作控制系統(tǒng)組成。貨架是鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物或結(jié)構(gòu)體，貨架內(nèi)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的貨位空間，巷道堆垛起重機(jī)穿行于貨架之間的巷道中，完成存、取貨的工作。管理上采用計(jì)算機(jī)及條形碼技術(shù)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)大大提高了倉(cāng)儲(chǔ)管理、物資調(diào)動(dòng)和作業(yè)的準(zhǔn)確率，同時(shí)提高了物流速度。大量的管理信息由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)存儲(chǔ)，計(jì)算機(jī)控制自動(dòng)設(shè)備連續(xù)作業(yè)，并由計(jì)算機(jī)的邏輯判斷進(jìn)行合理的貨位選擇，保證了倉(cāng)儲(chǔ)管理的高效率。2.2.2立體倉(cāng)庫(kù)的基本組成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)一般由高層貨架、起重運(yùn)輸設(shè)備、土建公用設(shè)施以及控制和管理設(shè)施等部分組成。1．貨架。構(gòu)鑄貨架的材料一般選用鋼材或鋼筋混凝土，鋼貨架的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件尺寸小，制作方便，安裝建設(shè)周期短，而且可以提高倉(cāng)庫(kù)的庫(kù)容利用率。鋼筋混凝土貨架的優(yōu)點(diǎn)在于其防火性能較好，抗腐蝕能力較強(qiáng)，維護(hù)保養(yǎng)也相對(duì)簡(jiǎn)單。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的貨架一般都分隔成一個(gè)個(gè)的單元格，單元格是用于存放\o"托盤"托盤或直接存放貨物的。2．貨箱與托盤。貨箱和托盤的基本功能是裝小件的貨物，以便于\o"叉車"叉車和堆垛機(jī)的叉取和存放。采用貨箱和托盤存放貨物可以提高貨物裝卸和存取的效率。3．巷道機(jī)。巷道機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中最重要的設(shè)備，它是隨自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)而發(fā)展起來(lái)的專用起重機(jī)。巷道機(jī)可在高層貨架間的巷道內(nèi)來(lái)回運(yùn)動(dòng)，其升降平臺(tái)可作上下運(yùn)動(dòng)，升降平臺(tái)上的貨物存取裝置可將貨物存入貨格或從貨格中取出。4．周邊搬運(yùn)設(shè)備。搬運(yùn)設(shè)備一般是由電力來(lái)驅(qū)動(dòng)，由自動(dòng)或手動(dòng)控制，把貨物從一處移到另一處。這類設(shè)備包括輸送機(jī)、\o"自動(dòng)導(dǎo)向車"自動(dòng)導(dǎo)向車等，設(shè)備形式可以是單機(jī)、雙軌、地面的、空中的、一維運(yùn)行(即沿水平直線或垂直直線運(yùn)行)、二維運(yùn)行、三維運(yùn)行等。其作用是配合巷道機(jī)完成貨物的輸送、轉(zhuǎn)移、分揀等作業(yè)。在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的主要搬運(yùn)系統(tǒng)因故停止工作時(shí)，周邊設(shè)備還可以發(fā)揮其作用，使作業(yè)繼續(xù)進(jìn)行。2.2.3立體倉(cāng)庫(kù)的分類立體倉(cāng)庫(kù)按不同劃分規(guī)則可有不同的分類，如下：按高度劃分為低層（貨架高度5M以下）/中層（貨架高度5-12M）/高層（貨架高度12M以上）。按規(guī)模劃分為小型（庫(kù)容量2000個(gè)托盤以下）/中型（庫(kù)容量2000-5000個(gè)托盤）/大型（庫(kù)容量5000個(gè)托盤以上）。按建筑形式分為整體和分離式。按貨物存取行式為單元架式，移動(dòng)貨架式和揀選貨架式。按貨架構(gòu)造形式分為單元貨格式，貫通式，水平循環(huán)式和垂直循環(huán)式倉(cāng)庫(kù)。按所起的作用分為生產(chǎn)性倉(cāng)庫(kù)和流通性倉(cāng)庫(kù)。按自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)聯(lián)接的緊密程度分為獨(dú)立型，半緊密型和緊密型倉(cāng)庫(kù)。2.2.4自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)點(diǎn)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)能得迅速發(fā)展的主要原因，就在于它具有如下優(yōu)點(diǎn)：1．貨物存放集中化、立體化、減少占地面積。在地價(jià)昂貴的國(guó)家里，其效果尤為顯著。目前，世界上最高的立體倉(cāng)庫(kù)可達(dá)40多米，容量多達(dá)30萬(wàn)個(gè)貨位。2．倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的機(jī)械化和自動(dòng)化減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)約勞力，縮短作業(yè)時(shí)間,大大提高作業(yè)效率。3．采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行\(zhòng)o"倉(cāng)儲(chǔ)管理"倉(cāng)儲(chǔ)管理，可以方便地做到"\o"先進(jìn)先出"先進(jìn)先出"，并可防止貨物自然老化、變質(zhì)、生銹，也能避免貨物的丟失。4．物品出入庫(kù)迅速、準(zhǔn)確、減少了車輛了待裝待卸時(shí)間，提高了倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)周轉(zhuǎn)能力。5．采用電子計(jì)算機(jī)控制與管理，有利于壓縮庫(kù)存和加速物品的周轉(zhuǎn)，降低了儲(chǔ)存費(fèi)用，從面降低了產(chǎn)品成本。6．可以適應(yīng)特殊環(huán)境下的作業(yè)，如高溫、低溫作業(yè)，劇毒、放射性和腐蝕性等物資的儲(chǔ)存。7．提高倉(cāng)庫(kù)的安全可靠性，便于進(jìn)行合理儲(chǔ)存和科學(xué)的養(yǎng)護(hù)，提高保管質(zhì)量，確保倉(cāng)庫(kù)安全。8．由于采用計(jì)算機(jī)管理，加快了處理各種業(yè)務(wù)活動(dòng)的速度，縮短了交貨時(shí)間?？傊?，由于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)這一新技術(shù)的出現(xiàn)，使原來(lái)那種固定貨位、人工搬運(yùn)和碼放、人工管理、以儲(chǔ)存為主的倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)，改變?yōu)樽杂蛇x擇貨位、可按需要實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出的機(jī)械化與自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)。在儲(chǔ)存同時(shí)，可以對(duì)貨物進(jìn)行必要的揀選、組配，并根據(jù)整個(gè)企業(yè)生產(chǎn)的需要，有計(jì)劃的將庫(kù)存物按指定的數(shù)量和時(shí)間要求送到恰當(dāng)?shù)攸c(diǎn)，滿足均衡生產(chǎn)的需要，可以說(shuō)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)使"靜態(tài)倉(cāng)庫(kù)"變成了"動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)"。2001年5月，北京立體倉(cāng)庫(kù)就已建成，目前庫(kù)房面積5400平方米，高約11米，為鋼結(jié)構(gòu)大跨度的獨(dú)立庫(kù)房。與傳統(tǒng)平面?zhèn)}庫(kù)相比，立體倉(cāng)庫(kù)對(duì)大型貨物的存儲(chǔ)能力提高1.6倍,小件物品的存儲(chǔ)能力提升10倍。整體作業(yè)周期縮短；收貨：占收貨總量35%左右的廠家自帶托盤,貨物的接收上架速度由原先的70分鐘/整車,提升到45分/整車,效率提升近40%；整車散裝貨物的接收上架時(shí)間也從100分鐘縮短至80分鐘。發(fā)貨：基本維持了原有的水平，但效率提高了（以市內(nèi)配送為例,從交貨單生成到貨物發(fā)運(yùn)駛離庫(kù)房,原有時(shí)間為52分鐘,目前在日訂單量同期比增加20%、掃描單數(shù)增加60%、每月掃描量從2000年的零掃描增長(zhǎng)為兩萬(wàn)多條掃描需求,并且還呈不斷上升的趨勢(shì)的情況下,出貨速度與以往基本持平）。另外，由于利用了RF手持終端設(shè)備實(shí)現(xiàn)了PN條形碼掃描/粘貼等無(wú)紙化操作,物流作業(yè)的錯(cuò)誤率大大降低。在存儲(chǔ)量保持不變的前提下，每月因折舊、租金的微提升增加費(fèi)用為人民幣7萬(wàn)元,但隨著存儲(chǔ)量的提升將每月節(jié)省租金約人民幣12萬(wàn)余元。根據(jù)介紹,該立體倉(cāng)庫(kù)自接到網(wǎng)上訂單后平均備貨、出貨過(guò)程在15分鐘內(nèi)都可完成,并在兩小時(shí)內(nèi)通過(guò)"神州特快"送達(dá)客戶手中。[13]PLC可編程控制器PLC概述PLC的基本概念現(xiàn)代社會(huì)要求制造業(yè)對(duì)市場(chǎng)需求作出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)格、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動(dòng)生產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性，可編程序控制器（ProgrammableLogicController，PLC）正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。1985年國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）對(duì)PLC的定義如下：可編程控制器是一種進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算的電子系統(tǒng)，是專為在工業(yè)環(huán)境下的應(yīng)用而設(shè)計(jì)的工業(yè)控制器，它采用了可以編程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程。PLC的應(yīng)用面廣、功能強(qiáng)大、使用方便，已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各種機(jī)械設(shè)備和生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制系統(tǒng)中。