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重 慶 理 工 大 學(xué) 文 獻 翻 譯 二級學(xué)院 機械工程學(xué)院 班 級 學(xué)生姓名 一、 可編程控制器是 60年代末在美國首先出現(xiàn)的，當時叫可編程邏輯控制器 目的是用來取代繼電器。以執(zhí)行邏輯判斷、計時、計數(shù)等順序控制功能。提出 計算機功能完善、靈活、通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結(jié)合起來，控制器的硬件是標準的、通用的。根據(jù)實際應(yīng)用對象，將控制內(nèi)容編成軟件寫入控制器的用戶程序存儲器內(nèi) ,使控制器和被控對象連接方便。 70年代中期以后， 入輸出模塊和外圍電路也都采用了中、大規(guī)模甚至超大規(guī)模的集成電路，這時的 斷功能，還同時具有數(shù)據(jù)處理、 際電工委員會 (布的可編程控制器標準草案中對可編 程控制器作了如下的定義：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算，順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外圍設(shè)備，易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的設(shè)計。 可編程控制器對用戶來說，是一種無觸點設(shè)備，改變程序即可改變生產(chǎn)工藝。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應(yīng)用。 可編程控制器是面 向用戶的專用工業(yè)控制計算機，具有許多明顯的特點。 ①可靠性高，抗干擾能力強； ②編程直觀、簡單； ③適應(yīng)性好； ④功能完善，接口功能強 二、 1968年， . 現(xiàn)在，括機械制造也、運輸系統(tǒng)、化學(xué)過程設(shè)備、等許多其他領(lǐng)域。初期可編程控制器只是用一種類似于語言的軟件邏輯于代替繼電器硬件邏輯，并且使開發(fā)時間由 6個月縮短到 6天。 雖然計算機控制技術(shù)已經(jīng)產(chǎn)生，但是 成本低、并且對惡劣的環(huán)境有很強的適應(yīng)能力而在工業(yè)控制的廣泛應(yīng)用中保持優(yōu)勢。而且，盡管硬件的價格在逐漸下跌，據(jù)估計，根據(jù) 年銷售硬件的價格要比銷售 千五百萬）至少多出八十億美元。 . 雖然 軟件過程一樣， 個方面。 如果房子建造的像軟件過程一樣，那么僅僅一只啄木鳥就可以摧毀文明。特別的， 管 是在工業(yè)控制上減少梯形邏輯的掃描時間仍然是一個問題，以至于可以用到低耗時的 一般來說，和其他領(lǐng)域相比生產(chǎn) 如，在實踐中， 為此，軟件設(shè)計越來越成為花費動力。在 許多的工業(yè)設(shè)計工程中，多數(shù)人力分配給了控制系統(tǒng)設(shè)計和安裝，并且他們被要求對 再者， 個更深入的問題是在大規(guī)模的工程中軟件越來越復(fù)雜，促使要有一個系統(tǒng)化的設(shè)計方法論。 主題的客觀性是為 個設(shè)計方法論包括以狀態(tài)轉(zhuǎn)換模型為基礎(chǔ)的精確的描述，這個轉(zhuǎn)臺轉(zhuǎn)換模型是自動控制系統(tǒng)的抽象系統(tǒng)。方法論還包括一個逐步的設(shè)計過程，并且要設(shè)置一個設(shè)計規(guī)則，這樣才能為一個成功的設(shè)計提供導(dǎo)向和方 法。