自制的PLC外圍組件及應(yīng)用
可編程控制器，簡(jiǎn)稱PLC，它性能穩(wěn)定可靠，抗干擾，深受人們喜愛。舊設(shè)備改造，新設(shè)備配套越來越多的使用它。對(duì)于高檔設(shè)備，還可配備工控機(jī)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，顯示打印及網(wǎng)絡(luò)通訊等…. 對(duì)于一些中小設(shè)備，考慮設(shè)備成本，考慮設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)條件及操作者的素質(zhì)，往往不選用工控機(jī)，但還要求有參數(shù)設(shè)置，生產(chǎn)記錄的實(shí)時(shí)顯示及打印的功能。大家知道，PLC具有高速計(jì)數(shù)及數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力，可以利用PLC對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理，PLC還具有掉電保護(hù)數(shù)據(jù)的功能。但如何實(shí)現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，數(shù)據(jù)顯示與打印，這對(duì)只會(huì)PLC編程的設(shè)計(jì)者來說，就顯得為難了，因?yàn)楝F(xiàn)有的PLC沒有這種功能及外圍模塊。要實(shí)現(xiàn)這些功能，往往是采用外配或自行設(shè)計(jì)儀表來完成。這種方法有其缺點(diǎn)：增加了外圍設(shè)備，提高了成本，由于儀表工作是獨(dú)立進(jìn)行的，相比PLC抗干擾能力差，記錄數(shù)據(jù)一旦丟失將無法恢復(fù)。這是設(shè)備生產(chǎn)所不允許的。
如選用本文介紹的PLC外圍組件與PLC組合，即可發(fā)揮PLC高速計(jì)數(shù)、對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算處理的能力，又可實(shí)現(xiàn)對(duì)參數(shù)的預(yù)置、數(shù)據(jù)顯示及生產(chǎn)記錄打印等功能。而且費(fèi)用低廉。
下面介紹的幾種PLC外圍組件，它不占用PLC 的串行口，只用幾個(gè)PLC 的輸出輸入口，即可完成參數(shù)予置、多路數(shù)字顯示及打印數(shù)據(jù)傳送等功能。
一、 鍵盤置數(shù)組件：
本組件由硬件（印刷線路板一塊、薄膜式鍵盤一個(gè)）與軟件（鍵盤程序包一件及使用說明一份）組成，它與PLC的連接只用PLC兩個(gè)輸入口。可輸入0---9十個(gè)數(shù)碼及ABCDEF六個(gè)命令，為程序設(shè)計(jì)者提供極大方便。該組件還具有擴(kuò)展PLC輸入口的功能，ABCDEF六個(gè)命令鍵實(shí)際上就是六個(gè)點(diǎn)擊式輸入開關(guān)，如將鍵盤的程序軟件稍微改動(dòng)，鍵盤上的16鍵，就可成為16個(gè)點(diǎn)擊式輸入開關(guān)。
本組件的安裝與編程非常簡(jiǎn)單：
硬件安裝：先將鍵盤的插頭插在印刷板對(duì)應(yīng)插口上，再將印刷板另一個(gè)插口的的連線按說明連到PLC的兩個(gè)輸入端及+24V 和 地（0V）端就可以了。
軟件安裝：將本組件提供的程序軟件包作為您的一個(gè)子程序粘貼到您的主程序中，需要您編程的內(nèi)容是：
1、將PLC與本組件連接的兩個(gè)輸入口的地址直接輸出給鍵盤軟件包規(guī)定的數(shù)據(jù)線口與時(shí)鐘線口。
2、按0—9數(shù)字鍵時(shí)，鍵盤組件的編程軟件將產(chǎn)生一個(gè)從鍵按下接通，鍵抬起延時(shí)5秒后斷開的定時(shí)脈沖信號(hào)Tx（作為鍵盤置數(shù)顯示時(shí)間）和鍵入數(shù)字的地址，故您需要編寫這樣的程序語句：用Tx的常閉觸點(diǎn)將正常顯示的數(shù)據(jù)送入顯示數(shù)據(jù)區(qū)，再用Tx的常開觸點(diǎn)將鍵入數(shù)字地址的數(shù)據(jù)送入顯示數(shù)據(jù)區(qū)。這樣就可實(shí)現(xiàn)未按鍵時(shí)PLC顯示器顯示正常數(shù)據(jù)，而按鍵時(shí)，顯示器顯示按鍵置入的數(shù)字。
3、按A、B、---F六個(gè)命令按鍵時(shí)，編程軟件都會(huì)產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的鍵入的數(shù)據(jù)地址及一個(gè)觸點(diǎn)開關(guān)信號(hào)，您可以這樣編程：用該觸點(diǎn)開關(guān)，連接MOV傳送指令將鍵入的數(shù)據(jù)地址的數(shù)據(jù)傳送給您程序規(guī)定的數(shù)據(jù)區(qū)，也可用此開關(guān)去完成您要做的工作。
自此硬件、軟件安裝完畢（詳見本組件的說明）。