PLC仍處于不斷的發(fā)展之中，其功能不斷增強(qiáng)，更為開放，它不但是單機(jī)自動(dòng)化中應(yīng)用最廣的控制設(shè)備，在大型工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動(dòng)搖的地位。PLC應(yīng)用之廣、普及程度之高，是其他計(jì)算機(jī)控制設(shè)備無(wú)法比擬的。3.1.2可編程序控制器得以迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用的原因是由于它具有繼電接觸器控制裝置和通用計(jì)算機(jī)以及其他控制系統(tǒng)所不具有的特點(diǎn)：1.編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)。2.功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高。3.硬件配套齊全，用戶使用方便，適應(yīng)性強(qiáng)。4.運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)。5.系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。6.維修工作量小，維修方便。7.與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合。8.體積小、質(zhì)量輕、能耗低。3.1.31.按PLC的結(jié)構(gòu)形式分為整體式和組合式(1)整體式結(jié)構(gòu)PLC。將中央處理器CPU、電源部件、輸入輸出單元集中制造在一起，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，價(jià)格低，小型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)。(2)組合式結(jié)構(gòu)PLC。將各部分模塊（CPU模塊、電源模塊、I/O模塊等）分開制造，使用時(shí)將這些模塊分別插入機(jī)架底座的插槽中，像積木一樣組合起來(lái)，系統(tǒng)配置靈活方便、易于擴(kuò)展，大中型PLC通常采用這種結(jié)構(gòu)。2.按控制規(guī)模分為小型機(jī)、中型機(jī)、大型機(jī)(1)小型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在128點(diǎn)以下，內(nèi)存容量在幾KB左右，具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，適用于開關(guān)量控制的場(chǎng)合。(2)中型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在128~512點(diǎn)，內(nèi)存容量在幾十KB左右，除具有小型機(jī)的功能外，還增加了數(shù)據(jù)處理功能，并可配置模擬輸入輸出模塊，適用于小規(guī)?？刂葡到y(tǒng)。(3)大型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在512~896點(diǎn)，內(nèi)存容量在幾百KB。(4)超大型機(jī)。I/O點(diǎn)數(shù)在896點(diǎn)以上，內(nèi)存容量在1000KB以上大型機(jī)和超大型機(jī)除具有中、小型機(jī)的功能外，還增加了聯(lián)網(wǎng)通信、記錄打印等功能，增強(qiáng)了編程終端的處理能力，適用于大規(guī)模的控制系統(tǒng)，可構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。3.1.4PLC已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在很多的工業(yè)部門，隨著其性能價(jià)格比的不斷提高，PLC的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，主要有以下幾個(gè)方面：1.邏輯控制功能。用PLC的與、或、非指令取代繼電器觸電串聯(lián)、并聯(lián)和其他邏輯連接，進(jìn)行開關(guān)控制。2.定時(shí)/計(jì)數(shù)控制功能。用PLC提供的定時(shí)器、計(jì)數(shù)器指令實(shí)現(xiàn)對(duì)某種操作的定時(shí)或計(jì)數(shù)控制。3.順序控制功能。用步進(jìn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)在有多道加工工序的控制中，只有前一道工序完成后，才能進(jìn)行下一道工序操作的控制。4.數(shù)據(jù)處理功能。PLC能進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、比較、移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算以及編碼和譯碼等操作。5.A/D與D/A轉(zhuǎn)換功能。通過(guò)A/D、D/A模塊完成模擬量和數(shù)字量之間的轉(zhuǎn)換。6.運(yùn)動(dòng)控制功能。通過(guò)高速計(jì)數(shù)模塊和位置控制模塊等進(jìn)行單軸或多軸控制。7．過(guò)程控制功能。通過(guò)PLC的PID控制模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、壓力、速度、流量等物理量進(jìn)行閉環(huán)控制。8.擴(kuò)展功能。通過(guò)連接輸入輸出擴(kuò)展單元模塊來(lái)增加輸入輸出點(diǎn)數(shù)，也可以通過(guò)附加各種智能單元及特殊功能單元來(lái)提高PLC的控制能力。9.遠(yuǎn)程控制功能。通過(guò)遠(yuǎn)程I/O單元將分散在遠(yuǎn)距離的各種輸入輸出設(shè)備與PLC主機(jī)相連接，進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。10.通信聯(lián)網(wǎng)功能。通過(guò)PLC之間或與主控計(jì)算機(jī)的聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)較大規(guī)模的系統(tǒng)控制。11.監(jiān)控功能。PLC能夠監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)，對(duì)異常情況進(jìn)行報(bào)警、顯示、故障診斷以及自動(dòng)終止運(yùn)行。3.2可編程序控制器的硬件與工作原理3.2.1ＰLC的基本結(jié)構(gòu)PLC主要由中央處理單元、輸入接口、輸出接口、通信接口等部分組成，其中CPU是PLC的核心，I/O部件是連接現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器和上位機(jī)連接（見圖3.1）。對(duì)于整體式PLC，所有部件都裝在同一機(jī)殼內(nèi)；對(duì)于模塊式PLC，各功能部件獨(dú)立封裝，稱為模塊或模板，各模塊通過(guò)總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣?。不同廠商生產(chǎn)的不同系列產(chǎn)品在每個(gè)機(jī)架上可插放的模塊數(shù)是不同的，一般為3－10塊。可擴(kuò)展的機(jī)架數(shù)也不同，一般為2－8個(gè)機(jī)架?；緳C(jī)架與擴(kuò)展機(jī)架之間的距離不宜太長(zhǎng)，一般不超過(guò)10M。圖3.1PLC硬件結(jié)構(gòu)1．中央處理單元CPUCPU模塊主要由微處理器（CPU芯片）和存儲(chǔ)器組成。CPU通過(guò)輸入裝置讀入外設(shè)的狀態(tài)，由用戶程序去處理，并根據(jù)處理結(jié)果通過(guò)輸出裝置去控制外設(shè)。一般的中型可編程控制器多為雙微處理器系統(tǒng)，一個(gè)是字處理器，它是主處理器，由它處理字節(jié)操作指令，控制系統(tǒng)總線，內(nèi)部計(jì)數(shù)器，內(nèi)部定時(shí)器，監(jiān)視掃描時(shí)間，統(tǒng)一管理編程接口，同時(shí)協(xié)調(diào)位處理器及輸入輸出。另一個(gè)為位處理器，也稱布爾處理器，它是從處理器，它的主要作用是處理位操作指令和在機(jī)器操作系統(tǒng)的管理下實(shí)現(xiàn)PLC編程語(yǔ)言向機(jī)器語(yǔ)言轉(zhuǎn)換。CPU處理速度是指PLC執(zhí)行1000條基本指令所花費(fèi)的時(shí)間。2．存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器主要存放系統(tǒng)程序，用戶程序及工作數(shù)據(jù)。PLC所用的存儲(chǔ)器基本上由PROM，EPROM，EEPROM及RAM等組成。3．I/O模塊輸入模塊和輸出模塊簡(jiǎn)稱為I/O模塊，是聯(lián)系外部現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和CPU模塊的橋梁。PLC通過(guò)I/O接口可以檢測(cè)被控對(duì)象或被控生產(chǎn)過(guò)程的各種參數(shù)，以這些現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控對(duì)象進(jìn)行控制的信息依據(jù)。同時(shí)PLC又通過(guò)I/O接口將處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，以實(shí)現(xiàn)控制。4．電源部件PLC的電源包括系統(tǒng)電源和后備電池。PLC一般使用AC220V電源，電源模塊的作用就是將外部輸入的交流電經(jīng)過(guò)整流、濾波、穩(wěn)壓電路轉(zhuǎn)換成PLC的CPU、存儲(chǔ)器、I/O接口等內(nèi)部電路所需要的直流電源。PLC大多使用開關(guān)型穩(wěn)壓電源，其穩(wěn)壓性能好，抗干擾能力強(qiáng)，內(nèi)部的開關(guān)電源為各個(gè)模塊提供和不同的電壓等級(jí)的直流電源。5．編程器編程器是人機(jī)對(duì)話工具，用來(lái)輸入、修改和調(diào)試用戶程序、監(jiān)控PLC的運(yùn)行情況、調(diào)整內(nèi)部寄存器的參數(shù)等。編程器可分為建議編程器和圖形編輯器兩種：簡(jiǎn)易編程器只能輸入助記符程序；而圖形編程器可直接輸入梯形圖。6．其他接口電路為了擴(kuò)展PLC的功能，出I/O接口外，PLC還配置了其他一些接口，主要有:（1）I/O擴(kuò)展接口（2）智能I/O接口（3）通信接口（4）A/D、D/A接口7．PLC外部設(shè)備外部設(shè)備包括編程器、打印機(jī)、外存儲(chǔ)器、EPROM寫入器等。3.2.2ＰLC的工作原理PLC的CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序、完成控制功能是以掃描工作方式進(jìn)行的。所謂掃描工作方式，即CPU從程序段的第一句順序讀取順序執(zhí)行，直至最后一句。CPU在掃描周期中，要完成以下任務(wù)：1．輸入處理階段每次掃描周期開始時(shí)，先讀數(shù)字輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后把這些值寫到輸入映像寄存器中。CPU以8位（1個(gè)字節(jié)）為增量的方法來(lái)保留輸入映像寄存器。