這項研究的真正目的是找到一個減少控制軟件發(fā)展過程的不穩(wěn)定性的方法，也就是說，減少程序和調(diào)試時間以及他們的變化，以增強自動控制系統(tǒng)的適應(yīng)性，并且通過調(diào)整軟件使得軟件可以再度使用。這樣的目的是為了克服目前程序策略的不足之處，而目前的程序策略是以個人軟件開發(fā)者的經(jīng)驗為基礎(chǔ)的。 三、現(xiàn)今的 結(jié)構(gòu)上分， 定式 I/示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式 I/存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可 以按照一定規(guī)則組合配置。 在使用者看來，不必要詳細分析 對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。 它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。 運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。 們決定著 此限制著控制規(guī)模。 中央處理器 ( 常 先是 8位微控制器例如 8051,現(xiàn)在發(fā)展為 16位和 32位微控制器。你會發(fā)現(xiàn)大部分由日本制造商制造的 西門子的微控制器多應(yīng)用在歐洲的 摩托羅拉生產(chǎn)的微控制器則獨占美國市場。 操作程序的執(zhí)行 ,監(jiān)督記憶設(shè)置的輸入和輸出等部分的關(guān)聯(lián)性。 在大部分采用閃存技術(shù)了）用于過程控制系統(tǒng)。除了這個操作系統(tǒng)之外，它還包括一個由梯形圖翻譯成而進制形式的用戶程序。快擦型存儲器（ 內(nèi)容只有在改變用戶程序的時候可 以被改變。 擦型存儲器必須用紫外線（ 擦除，并在編程器上進行編程。由于快擦型存儲器技術(shù)的應(yīng)用，使得這個過程大大縮短了。在應(yīng)用程序開發(fā)中，通過一個串行電纜可以對程序存儲器進行重新編程。 用戶存儲器被分成具有特殊功能的塊。一部分存儲器用來存儲輸入和輸出狀態(tài)。一個輸入的實際狀態(tài)存儲狀態(tài)存儲在專用存儲器位上，為 “1”或者 “0”。每一個輸入和輸出在存儲器中都有一個相應(yīng)的位。另外一部分存儲器用來存儲用 戶程序中的變量的內(nèi)容。例如，定時器值，或者記數(shù)器值存放在存儲器的這個部分。 常方式）重新編程，但是也可以通過人工編程器 9控制臺）編程。實際上，這意味著，如果你有編程所需要的軟件，早期 天的傳輸計算機是工廠自己對 對于工業(yè)企業(yè)來說是非常重要的。一旦系統(tǒng)修改結(jié)束，將正確的程序重新讀入 期檢查 有助于避免車間發(fā)生危險情況（一些汽車制造商已經(jīng)建立 了通信網(wǎng)絡(luò)，可以定期檢查 保證運行的程序都是正確的）。 幾乎所有用于為 如系統(tǒng)輸入 /輸出（ I/強制開關(guān)，程序?qū)崟r跟蹤以及圖表驗證。圖表驗證對于理解、定義失敗和故障非常必要。程序員可以添加標記，書日和輸出設(shè)備名稱，以及對于查找錯誤或者對于系統(tǒng)維護很有用的注釋。添加注釋和標記可以使技術(shù)人員（不僅僅是開發(fā)人員）很快理解梯形圖。注釋和標記甚至還可以準確地引用零件號，如果需要更換零件的話。這將加快由于損壞零件而引起的任何問題的修理速度。響應(yīng)的舊方 法是這樣的，開發(fā)系統(tǒng)的人必須保護這個程序，他旁邊再沒有人知道系統(tǒng)是怎樣完成的。正確的、備有證明文件的梯形圖使任何技術(shù)人員都能徹底理解系統(tǒng)的功能。 電源是為中央處理單元提供電源的。大部分 420有些 可以看見作為獨立模塊的電源。