鍵盤組件是這樣工作的：未按鍵盤前，PLC的顯示器顯示您的正常的顯示數(shù)據(jù)，如您按一下“0”鍵，顯示器立刻顯示為“0”，再按“1”鍵，顯示為“0 1”即原顯示數(shù)左移一位，末位顯示新置入的數(shù)。。。。如按“A”鍵，顯示器滅，此時(shí)PLC立刻將顯示值取走，送入您規(guī)定的存儲(chǔ)區(qū)中，去進(jìn)行運(yùn)算或顯示等處理。如停止按鍵的時(shí)間超過5秒鐘以上時(shí)，顯示器自動(dòng)恢復(fù)原正常顯示的數(shù)據(jù)。
二、數(shù)字顯示及打印組件：有三種規(guī)格：
（1）、可輸出兩路4位數(shù)字顯示且具有打印功能的組件：
占用PLC3個(gè)輸出口及1個(gè)輸入口作為數(shù)據(jù)傳輸及打印握手線；
（2）、可輸出四路4位數(shù)字顯示且具有打印功能的組件：
占用PLC4個(gè)輸出口及1個(gè)輸入口作為數(shù)據(jù)傳輸及握手線，
（3）、可擴(kuò)展的顯示打印組件：
基本板：同（2）型功能，即占用3個(gè)輸出口及1個(gè)輸入口作為數(shù)據(jù)傳輸及握手線，可輸出兩路4位數(shù)字顯示且具有打印功能。
擴(kuò)展板：僅占用PLC1個(gè)輸出口，可擴(kuò)展兩路4位數(shù)字顯示。
基本板可和多塊擴(kuò)展板組合，構(gòu)成多路數(shù)字顯示系統(tǒng)。如用6快擴(kuò)展板與基本板組合，可輸出16路4位數(shù)字顯示，可顯示64位數(shù)碼！且顯示的重復(fù)頻率不變。
本顯示與打印組件，除包含硬件印刷線路板與顯示器板外，還有本組件的程序軟件包及使用說明書，編程時(shí)只要按照說明書，將該子程序包拷入你的程序里，需要您編寫的程序是：
1、 將你的要顯示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為BCD碼，再將其傳入子程序包規(guī)定的存儲(chǔ)器中。
2、 在說明書指定的數(shù)據(jù)區(qū)里，按著說明要求將您編制的打印格式，填寫數(shù)據(jù)。其字母與數(shù)字要改寫ASCII碼，漢字按微打規(guī)定的漢字庫填寫，編好后，將數(shù)據(jù)區(qū)總字節(jié)數(shù)寫入字節(jié)數(shù)區(qū)。
本組件的打印選用微型打印機(jī)，顯示器的尺寸規(guī)格可根據(jù)用者需要來定做，選用大型數(shù)碼顯示器可將其放置空中顯眼的地方，共多人觀查，小型顯示器、鍵盤與微型打印機(jī)可鑲在操作臺(tái)面板上，使操作者觀看方便清晰，操作簡(jiǎn)單易學(xué)。
本組件用在西門子S7-200 S7-300 及歐姆龍CPM1A 已有八年之久了，配套設(shè)備幾十臺(tái)套，效果良好。對(duì)于其他型號(hào)的PLC，本組件也是實(shí)用的，只是軟件不同而已。
三、將電流或電壓轉(zhuǎn)換為脈沖的組件：
本組件可以將4—20ma 或0—10V 的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為0-20KHz的脈沖信號(hào)。PLC在實(shí)際應(yīng)用中，往往需要接受其他儀器傳送數(shù)據(jù)，來執(zhí)行控制設(shè)備動(dòng)作，比如電子秤，流量計(jì)等，這需要與儀器方溝通編寫通信協(xié)議，對(duì)不太熟悉串口通訊的設(shè)計(jì)者，這也是個(gè)難事。如選用本組件就可很容易實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。因?yàn)橄箅娮映舆@樣的儀器，為能遠(yuǎn)程傳送，都設(shè)有4—20ma輸出信號(hào)，本組件可實(shí)現(xiàn)將此信號(hào)轉(zhuǎn)換成0-20KHz脈沖。PLC具有高速計(jì)數(shù)的能力，故用本組件連接儀器與PLC，就可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。對(duì)于0-10V的模擬量信號(hào)，通常選用模擬量輸入模塊，如用本組件代替它，可大大降低費(fèi)用。
本組件包括印刷板一塊，編程與校準(zhǔn)指導(dǎo)說明一份。
四、串入串出組件：
PLC與數(shù)字儀表通訊，如只需傳送簡(jiǎn)單幾組數(shù)據(jù)，而編程者又不太熟悉串口通訊，可選用本組件完成。本組件與PLC連接只需兩個(gè)通用輸入口，按本組件提供的編程說明編程，對(duì)儀表方也提供一份編程流程圖，儀表方可用自己的編程軟件按流程圖編寫通訊程序即可。
上述的四種PLC外圍組件是本人在長(zhǎng)期實(shí)踐中摸索開發(fā)出來的。目前，在生產(chǎn)設(shè)備單位里，會(huì)PLC編程的人中會(huì)用VB、VC及或各種組態(tài)軟件編程的不多，本文或許對(duì)只會(huì)PLC編程者有所提示與幫助。
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