在每次掃描開始時(shí)，CPU會(huì)將映像寄存器中未使用的輸入位清零。2．執(zhí)行程序在掃描周期的執(zhí)行程序階段里，CPU執(zhí)行程序是從第一條指令開始，直到最后一條指令結(jié)束。不論在主程序或中斷程序執(zhí)行過(guò)程中，直接I/O指令允許對(duì)輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)直接存取。如果在程序中使用了中斷，與中斷事件相關(guān)的中斷程序就作為程序的一部分存儲(chǔ)下來(lái)。中斷程序并不作為正常掃描周期的一部分來(lái)執(zhí)行，而是當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)才執(zhí)行。3．處理通訊請(qǐng)求在掃描周期的信息處理階段，CPU處理從通訊端口接收到的任何信息。4．執(zhí)行CPU的自診斷測(cè)試在掃描周期中，CPU檢查其硬件，以及用戶存儲(chǔ)器（僅在RUN模式下），它也檢查所有的I/O模塊的狀態(tài)。5．輸出處理階段在每個(gè)掃描周期的結(jié)尾，CPU把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸送給數(shù)字輸出點(diǎn)。CPU以1個(gè)字節(jié)為增量來(lái)保留輸出影響寄存器。當(dāng)CPU操作模式從RUN切換到STOP，數(shù)字輸出設(shè)置為輸出表中定義的值，或保持當(dāng)前狀態(tài)，模擬輸出保持最后寫入的值。6．掃描周期中斷當(dāng)中斷事件發(fā)生時(shí)，CPU以異步掃描方式，根據(jù)中斷優(yōu)先級(jí)來(lái)處理中斷。7．輸入輸出映像寄存器輸入輸出映像寄存器是PLC的RAM工作區(qū)中將一特定區(qū)域的存儲(chǔ)單元作為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器的存儲(chǔ)區(qū)。輸入映像寄存器存儲(chǔ)著對(duì)應(yīng)位輸入“繼電器”的通/斷狀態(tài)，高電平1為通，低電平0為斷。輸入映像寄存器的內(nèi)容只能被PLC的CPU讀出，而不能被改寫。輸出映像寄存器單元存儲(chǔ)著對(duì)應(yīng)位輸出“寄存器”的狀態(tài)。在執(zhí)行用戶程序時(shí)，輸出映像寄存器既可以被PLC的CPU讀取，也可以被CPU改寫。8．立即I/O立即I/O指令允許對(duì)實(shí)際輸入輸出點(diǎn)直接存取。盡管通常用映像寄存器作為I/O的源操作數(shù)或目的操作數(shù)，但執(zhí)行立即I/O指令對(duì)輸入輸出映像寄存器的影響是不同的。當(dāng)使用立即I/O指令來(lái)存取輸入點(diǎn)的值時(shí)，輸入映像寄存器的值尚未更新，而使用立即I/O指令來(lái)存取輸出點(diǎn)的同時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器被更新了。PLC在執(zhí)行程序是存在I/O滯后現(xiàn)象，造成I/O響應(yīng)滯后的原因：1）掃描方式2）電路慣性--輸入濾波時(shí)間常數(shù)和輸出繼電器觸點(diǎn)的機(jī)械滯后3）與程序設(shè)計(jì)安排有關(guān)3.2.3ＰLC的編程語(yǔ)言PLC的用戶程序是設(shè)計(jì)人員根據(jù)控制系統(tǒng)的工藝控制要求，通過(guò)PLC編程語(yǔ)言的編制設(shè)計(jì)的。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)制定的工業(yè)控制編程語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)（IEC1131-3）。PLC的編程語(yǔ)言包括以下五種：梯形圖語(yǔ)言（LD）、指令表語(yǔ)言（IL）、功能模塊圖語(yǔ)言（FBD）、順序功能流程圖語(yǔ)言（SFC）及結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（ST）。1．梯形圖語(yǔ)言（LD）梯形圖語(yǔ)言是PLC程序設(shè)計(jì)中最常用的編程語(yǔ)言。它是與繼電器線路類似的一種編程語(yǔ)言。由于電氣設(shè)計(jì)人員對(duì)繼電器控制較為熟悉，因此，梯形圖編程語(yǔ)言得到了廣泛的歡迎和應(yīng)用。梯形圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：與電氣操作原理圖相對(duì)應(yīng)，具有直觀性和對(duì)應(yīng)性；與原有繼電器控制相一致，電氣設(shè)計(jì)人員易于掌握。梯形圖編程語(yǔ)言與原有的繼電器控制的不同點(diǎn)是，梯形圖中的能流不是實(shí)際意義的電流，內(nèi)部的繼電器也不是實(shí)際存在的繼電器，應(yīng)用時(shí)，需要與原有繼電器控制的概念區(qū)別對(duì)待。圖3.2是典型的交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)控制電路圖，圖3.3是采用PLC控制的程序梯形圖。

圖3.2交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)電路圖

圖3.3PLC梯形圖2．指令表語(yǔ)言（IL）指令表編程語(yǔ)言是與匯編語(yǔ)言類似的一種助記符編程語(yǔ)言，和匯編語(yǔ)言一樣由操作碼和操作數(shù)組成。在無(wú)計(jì)算機(jī)的情況下，適合采用PLC手持編程器對(duì)用戶程序進(jìn)行編制。同時(shí)，指令表編程語(yǔ)言與梯形圖編程語(yǔ)言圖一一對(duì)應(yīng)，在PLC編程軟件下可以相互轉(zhuǎn)換。圖3.4就是與圖3.4PLC梯形圖對(duì)應(yīng)的指令表。LDI0.0OQ0.0ANI0.1ANI0.2=Q0.0LDQ0.0=Q0.1LDNQ0.0=Q0.2圖3.4指令表指令表表編程語(yǔ)言的特點(diǎn)是：采用助記符來(lái)表示操作功能，具有容易記憶，便于掌握；在手持編程器的鍵盤上采用助記符表示，便于操作，可在無(wú)計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合進(jìn)行編程設(shè)計(jì)；梯形圖有一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。其特點(diǎn)與梯形圖語(yǔ)言基本一致。3．功能模塊圖語(yǔ)言（FBD）功能模塊圖語(yǔ)言是與數(shù)字邏輯電路類似的一種PLC編程語(yǔ)言。采用功能模塊圖的形式來(lái)表示模塊所具有的功能，不同的功能模塊有不同的功能。圖3.5是對(duì)應(yīng)圖3.2交流異步電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的功能模塊圖編程語(yǔ)言的表達(dá)方式。圖3.5功能模塊圖功能模塊圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：功能模塊圖程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的特點(diǎn)是：以功能模塊為單位，分析理解控制方案簡(jiǎn)單容易；功能模塊是用圖形的形式表達(dá)功能，直觀性強(qiáng)，對(duì)于具有數(shù)字邏輯電路基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)人員很容易掌握的編程；對(duì)規(guī)模大、控制邏輯關(guān)系復(fù)雜的控制系統(tǒng)，由于功能模塊圖能夠清楚表達(dá)功能關(guān)系，使編程調(diào)試時(shí)間大大減少。4．順序功能流程圖語(yǔ)言（SFC）順序功能流程圖語(yǔ)言是為了滿足順序邏輯控制而設(shè)計(jì)的編程語(yǔ)言。編程時(shí)將順序流程動(dòng)作的過(guò)程分成步和轉(zhuǎn)換條件，根據(jù)轉(zhuǎn)移條件對(duì)控制系統(tǒng)的功能流程順序進(jìn)行分配，一步一步的按照順序動(dòng)作。每一步代表一個(gè)控制功能任務(wù)，用方框表示。在方框內(nèi)含有用于完成相應(yīng)控制功能任務(wù)的梯形圖邏輯。這種編程語(yǔ)言使程序結(jié)構(gòu)清晰，易于閱讀及維護(hù)，大大減輕編程的工作量，縮短編程和調(diào)試時(shí)間。用于系統(tǒng)的規(guī)模校大，程序關(guān)系較復(fù)雜的場(chǎng)合。圖3.6是一個(gè)簡(jiǎn)單的功能流程編程語(yǔ)言的示意圖。圖3.6順序功能流程圖順序功能流程圖編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：以功能為主線，按照功能流程的順序分配，條理清楚，便于對(duì)用戶程序理解；避免梯形圖或其他語(yǔ)言不能順序動(dòng)作的缺陷，同時(shí)也避免了用梯形圖語(yǔ)言對(duì)順序動(dòng)作編程時(shí)，由于機(jī)械互鎖造成用戶程序結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以理解的缺陷；用戶程序掃描時(shí)間也大大縮短。5．結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言（ST）結(jié)構(gòu)化文本語(yǔ)言是用結(jié)構(gòu)化的描述文本來(lái)描述程序的一種編程語(yǔ)言。它是類似于高級(jí)語(yǔ)言的一種編程語(yǔ)言。在大中型的PLC系統(tǒng)中，常采用結(jié)構(gòu)化文本來(lái)描述控制系統(tǒng)中各個(gè)變量的關(guān)系。主要用于其他編程語(yǔ)言較難實(shí)現(xiàn)的用戶程序編制。結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言采用計(jì)算機(jī)的描述方式來(lái)描述系統(tǒng)中各種變量之間的各種運(yùn)算關(guān)系，完成所需的功能或操作。大多數(shù)PLC制造商采用的結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言與BASIC語(yǔ)言、PASCAL語(yǔ)言或C語(yǔ)言等高級(jí)語(yǔ)言相類似，但為了應(yīng)用方便，在語(yǔ)句的表達(dá)方法及語(yǔ)句的種類等方面都進(jìn)行了簡(jiǎn)化。結(jié)構(gòu)化文本編程語(yǔ)言的特點(diǎn)：采用高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行編程，可以完成較復(fù)雜的控制運(yùn)算；需要有一定的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言的知識(shí)和編程技巧，對(duì)工程設(shè)計(jì)人員要求較高。直觀性和操作性較差。不同型號(hào)的PLC編程軟件對(duì)以上五種編程語(yǔ)言的支持種類是不同的，早期的PLC僅僅支持梯形圖編程語(yǔ)言和指令表編程語(yǔ)言。目前的PLC對(duì)梯形圖（LD）、指令表（STL）、功能模塊圖（FBD）編程語(yǔ)言都以支持。比如，SIMATICSTEP7MicroWINV3.2。在PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要求設(shè)計(jì)人員不但對(duì)PLC的硬件性能了解外，也要了解PLC對(duì)編程語(yǔ)言支持的種類。3.2.4ＰLC的最新發(fā)展趨勢(shì)長(zhǎng)期以來(lái)，PLC始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng)，為各種各樣的自動(dòng)化控制設(shè)備提供了非?？煽康目刂茟?yīng)用。其主要原因，在于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合于當(dāng)前工業(yè)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化的需要。另一方面，PLC還必須依靠其他新技術(shù)來(lái)面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來(lái)的沖擊，尤其是工業(yè)PC所帶來(lái)的沖擊。PLC需要解決的問(wèn)題依然是新技術(shù)的采用、系統(tǒng)開放性和價(jià)格。

