自制的PLC外圍組件及應(yīng)用
可編程控制器，簡稱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。對于高檔設(shè)備，還可配備工控機，進行數(shù)據(jù)處理，顯示打印及網(wǎng)絡(luò)通訊等…. 對于一些中小設(shè)備，考慮設(shè)備成本，考慮設(shè)備現(xiàn)場條件及操作者的素質(zhì)，往往不選用工控機，但還要求有參數(shù)設(shè)置，生產(chǎn)記錄的實時顯示及打印的功能。大家知道，PLC具有高速計數(shù)及數(shù)據(jù)運算處理能力，可以利用PLC對生產(chǎn)過程進行數(shù)據(jù)采集及數(shù)據(jù)處理，PLC還具有掉電保護數(shù)據(jù)的功能。但如何實現(xiàn)參數(shù)設(shè)置，數(shù)據(jù)顯示與打印，這對只會PLC編程的設(shè)計者來說，就顯得為難了，因為現(xiàn)有的PLC沒有這種功能及外圍模塊。要實現(xiàn)這些功能，往往是采用外配或自行設(shè)計儀表來完成。這種方法有其缺點：增加了外圍設(shè)備，提高了成本，由于儀表工作是獨立進行的，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高速計數(shù)、對數(shù)據(jù)的運算處理的能力，又可實現(xiàn)對參數(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）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兩個輸入口。可輸入0---9十個數(shù)碼及ABCDEF六個命令，為程序設(shè)計者提供極大方便。該組件還具有擴展PLC輸入口的功能，ABCDEF六個命令鍵實際上就是六個點擊式輸入開關(guān)，如將鍵盤的程序軟件稍微改動，鍵盤上的16鍵，就可成為16個點擊式輸入開關(guān)。
本組件的安裝與編程非常簡單：
硬件安裝：先將鍵盤的插頭插在印刷板對應(yīng)插口上，再將印刷板另一個插口的的連線按說明連到PLC的兩個輸入端及+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)線口與時鐘線口。
2、按0—9數(shù)字鍵時，鍵盤組件的編程軟件將產(chǎn)生一個從鍵按下接通，鍵抬起延時5秒后斷開的定時脈沖信號Tx（作為鍵盤置數(shù)顯示時間）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)。這樣就可實現(xiàn)未按鍵時PLC顯示器顯示正常數(shù)據(jù)，而按鍵時，顯示器顯示按鍵置入的數(shù)字。
3、按A、B、---F六個命令按鍵時，編程軟件都會產(chǎn)生對應(yīng)的鍵入的數(shù)據(jù)地址及一個觸點開關(guān)信號，您可以這樣編程：用該觸點開關(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PLC立刻將顯示值取走，送入您規(guī)定的存儲區(qū)中，去進行運算或顯示等處理。如停止按鍵的時間超過5秒鐘以上時，顯示器自動恢復(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個輸出口及1個輸入口作為數(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個輸出口及1個輸入口作為數(shù)據(jù)傳輸及握手線，
（3）、可擴展的顯示打印組件：
基本板：同（2）型功能，即占用3個輸出口及1個輸入口作為數(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。
擴展板：僅占用PLC1個輸出口，可擴展兩路4位數(shù)字顯示。
基本板可和多塊擴展板組合，構(gòu)成多路數(shù)字顯示系統(tǒng)。如用6快擴展板與基本板組合，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，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、鍵盤與微型打印機可鑲在操作臺面板上，使操作者觀看方便清晰，操作簡單易學(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)備幾十臺套，效果良好。對于其他型號的PLC，本組件也是實用的，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 的模擬信號轉(zhuǎn)換為0-20KHz的脈沖信號。PLC在實際應(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)備動作，比如電子秤，流量計等，這需要與儀器方溝通編寫通信協(xié)議，對不太熟悉串口通訊的設(shè)計者，這也是個難事。如選用本組件就可很容易實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。因為象電子秤這樣的儀器，為能遠程傳送，都設(shè)有4—20ma輸出信號，本組件可實現(xiàn)將此信號轉(zhuǎn)換成0-20KHz脈沖。PLC具有高速計數(shù)的能力，故用本組件連接儀器與PLC，就可實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。對于0-10V的模擬量信號，通常選用模擬量輸入模塊，如用本組件代替它，可大大降低費用。
本組件包括印刷板一塊，編程與校準指導(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連接只需兩個通用輸入口，按本組件提供的編程說明編程，對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期實踐中摸索開發(fā)出來的。目前，在生產(chǎn)設(shè)備單位里，會PLC編程的人中會用VB、VC及或各種組態(tài)軟件編程的不多，本文或許對只會PLC編程者有所提示與幫助。
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