用戶必須確定從 I/同的模塊使用不同的電流量。 該電源一般不用于啟動外部輸入或輸出。用戶必須提供獨立的電源來啟動 制器的輸入和輸出，因為這樣可以保證 制器的所謂 “純 電源 ”。使用純電源意味著工業(yè)環(huán)境中的電源不會嚴重影響它。有些較小的 四、 一個系統(tǒng)化的設(shè)計 且在一些工業(yè)應(yīng)用總有很大的不同。自動控制系統(tǒng)是狀態(tài)模型用公式語言或等價的語言描述的。公式描述對被控制的系統(tǒng)的行為提供一個精確的描述?？梢酝ㄟ^分析估計看狀態(tài)模型是否達到想要的目標。第二，為狀態(tài)模型的描述提供結(jié)構(gòu)描述，這個結(jié)構(gòu)描述可以說明邏輯要求和如細節(jié)安全規(guī)則的限制。第三，好的控制 系統(tǒng)設(shè)計是對自動控制代碼生成有益的 ——一種能夠產(chǎn)生可執(zhí)行的控制軟件的能力，不同的邏輯控制器可以減少程序掃描時間和執(zhí)行那個時間。特別的，這個主題與隨后的部分的是有關(guān)的。 在現(xiàn)代制造業(yè)中，系統(tǒng)是用過程和結(jié)果的革新來描述的，并且因此不得不改變系統(tǒng)性能以快速做出反應(yīng)。因此，一個大的挑戰(zhàn)是提供技術(shù)以限制自動控制系統(tǒng)對變化需要和新機會的反應(yīng)，所以，設(shè)計和操作知識可以實時的被再次利用，在工業(yè)實踐中提供了一個重要的競爭面。 研究表明，在自動化系統(tǒng)中，程序?qū)崿F(xiàn)的方法已經(jīng)與計算機資源應(yīng)用的急速增長不能匹配。例如，可編程邏輯控制 器（ＰＬＣ）程序仍然依靠一種方便的有邏輯梯形圖的程序?qū)崿F(xiàn)模式。結(jié)果，程序上的延遲和資源成了生產(chǎn)工業(yè)過程的主要絆腳石。在可編程邏輯控制器程序設(shè)計過程中，測試和調(diào)試可能會占用超過百分之五十的人力。在發(fā)展和傳播“ＳＴＡＴＥ－ＯＦ－ＴＨＥ－ＡＲＴ”已經(jīng)形成標準 [0848, 1999; 1993; 1499, 1998; 57451999]，但是，基本上這些標準都不能參與有效的程序和系統(tǒng)設(shè)計方面知識的革新。 系統(tǒng)的方法通過使用原有的軟件模塊，有助于增加設(shè) 計自動化的水平，同時也將提供一種可管理的大規(guī)模系統(tǒng)設(shè)計的方法。同樣的，它也將改善軟件的質(zhì)量的可靠性，以及關(guān)系到系統(tǒng)的較高安全標準，尤其是這些對環(huán)境有危害影響的，比如：機場控制、公共鐵路運輸。 軟件工業(yè)被認為是系統(tǒng)性能的破壞者和系統(tǒng)復(fù)雜性的產(chǎn)生者。逐漸下降的硬件價格，破壞了對通過優(yōu)化程序獲得的軟件性能的需要。其結(jié)果是，一方面造成了大量而低效率的程序代碼，另一方面并沒有獲得高的硬件性能。其次，軟件變得難以掌握其程度的復(fù)雜；在現(xiàn)代自動化系統(tǒng)中，軟件設(shè)計和保持系統(tǒng)本質(zhì)幾乎變得不可能。尤其是，可編程邏輯控制器（ＰＬＣ ）程序設(shè)計從二十五年前的兩條主線，發(fā)展到現(xiàn)在的成千上萬條?，F(xiàn)在安全性增加了，例如，關(guān)于防火的新措施，以及現(xiàn)代自動化系統(tǒng)的柔韌性增加了程序設(shè)計過程的復(fù)雜性。因此，軟件的使用周期花費是總共花費的一個固定不變的增長部分。百分之八十到九十的花費用于軟件維護、調(diào)試、優(yōu)化（改進）、和擴展以滿足不斷變換的需求。 目前，大部分設(shè)計研究的主要焦點都集中在機械和電子產(chǎn)品上。