在全球工業(yè)計(jì)算機(jī)控制領(lǐng)域，圍繞開放與再開放過(guò)程控制系統(tǒng)、開放式過(guò)程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢(shì)也許不會(huì)繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC(SoftPLC)控制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā)展，安裝有SoftPLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng)。對(duì)于控制軟件來(lái)講，這是PLC控制器的核心，PLC供應(yīng)商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件。此外，開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破，其結(jié)果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。當(dāng)前，在所有過(guò)程控制領(lǐng)域，最大的發(fā)展趨勢(shì)之一就是Ethernet技術(shù)的擴(kuò)展。PLC也不例外，現(xiàn)在，越來(lái)越多的PLC供應(yīng)商開始提供Ethernet接口部件。Ethernet僅僅定義了OSI參考模型底部的幾層協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，如果上層協(xié)議相互之間不能兼容，那么仍然不可能進(jìn)行相互之間的通信處理。為了將Ethernet技術(shù)應(yīng)用到工廠底層的現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制設(shè)備中去，ODVA協(xié)會(huì)為此建立了一套全球性標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范，即Ethernet/IP標(biāo)準(zhǔn)，以便能夠解決在實(shí)際工作中所遇到的困難。另外，Schneider公司最近還推出了基于Modicon公司的MomentumMIE系列處理器的適配器，該適配器提供了標(biāo)準(zhǔn)IEC程序控制性能，進(jìn)一步為e-制造提供了完美的解決方案。該適配器還提供了將智能化I/O系統(tǒng)和其他現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制設(shè)備連接到Internet和Ethernet的能力，現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程控制設(shè)備包括所有功能化實(shí)時(shí)過(guò)程控制器。同樣，其他許多公司也已經(jīng)推出了Ethernet通信接口模件。例如，來(lái)自于IDEC公司的OpenNetPLC控制器所提供的通信接口，實(shí)現(xiàn)了與DeviceNet、LonWorks和Interbus等現(xiàn)場(chǎng)總線設(shè)備的兼容。Sierra公司所提供的8051型工業(yè)通信橋路能夠讓彼此之間互不兼容的PLC、DCS、RTU和SCADA系統(tǒng)很好地集成在一起。在過(guò)程控制方面，盡管傳統(tǒng)PLC被應(yīng)用于離散過(guò)程控制領(lǐng)域，但現(xiàn)在，PLC已被廣泛應(yīng)用于連續(xù)過(guò)程控制領(lǐng)域，而且基于連續(xù)過(guò)程控制技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)正在進(jìn)一步得到增長(zhǎng)。盡管離散和連續(xù)過(guò)程控制應(yīng)用都使用了同樣的硬件產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可能還需要額外增加一些特殊模件，但它們之間始終存在著一些不同的差異。只要將不同類型的應(yīng)用軟件裝入到同樣的系統(tǒng)之中，就能夠完成不同的過(guò)程控制應(yīng)用。運(yùn)動(dòng)控制方面，PLC在運(yùn)動(dòng)控制領(lǐng)域的應(yīng)用也已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了，而且還保持了很好的增長(zhǎng)趨勢(shì)。PLC一般總是使用梯形圖邏輯控制程序，現(xiàn)在，所有類型的其他產(chǎn)品正在努力獲得并使用一些或者全部與IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)兼容的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，包括梯形圖邏輯圖表、功能模塊圖表、順序功能圖表、結(jié)構(gòu)化文本和指令表等程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。然而，硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件相互之間都是延緩此獨(dú)立的實(shí)體，與傳統(tǒng)的全集成PLC系統(tǒng)有很大的不同。隨著硬件和操作系統(tǒng)的不斷發(fā)展，操作系統(tǒng)所提供的標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)化功能特性可能會(huì)進(jìn)一步促使PLC變成一種更加不同的控制設(shè)備，這也就是PLC需要采IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的原因所在。4立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1系統(tǒng)硬件概述4.1.1立體倉(cāng)庫(kù)的基本結(jié)構(gòu)本次設(shè)計(jì)選用THFLT-1型立體倉(cāng)庫(kù)的教學(xué)模型，其主體由底盤、四層十二個(gè)倉(cāng)位庫(kù)體、運(yùn)動(dòng)機(jī)械及電氣控制四部分組成。模型的機(jī)械部分采用滾珠絲杠、滑杠、普通絲杠等機(jī)械元件組成，采用步進(jìn)電機(jī)、直流電動(dòng)機(jī)作為拖動(dòng)元件。電氣控制是由西門子生產(chǎn)的S7-200型可編程序控制器(PLC)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電源模塊、開關(guān)電源、位置傳感器等器件組成。控制面板上的開關(guān)及按鈕功能及倉(cāng)位號(hào)（見圖4.1，4.2）圖4.1控制面板圖圖4.2倉(cāng)位號(hào)圖控制面板各按鈕功能見表4.1。表4.1控制面板上的按鈕功能表按鍵號(hào)功能選擇定義1自動(dòng)選擇1號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向左移動(dòng)2自動(dòng)選擇2號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直向下移動(dòng)3自動(dòng)選擇3號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向右移動(dòng)4自動(dòng)選擇4號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向后移動(dòng)5自動(dòng)選擇5號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)垂直向上移動(dòng)6自動(dòng)選擇6號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)機(jī)構(gòu)水平向前移動(dòng)7自動(dòng)選擇7號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義8自動(dòng)選擇8號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義9自動(dòng)選擇9號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義10自動(dòng)選擇10號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義11自動(dòng)選擇11號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義12自動(dòng)選擇12號(hào)倉(cāng)位手動(dòng)無(wú)意義4.1.2立體倉(cāng)庫(kù)的硬件簡(jiǎn)介立體倉(cāng)庫(kù)模型如圖4.3所示。貨臺(tái)立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)堆垛機(jī)控制面板圖4.3立體倉(cāng)庫(kù)模型貨臺(tái)立體倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)堆垛機(jī)控制面板模型中主要器件簡(jiǎn)介如下：1．步進(jìn)電機(jī)步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，當(dāng)系統(tǒng)將一個(gè)電脈沖信號(hào)加到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時(shí)，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步，當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動(dòng)的步數(shù)等于電脈沖個(gè)數(shù)。因此，改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大小；改變輸入脈沖的通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向，實(shí)現(xiàn)位置的控制。當(dāng)電脈沖按某一相序連續(xù)加到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)時(shí)，轉(zhuǎn)子以正比于電脈沖頻率的轉(zhuǎn)速沿某一方向旋轉(zhuǎn)。因此，改變電脈沖的頻率大小和通電相序，就能控制步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，實(shí)現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無(wú)級(jí)平滑控制。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的這種控制功能，是其它電動(dòng)機(jī)無(wú)法替代的。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)可分為磁阻式、永磁式和混合式，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的相數(shù)可分為：?jiǎn)蜗?、二相、三相、四相、五相、六相和八相等多種。增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的性能，但電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)電源就會(huì)復(fù)雜，成本就會(huì)增加，應(yīng)按需要合理選用。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。而且步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比步距值不容易因?yàn)殡姎?、?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。我們?cè)谠摿Ⅲw倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中的步進(jìn)電動(dòng)機(jī)采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的2相8拍混合式步進(jìn)電機(jī)，它的主要特點(diǎn)：體積小，具有較高的起動(dòng)和運(yùn)行頻率，有定位轉(zhuǎn)矩等優(yōu)點(diǎn)。2.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)1）.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種作為控制用的特種電機(jī)，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度(稱為“步距角”)一步一步運(yùn)行的，其特點(diǎn)是沒有積累誤差(精度為100％)，所以廣泛應(yīng)用于各種開環(huán)控制。2）.步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速與脈沖信號(hào)的頻率成正比3）.步距值不容易因?yàn)殡姎?、?fù)載、環(huán)境條件的變化而改變,使用開環(huán)控制(或半閉環(huán)控制)就能進(jìn)行良好的定位控制。4）.起制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)、變速等控制方便。5）.價(jià)格便宜,可靠性高。6）.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的主要缺點(diǎn)是效率較低,并且需要配上適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)電源。7）.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)帶負(fù)載慣性的能力不強(qiáng),在使用時(shí)既要注意負(fù)載轉(zhuǎn)矩的大小,又要注意負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的大小,只有當(dāng)兩者選取在合適的范圍時(shí),電機(jī)才能獲的滿意的運(yùn)行性能。8）.由于存在失步和共振，因此步進(jìn)電機(jī)的加減速的方法根據(jù)利用狀態(tài)的不同而復(fù)雜多變。3.步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與交直流電動(dòng)機(jī)不同，僅僅接上供電電源，步進(jìn)電機(jī)不會(huì)運(yùn)行的。為了驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)，必須由一個(gè)決定電動(dòng)機(jī)速度和旋轉(zhuǎn)角度的脈沖發(fā)生器（在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用PLC作脈沖發(fā)生器進(jìn)行位置控制）、一個(gè)使電動(dòng)機(jī)繞組電流按規(guī)定次序通斷的脈沖分配器、一個(gè)保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)行的功率放大器，以及一個(gè)直流功率電源等組成一個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，如圖4.4所示。圖4.4步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的基本組成我們采用北京斯達(dá)特機(jī)電科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)的SH系列步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器。主要由電源輸入部分、信號(hào)輸入部分、輸出部分組成。此步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用鑄鋁結(jié)構(gòu)，此種結(jié)構(gòu)主要用于小功率驅(qū)動(dòng)器,這種結(jié)構(gòu)為封閉的超小型結(jié)構(gòu)，本身不帶風(fēng)機(jī)，其外殼即為散熱體，所以使用時(shí)要將其固定在較厚、較大的金屬板上或較厚的機(jī)柜內(nèi)，接觸面之間要涂上導(dǎo)熱硅脂，在其旁邊加一個(gè)風(fēng)機(jī)也是一種較好的散熱辦法。此步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電氣技術(shù)數(shù)據(jù)見表4.2：表4.2步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的電器技術(shù)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)器型號(hào)相數(shù)類別細(xì)分?jǐn)?shù)通過(guò)撥位開關(guān)設(shè)定最大相電流開關(guān)設(shè)定工作電源SH-2H057二相或四相混合式二相八拍3.0一組直流DC(24V-40V)3．傳感器(1).反射式傳感器在該立體倉(cāng)庫(kù)中采用歐姆龍EE-SPY402凹槽型、反射型接插件式傳感器作貨物檢測(cè)，它是日本歐姆龍公司的產(chǎn)品，采用能抗周圍外來(lái)光干擾的變調(diào)光式；采用變調(diào)光式，與直流光式比，不易受外來(lái)光干擾的影響；電源電壓為DC5-24V的大量程電壓輸出型；帶有容易調(diào)整的光軸標(biāo)識(shí)；帶有便于調(diào)整，動(dòng)作確認(rèn)的入光顯示燈；其結(jié)構(gòu)圖如圖4.5所示。圖4.5反射式傳感器結(jié)構(gòu)圖工作原理：當(dāng)物體相對(duì)于傳感器移動(dòng)時(shí)，反射回來(lái)的信號(hào)與原先的信號(hào)相比較，產(chǎn)生頻移，集成電路再把微弱的頻移信號(hào)進(jìn)行放大，再經(jīng)多普勒檢測(cè)、放大、限幅等措施，最后取得和物體移動(dòng)信號(hào)相關(guān)的直流信號(hào)輸出電平。(2).對(duì)射式傳感器對(duì)射式傳感器的輸出狀態(tài)一般為NPN輸出，輸出晶體管的動(dòng)作狀態(tài)可分為入光時(shí)ON和遮光時(shí)ON兩種。入光時(shí)為ON的對(duì)射式傳感器的結(jié)構(gòu)圖如圖4.6所示，當(dāng)24V電壓加到發(fā)光二極管LED1時(shí)，它將光發(fā)射給發(fā)光二極管LED2，LED2接收到光導(dǎo)通，三極管導(dǎo)通，輸出為ON；當(dāng)發(fā)光二極管LED1發(fā)射出的光被物體擋住使發(fā)光二極管LED2接收不到時(shí)，LED2不導(dǎo)通，三極管也不導(dǎo)通，輸出為OFF。圖4.6對(duì)射式傳感器結(jié)構(gòu)圖在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中采用8個(gè)對(duì)射式傳感器作限位控制，其中4只對(duì)射式光電傳感器分別作為X、Y軸的限位控制，當(dāng)入光時(shí)輸出晶體管ON；2只對(duì)射式光電傳感器分別作為貨架在X軸和Y軸的到位檢測(cè)，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，如果貨架未到達(dá)正確位置，Z軸電機(jī)將不能運(yùn)行以確保當(dāng)PLC程序出錯(cuò)時(shí)也不至于損壞設(shè)備；2只對(duì)射式光電傳感器作為Z軸的限位控制，當(dāng)遮光時(shí)輸出晶體管ON，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的輸入點(diǎn)是I1.0（到位限位）和I1.1（回位限位）。4.微動(dòng)開關(guān)的選擇在該立體倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)中共有13個(gè)倉(cāng)位（四層十二個(gè)倉(cāng)位加0號(hào)倉(cāng)位）分別采用13只微動(dòng)開關(guān)作為貨物檢測(cè)，當(dāng)有貨物時(shí)相應(yīng)開關(guān)動(dòng)作，其信號(hào)對(duì)應(yīng)PLC的I1.4等，另外為保險(xiǎn)起見，在X軸的左限位和Y軸的下限位處還分別加裝了1只微動(dòng)開關(guān)作限位保護(hù)，以確保立體倉(cāng)庫(kù)在程序出錯(cuò)時(shí)不損壞；微動(dòng)開關(guān)原理圖如圖4.7所示。圖4.7微動(dòng)開關(guān)原理圖4.2系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.2.1立體倉(cāng)庫(kù)控制要求1.將選擇開關(guān)置自動(dòng)位置通電狀態(tài)下，各機(jī)構(gòu)復(fù)位，即返回0位。2.執(zhí)行送指令（將0號(hào)位置的貨物送到任意位置）（1）選擇欲送倉(cāng)位號(hào)，按動(dòng)倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉(cāng)位號(hào)。（2）按動(dòng)送指令按鈕，觀察送入動(dòng)作（若被選擇倉(cāng)位內(nèi)已有汽車，則該指令不被執(zhí)行）。（3）指令完成后，機(jī)械自動(dòng)返回。（4）0號(hào)倉(cāng)位已無(wú)汽車，則下一個(gè)送指令（誤操作）將不被執(zhí)行。3.執(zhí)行取指令（從任意位置取回貨物放至0號(hào)位）（1）選擇欲取倉(cāng)位號(hào)，按動(dòng)倉(cāng)位號(hào)對(duì)應(yīng)按鈕，控制面板上的數(shù)碼管顯示倉(cāng)位號(hào)。（2）按動(dòng)取指令按鈕，觀察取出動(dòng)作（若被選擇倉(cāng)位內(nèi)無(wú)汽車，則該指令不被執(zhí)行）。（3）指令完成后，機(jī)構(gòu)自動(dòng)復(fù)位。（4）0號(hào)倉(cāng)位已有汽車，則下一個(gè)取指令（誤操作），將不被執(zhí)行。4.放棄按動(dòng)放棄按鈕，放棄取或送動(dòng)作，機(jī)構(gòu)復(fù)位。4.2.1P立體倉(cāng)庫(kù)的電器控制部分采用西門子公司的S7-200型號(hào)的PLC，PLC的I/O接線如圖4.8所示。圖4.8PLC的I/O接線圖注：由于所選PLC的I口有限，11號(hào)、12號(hào)倉(cāng)位的狀態(tài)檢測(cè)未被接入，因而設(shè)計(jì)中11號(hào)、12號(hào)倉(cāng)位的動(dòng)作未能完成。4.2.2PLC的程序設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要完成的對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確定位，這就需要對(duì)步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行控制，即對(duì)步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)的進(jìn)行設(shè)定。由于模型的初始位置不確定，因而需要進(jìn)行0位定位，即確定從初始位置（X軸左限位，Y軸下限位）到0位的脈沖數(shù)，這就需要初始化的過(guò)程。初始化程序流程圖見圖4.9。圖4.9初始化流程圖通過(guò)多次實(shí)驗(yàn)最終確定初始化過(guò)程中對(duì)X軸和Y軸步進(jìn)電機(jī)脈沖數(shù)的設(shè)定，X軸和Y軸從當(dāng)前位置回到初始位置的程序見圖4.10和圖4.11。圖4.10X軸從當(dāng)前位置到初始到初始位置的程序圖4.10Y軸從當(dāng)前位置到初始到初始位置的程序X軸和Y軸從初始位置到0位置的程序見圖4.12和4.13圖4.12X軸從初始位置到0位置的程序圖4.13Y軸從初始位置到0位置的程序注：SMB67/77中是脈沖輸出指令PLS的控制寄存器，16#85表明PLS進(jìn)行的是PTO操作，輸出的是方波脈沖；SMW68/78中存放的是脈沖的周期值；SMD72/82中存放的是輸出脈沖的數(shù)值；Q指定在Q0.0或Q0.1輸出脈沖。以下是初始化的程序(如圖4.14)圖4.14初始化程序初始化完成后就要對(duì)操作板的按鍵進(jìn)行判斷并進(jìn)行相應(yīng)的處理，由于PLC程序順序執(zhí)行的特點(diǎn)，在程序設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)每一步動(dòng)作都設(shè)立標(biāo)志位，利用PLC的位存儲(chǔ)區(qū)（M）作為標(biāo)志位，只有標(biāo)志位為1時(shí)進(jìn)行動(dòng)作并將上一步的標(biāo)志位清0，當(dāng)取或送動(dòng)作完成時(shí)設(shè)立標(biāo)志位回到初始化。系統(tǒng)控制主程序流程圖（圖4.15如下）：圖4.15系統(tǒng)控制主程序流程圖執(zhí)行送車指令時(shí)，在0號(hào)倉(cāng)庫(kù)有車，按下相應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)號(hào)，從0號(hào)取車并送到相應(yīng)倉(cāng)庫(kù)，完成送車操作，初始化回0位，其程序流程圖（圖4.16）如下：圖4.16送車的流程圖執(zhí)行取車指令時(shí)，先進(jìn)行初始化，X軸、Y軸回到0位，從相應(yīng)的車庫(kù)取車，完成取車操作，初始化回0位，其程序流程圖（圖4.17）如下：圖4.17取車流程圖在送車和取車的過(guò)程中，X軸、Y軸、Z軸都做了相同的運(yùn)動(dòng)，因此，三個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的程序是基本相同的，只是完成動(dòng)作的標(biāo)志位不同，在不同的階段執(zhí)行不同的動(dòng)作。所需程序見附錄。5監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)5.1組態(tài)軟件簡(jiǎn)介5.1.1組態(tài)軟件概述組態(tài)（Configuration）是指用軟件工具對(duì)計(jì)算機(jī)及軟件的各種資源進(jìn)行配置，使計(jì)算機(jī)或軟件按照配置自動(dòng)地執(zhí)行特定的任務(wù)，以滿足使用者的要求。國(guó)際上比較著名的組態(tài)軟件InTouch和iFIX等，國(guó)內(nèi)也涌現(xiàn)出了組態(tài)王和力控等一批組態(tài)軟件。有的PLC廠商也推出了自己的組態(tài)軟件，例如西門子的WinCC等。組態(tài)軟件安裝了計(jì)算機(jī)與各主要廠家的PLC、變頻器等現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備通信的驅(qū)動(dòng)程序后，用戶只需要設(shè)置少量的通信參數(shù)就可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的通信。用戶可以用鼠標(biāo)和鍵盤迅速地生成與現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備交換信息的美觀人機(jī)界面，包括復(fù)雜的畫面、動(dòng)畫功能和曲線等，畫面上可以設(shè)置各種按鈕、指示燈、顯示或輸入數(shù)字字符的元件。還可以用指針表、撥碼開關(guān)、光柱等形象直觀的元件來(lái)設(shè)置或顯示PLC中的數(shù)據(jù)。通過(guò)設(shè)置地址，這些顯示元件和輸入元件可以很容易地與PLC中的編程元件聯(lián)系起來(lái)。使用組態(tài)軟件可以顯著地減少設(shè)計(jì)上位計(jì)算機(jī)程序的工作量，縮短開發(fā)周期，提高系統(tǒng)的可靠性。組態(tài)軟件一般由圖形界面系統(tǒng)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、第三方程序接口組件和控制功能組件組成。圖形界面系統(tǒng)用于生成現(xiàn)場(chǎng)過(guò)程圖形畫面；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)存儲(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)控制點(diǎn)的參數(shù)；第三方程序接口組件用于組態(tài)軟件與其他應(yīng)用程序交換數(shù)據(jù)；控制功能組件用于生成監(jiān)控所需的控制策略。組態(tài)軟件通過(guò)I/O驅(qū)動(dòng)程序從現(xiàn)場(chǎng)I/O設(shè)備獲得實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的加工后，一方面以圖形方式直觀地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上；另一方面按照組態(tài)要求和操作人員的指令將控制數(shù)據(jù)送給I/O設(shè)備，對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)施控制或調(diào)整控制參數(shù)。在本設(shè)計(jì)中用到的是北京亞控公司的組態(tài)王6.53，組態(tài)王6.53提供了豐富的簡(jiǎn)捷、易用的配置界面，提供了大量的圖形元素和圖庫(kù)精靈，同時(shí)也為用戶創(chuàng)建圖庫(kù)精靈提供簡(jiǎn)單易用的接口；該款產(chǎn)品的歷史曲線、溫控曲線以及配方功能進(jìn)行了大幅提升與改進(jìn)，軟件的功能性和可用性有了很大的提高。組態(tài)王6.53集成了對(duì)KingHistorian的支持，極大的提高了組態(tài)王的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力，能夠更好的滿足大點(diǎn)數(shù)用戶對(duì)存儲(chǔ)容量和存儲(chǔ)速度的要求。KingHistorian是亞控新近推出的獨(dú)立開發(fā)的工業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)。具有單個(gè)服務(wù)器支持高達(dá)10萬(wàn)點(diǎn)、支持256個(gè)并發(fā)客戶同時(shí)存儲(chǔ)和檢索數(shù)據(jù)，每秒檢索單個(gè)變量超過(guò)30000條記錄的強(qiáng)大功能。能夠更好的滿足高端客戶對(duì)存儲(chǔ)速度和存儲(chǔ)容量的要求，完全滿足了客戶實(shí)時(shí)查看和檢索歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的要求。5.1.2組態(tài)軟件的特點(diǎn)組態(tài)軟件使用戶能根據(jù)自己的控制目的任意地組態(tài)，完成最終的自動(dòng)化控制任務(wù)，降低了系統(tǒng)集成的難度，節(jié)約了大量的設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了系統(tǒng)的可靠性。組態(tài)軟件有以下的特點(diǎn)：系統(tǒng)的可擴(kuò)充性用通用組態(tài)軟件開發(fā)應(yīng)用程序后，當(dāng)用戶需求發(fā)生改變時(shí)（包括硬件設(shè)備或系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的改變），只需用較少的工作量便可以完成應(yīng)用程序的更新和升級(jí)。易學(xué)易用通用組態(tài)軟件的功能用方便用戶使用的方法包裝起來(lái)，用戶不需要掌握太多的編程語(yǔ)言技術(shù)，甚至不需要編程，就能完成復(fù)雜工程要求的所有功能。通用性用戶根據(jù)工程實(shí)際情況，利用通用組態(tài)軟件提供的底層設(shè)備（如PLC、智能儀表、智能模塊、板卡、變頻器等）的I\O驅(qū)動(dòng)程序、開放式的數(shù)據(jù)庫(kù)和畫面制作工具，就能完成一個(gè)具有動(dòng)畫效果、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)和曲線并存、具有多媒體功能和網(wǎng)絡(luò)功能的工程。實(shí)時(shí)多任務(wù)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視（SCADA）、數(shù)據(jù)處理與算法實(shí)現(xiàn)、圖形顯示與人機(jī)對(duì)話、實(shí)時(shí)通信、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理等多個(gè)任務(wù)可以通過(guò)組態(tài)，在同一臺(tái)計(jì)算機(jī)上同時(shí)運(yùn)行。5）“面向?qū)ο蟆钡木幊毯驮O(shè)計(jì)方法組態(tài)軟件普遍使用了“面向?qū)ο蟆钡木幊毯驮O(shè)計(jì)方法，使軟件更加易于學(xué)習(xí)和掌握，功能更加強(qiáng)大。此外，組態(tài)軟件還具有接口開放、使用靈活、功能多樣、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。5.1.3組態(tài)軟件的組件亞控監(jiān)控組態(tài)軟件是在自動(dòng)控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級(jí)的軟件平臺(tái)，它能同時(shí)和國(guó)內(nèi)外各種工業(yè)控制廠家的設(shè)備進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通訊，它可以與高可靠的工控計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)結(jié)合，便可以達(dá)到集中管理和監(jiān)控的目的，同時(shí)還可以方便的向控制層和管理層提供軟、硬件的全部接口，來(lái)實(shí)現(xiàn)與“第三方”的軟、硬件系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行集成。主要的各種組件說(shuō)明見下：1．工程管理器（ProjectManager）工程管理器用于創(chuàng)建工程、工程管理等用于創(chuàng)建、刪除、備份、恢復(fù)、選擇當(dāng)前工程等。2．開發(fā)系統(tǒng)（Draw）開發(fā)系統(tǒng)是一個(gè)集成環(huán)境，可以創(chuàng)建工程畫面，配置各種系統(tǒng)參數(shù)，啟動(dòng)力控其它程序組件等。3．界面運(yùn)行系統(tǒng)（View）界面運(yùn)行系統(tǒng)用來(lái)運(yùn)行由開發(fā)系統(tǒng)Draw創(chuàng)建的畫面，腳本、動(dòng)畫連接等工程，操作人員通過(guò)它來(lái)完成監(jiān)控。4．實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)（DB）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)是力控軟件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理核心，構(gòu)建分布式應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)。它負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理、歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)處理、報(bào)警處理、數(shù)據(jù)服務(wù)請(qǐng)求處理等。5．I/O驅(qū)動(dòng)程序（I/OSERVER）I/O驅(qū)動(dòng)程序負(fù)責(zé)力控與控制設(shè)備的通信。它將I/O設(shè)備寄存器中的數(shù)據(jù)讀出后，傳送到力控的數(shù)據(jù)庫(kù)，然后在界面運(yùn)行系統(tǒng)的畫面上動(dòng)態(tài)顯示。6．網(wǎng)絡(luò)通信程序（NetClient/NetServer）網(wǎng)絡(luò)通信程序采用TCP/IP通信協(xié)議，可利用Intranet/Internet實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)上力控之間的數(shù)據(jù)通信。7．通信程序（PortServer）通信程序支持串口、電臺(tái)、撥號(hào)、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)通信。通過(guò)力控在兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間，使用RS232C接口，可實(shí)現(xiàn)一對(duì)一（1：1方式）的通信；如果使用RS485總線，還可實(shí)現(xiàn)一對(duì)多臺(tái)計(jì)算機(jī)（1：N方式）的通信，同時(shí)也可以通過(guò)電臺(tái)、MODEM、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的方式進(jìn)行通信。8．Web服務(wù)器程序（WebServer）Web服務(wù)器程序可為處在世界各地的遠(yuǎn)程用戶實(shí)現(xiàn)在臺(tái)式機(jī)或便攜機(jī)上用標(biāo)準(zhǔn)瀏覽器實(shí)時(shí)監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)過(guò)程。9．控制策略生成器（StrategyBuilder）控制策略生成器是面向控制的新一代軟件邏輯自動(dòng)化控制軟件，采用符合IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)的圖形化編程方式，提供包括：變量、數(shù)學(xué)運(yùn)算、邏輯功能、程序控制、常規(guī)功能、控制回路、數(shù)字點(diǎn)處理等在內(nèi)的十幾類基本運(yùn)算塊，內(nèi)置常規(guī)PID、比值控制、開關(guān)控制、斜坡控制等豐富的控制算法。同時(shí)提供開放的算法接口，可以嵌入用戶自己的控制程序?？刂撇呗陨善髋c力控的其它程序組件可以無(wú)縫連接。5.2監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)5.2.1組態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)1.通信協(xié)議的設(shè)置選中圖5.1中的“COM2”圖標(biāo)后，雙擊右側(cè)工作區(qū)出現(xiàn)的“新建…”圖標(biāo)，在出現(xiàn)的“設(shè)備配置導(dǎo)向”對(duì)話框的“PLC”文件夾中，選擇西門子的S7-200系列，通信協(xié)議為PPI（見圖5.1），各對(duì)話框設(shè)置好后點(diǎn)擊“下一步”按鈕。默認(rèn)的設(shè)備邏輯名稱為“新I/O設(shè)備”。將設(shè)備的站地址改為2.其他的通信參數(shù)均采用默認(rèn)值。在最后一頁(yè)點(diǎn)擊“完成”按鈕。圖5.1通信協(xié)議的設(shè)置2.建立新工程雙擊桌面上的“組態(tài)王6.53”圖標(biāo)，啟動(dòng)“組態(tài)王”工程管理器（見圖5.2），單擊工具條上的“新建”按鈕，彈出新建工程向?qū)?，根?jù)向?qū)У囊龑?dǎo)，選擇工程路徑，輸入工程名稱為“立體倉(cāng)庫(kù)”，可以在工程描述文本框中輸入對(duì)該工程的描述文字。圖5.2組態(tài)王工程管理器如果沒有安裝“加密狗”，雙擊工程管理器中的某個(gè)工程，將出現(xiàn)提示信息“未找到加密狗，請(qǐng)裝好加密狗然后再試，或忽略進(jìn)入演示方式”。點(diǎn)擊“忽略”按鈕，出現(xiàn)“確定”按鈕后打開組態(tài)王工程瀏覽器(見圖5.3)。在瀏覽器中點(diǎn)擊工具條左邊的“工程”按鈕，可以打開工程管理器。3.組態(tài)變量數(shù)據(jù)庫(kù)是“組態(tài)王”軟件的核心部分，數(shù)據(jù)變量的集合稱為“數(shù)據(jù)詞典”。點(diǎn)擊工程瀏覽器中的“數(shù)據(jù)詞典”圖標(biāo)（見圖5.3），右邊的工作區(qū)內(nèi)將出現(xiàn)系統(tǒng)定義好的13個(gè)內(nèi)存變量。雙擊工作區(qū)最下面的“新建…”圖標(biāo)，彈出“定義變量”對(duì)話框（見圖5.4），設(shè)置變量名為“取1”，選擇變量類型為“I/O離散”（即PLC中的數(shù)字量），根據(jù)PLC的I/O口與立體倉(cāng)庫(kù)模型端口的接線表，該寄存器為I0.2.其他參數(shù)見圖5.4。此外，可用同樣的方法組態(tài)“送1”、“小車位置”等其他變量（見圖5.3）。圖5.3數(shù)據(jù)詞典中的變量列表圖5.4定義變量對(duì)話框表5-1中是組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)詞典中定義的變量。表5.1數(shù)據(jù)詞典序號(hào)變量名變量類型對(duì)應(yīng)PLC元件注釋1就緒I/O離散Q1.0就緒燈亮等待操作2CK1I/O離散I1.61號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車3CK2I/O離散I1.72號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車4CK3I/O離散I2.03號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車5CK4I/O離散I2.14號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車6CK5I/O離散I2.25號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車7CK6I/O離散I2.36號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車8CK7I/O離散I2.47號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車9CK8I/O離散I2.58號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車10CK9I/O離散I2.69號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車11CK10I/O離散I2.710號(hào)倉(cāng)庫(kù)是否有車12小車位置內(nèi)存整型倉(cāng)庫(kù)水平運(yùn)動(dòng)13送1I/O離散Q1.2送按鈕14取1I/O離散Q1.1取按鈕15豎直位置內(nèi)存整型倉(cāng)庫(kù)豎直運(yùn)動(dòng)5.2.2組態(tài)畫面1.建立新畫面單擊工程瀏覽器左側(cè)的“畫面”圖標(biāo)（見圖5.4），雙擊右邊窗口中的“新建”圖標(biāo)，彈出“新畫面”對(duì)話框，輸入新畫面的名稱“立體車庫(kù)1”。可以修改畫面的位置和大小。點(diǎn)擊“確定”按鈕，進(jìn)入組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)，同時(shí)出現(xiàn)圖5.5所示的界面。圖5.5組態(tài)畫面通過(guò)使用開發(fā)系統(tǒng)中工具箱的工具畫出立體倉(cāng)庫(kù)的監(jiān)控畫面如圖5.6所示：圖5.6立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控畫面2.定義立體倉(cāng)庫(kù)的動(dòng)畫連接定義動(dòng)畫連接是指在畫面的圖形對(duì)象與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)變量之間建立的一種關(guān)系，當(dāng)變量的值改變時(shí)，在畫面上以圖形對(duì)象的動(dòng)畫效果表示出來(lái)；或者由軟件使用者通過(guò)圖形對(duì)象改變數(shù)據(jù)變量的值。一個(gè)圖形對(duì)象可以同時(shí)定義多個(gè)連接，組合成復(fù)雜的效果。雙擊組合好的小車，在出現(xiàn)的“動(dòng)畫連接”對(duì)話框中（見圖5.7中的大圖），點(diǎn)擊“垂直位移”按鈕，在出現(xiàn)的“垂直移動(dòng)連接”對(duì)話框中（見圖5.7右上角的小圖），點(diǎn)擊按鈕，在出現(xiàn)的“選擇變量名”對(duì)話框中（見圖5.7右下角的小圖），選擇用內(nèi)存整理變量“垂直位置”來(lái)控制立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)動(dòng)。點(diǎn)擊“確定”按鈕，返回垂直移動(dòng)連接對(duì)話框。通過(guò)調(diào)節(jié)“移動(dòng)距離”和“對(duì)應(yīng)值”的比例，可以調(diào)節(jié)立體倉(cāng)庫(kù)在畫面上的實(shí)際移動(dòng)距離，使得小車能被送到相應(yīng)位置。圖5.7動(dòng)畫連接對(duì)話框3.立體倉(cāng)庫(kù)的編程與參數(shù)設(shè)置雙擊工程瀏覽器左邊窗口的“\文件\命令語(yǔ)言”文件夾中的“應(yīng)用程序命令語(yǔ)言”圖標(biāo)，在打開的“應(yīng)用程序命令語(yǔ)言”對(duì)話框的“運(yùn)行時(shí)”選項(xiàng)卡中（見圖5.8），輸入控制立體倉(cāng)庫(kù)的程序。輸入程序時(shí)點(diǎn)擊“變量[..域]”按鈕，可以在出現(xiàn)的“選擇變量”對(duì)話框中選擇需要的變量。點(diǎn)擊按鈕“變量[..域]”右邊的按鈕，可以在出現(xiàn)的函數(shù)列表中選擇需要的函數(shù)，或輸入所需運(yùn)算符。當(dāng)送1為1時(shí)，立體車庫(kù)開始水平運(yùn)動(dòng)；當(dāng)立體車庫(kù)的的水平位置大于等于90時(shí)，立體車庫(kù)開始豎直運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)所需的應(yīng)用程序命令語(yǔ)言如圖5.8所示。圖5.8應(yīng)用程序命令語(yǔ)言對(duì)話框4.用組態(tài)軟件監(jiān)控控制系統(tǒng)在組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)中執(zhí)行菜單命令“文件”—>“全部存”，保存對(duì)工程的修改。再執(zhí)行菜單命令“文件”—>“切換到View”，如果沒有安裝“加密狗”，將出現(xiàn)提示信息“未找到加密狗，請(qǐng)裝好加密狗然后再試，或忽略進(jìn)入演示方式”。點(diǎn)擊“忽略”按鈕，見進(jìn)入運(yùn)行系統(tǒng)。在運(yùn)行系統(tǒng)執(zhí)行菜單命令“畫面”—>“打開”，打開組態(tài)的畫面。我們可以看到立體車庫(kù)的運(yùn)動(dòng)情況，如圖5.9、5.10、5.11所示。圖5.9向右運(yùn)動(dòng)一格圖5.10向右運(yùn)動(dòng)一格后向上運(yùn)動(dòng)圖5.11運(yùn)動(dòng)到10號(hào)倉(cāng)庫(kù)總結(jié)論文闡述了立體倉(cāng)庫(kù)的意義和發(fā)展前景，并詳細(xì)介紹了可編程序控制器的原理及課題所用立體倉(cāng)庫(kù)模型的硬件結(jié)構(gòu)，動(dòng)作原理及監(jiān)控控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)3個(gè)多月的時(shí)間，最終完成了設(shè)計(jì)任務(wù)。完成立體倉(cāng)庫(kù)PLC控制程序的編寫，實(shí)現(xiàn)了立體倉(cāng)庫(kù)的基本取送功能；采用亞控組態(tài)軟件設(shè)計(jì)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉(cāng)庫(kù)的機(jī)構(gòu)動(dòng)作和狀態(tài)的監(jiān)控。設(shè)計(jì)過(guò)程中也出現(xiàn)過(guò)許多問(wèn)題，在老師的指導(dǎo)和同學(xué)幫助的共同努力下，最終解決了問(wèn)題，順利完成了這次設(shè)計(jì)。該模型還可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人操作時(shí)的自動(dòng)放貨及自動(dòng)移庫(kù)等自動(dòng)化程度更高的動(dòng)作，由于時(shí)間有限，未列入設(shè)計(jì)任務(wù)，可作為后續(xù)課題進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)[1]SiemensAG..SimaticS7-200ProgrammableControllerSystemManual.2004[2]SiemensAG.SimaticMicroComputingUserManual,2000[3]CanSayginFiratKahraman.AWeb-basedprogrammablelogiccontrollerlaboratoryformanufacturingengineeringeducation,IntJAdvManufTechnol2004(24):590–598[4]廖常初.Siemenss7-200PLC編程及應(yīng)用.北京機(jī)械工業(yè)出版社,2008[5]西門子(中國(guó))有限公司.S7-200可編程控制器產(chǎn)品目錄.2004[6]張鳳珊,祖龍起.電氣控制及可編程序控制器.北京:中國(guó)輕工業(yè)出版社,2006[7]張興國(guó).可編程序控制器技術(shù)及應(yīng)用.北京:中國(guó)電力出版社,2006[8]孫建忠.白鳳仙.特種電機(jī)及其控制.北京:中國(guó)水利水電出版社,2005[9]王曙光,魏秋月,張高記.PLC應(yīng)用基礎(chǔ)與實(shí)例.北京:人民郵電出版社,2007[10]廖常初.PLC應(yīng)用技術(shù)問(wèn)答.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006[11]付家才.PLC實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐.北京:高等教育出版社,2006[12]溫照方.SIMATICS7-200可編程序控制器教程.北京:北京理工大學(xué)出版社,2002[13]自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的概述.華人物流網(wǎng)（）致謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)的時(shí)間里，非常感謝隋教授給予的悉心指導(dǎo)，使我在四年里所學(xué)的知識(shí)得到系統(tǒng)、全面的運(yùn)用掌握。腳踏實(shí)地，認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)，實(shí)事求是的工作態(tài)度，不怕困難、堅(jiān)持不懈、吃苦耐勞的精神是我在這次設(shè)計(jì)中最大的收益。我想這是對(duì)我實(shí)際能力的一次提升，也會(huì)對(duì)我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作有很大的幫助。

在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中也使我們的同學(xué)關(guān)系更進(jìn)了一步，同學(xué)之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對(duì)我們更好的理解知識(shí)有很大幫助，所以在這里非常感謝幫助我的同學(xué)。

在此更要感謝我的導(dǎo)師和專業(yè)老師，是你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)論文。在我的學(xué)業(yè)和論文的研究工作中無(wú)不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。附錄：翻譯DevelopingaHybridProgrammableLogicControllerPlatformforaFlexibleManufacturingSystemAbstract:Inthisarticle,wepresentthedesignandimplementationofaflexiblemanufacturingsystem(FMS)controlplatformbasedonaprogrammablelogiccontroller(PLC)andapersonalcomputer(PC)-basedvisualman-machineinterface(MMI)anddataacquisition(DAS)unit.ThekeyaspectofanFMSisitsflexibilitytoadapttochangesinademandingprocessoperation.ThePLCprovidesfeasiblesolutionstoFMSapplications,usingPC-basedMMI/DAS,wherebyPLCsareoptimizedforexecutingrapidsequentialcontrolstrategies.PCsrunningMMI/DASfront-endsmakeintuitiveoperationinterfaces,fullofpowerfulgraphicsandreportingtools.InformationfromthePCcanbedistributedthroughacompany’slocalareanetworkorwebusingclient-servertechnologies.Currently,withtheconvergenceofunderlyingmicroprocessortechnologyandsoftwareprogram-mingtechniques,manyusersfindthatPLCsprovideacost-effectivesolutiontoreal-timecontrolinsmall-tomedium-sizedprocessplants,especiallywhencombinedwithsupervisoryPCsusinghybridsystems.ThemajorworkofthisarticledemonstratesthatPLCsareresponsivetorapidandrepetitiouscontroltasks,usingPCsthatpresenttheflowofinformationautomationandacceptoperatorinstructions,therebyprovidingtheuseratooltomodifyandmonitortheprocessastherequirementschange.KeyWords:PLC、FMS、PC.IntroductionInavarietyofproductmanufacturingindustries,themostautomatedformofproductionisaFlexiblemanufacturingsystem(FMS),firstintroducedin1970s.SincetheFMSscanprovideahighpotentialforproductivityimprovementinbatchmanufacturing,thenumberofFMSsisgrowingsubstantially(GrooverandZimm