這種有目的性的研究產(chǎn)生了一個副產(chǎn)品，就是通過推廣這中研究到系統(tǒng)工程設(shè)計領(lǐng)域，從而加固了我們對設(shè)計理論和技巧的基本理解。針對大規(guī)模和復(fù)雜系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計理論并沒 有成熟。尤其是，對如何簡化一個繁冗而復(fù)雜的設(shè)計任務(wù)這一問題，仍然沒有被科學(xué)的處理。而且，正在設(shè)計理論和代表計算機科學(xué)及運籌學(xué)研究的認識論結(jié)果之間構(gòu)建一條橋梁，這樣的具體應(yīng)該是邏輯硬件電路設(shè)計。 從邏輯學(xué)的角度來看，可編程邏輯控制器（ 軟件設(shè)計類似與集成電路的硬件設(shè)計?，F(xiàn)代超大規(guī)模集成電路設(shè)計（ 及其復(fù)雜的，一個集成電路一般有幾百萬個晶體管，而且產(chǎn)品開發(fā)周期大都三年左右。設(shè)計過程一般都分成局部功能塊設(shè)計和系統(tǒng)設(shè)計兩個階段。在 局部功能塊設(shè)計階段，單個功能將被設(shè)計出來，并予以驗證。在系統(tǒng)設(shè)計階段，所有功能塊都將被整合起來，整個系統(tǒng)行為特性和功能將會通過仿真形式加以測試。一般來說，所有部分都完全的驗證是不可能的。因此，統(tǒng)計學(xué)可以作為可編程邏輯控制器（ 計的一個例子，并有可能影響邏輯硬件設(shè)計。 五、 703 K 1703 以穩(wěn)定為基礎(chǔ)的產(chǎn)品平臺中，擁有高級的功能性和適應(yīng)性。 動化，控制和保護）系統(tǒng)概念保證了 703 定的功能性使得自 動化控制，遠程控制和通信協(xié)議三者完美結(jié)合?？缮壍男阅芘c多種冗余結(jié)構(gòu)，使得 703 ? 水電站遠程控制與中控設(shè)備 ? 擁有自治功能的自動控制單元 ? 數(shù)據(jù)節(jié)點 , 設(shè)備控制站 , 尖端科技 ? 擁有現(xiàn)場或遠程外圍設(shè)備 ? 為后面板安裝而設(shè)計的 19英寸設(shè)備 ? 專為多種現(xiàn)場應(yīng)用和高產(chǎn)品要求設(shè)計的中間產(chǎn)品 ? 多種通信手段 ? 簡潔的編程 ? 唯一的設(shè)備插座 ? 開放型系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu) ? 可升級的冗余 ? 智能終 端 - 703 703 控原件）和理和通信原件），一個總線最多可以連接 16個外圍設(shè)備原件。 征與功能 系統(tǒng)功能： ? 核心元件，協(xié)調(diào)所有系統(tǒng)功能 連接所有基本功能原件的中心站點 ? 時間管理 自動控制單元的中控時鐘 設(shè)定并保持自身時鐘的時間，分辨率為 10過互聯(lián)網(wǎng)或當?shù)氐姆?wù)通信進行同步 ? 冗余 在處理與通信中為自動控制單元選擇并轉(zhuǎn)變?nèi)哂鄦卧? 通過 通過外接系統(tǒng)實現(xiàn)選擇與支持 ,例如控制系統(tǒng) ? 與 連接 在閃存卡里存儲固件和參數(shù) 通信： ? 通過相應(yīng)的協(xié)議原件與高級或附屬自動控制單元進行通信 ? 為數(shù)據(jù)流自動選擇路徑 ? 優(yōu)先基本數(shù)據(jù)的傳輸 (優(yōu)先級控制 ) ? 為每個聯(lián)檢站設(shè)立自己的循環(huán)緩沖器和處理信息 (數(shù)據(jù)保持 ) ? 為冗余通信提供路徑 與對方站的冗余進行通信 ? 通過撥號上網(wǎng)方式對特殊應(yīng)用實施特殊功能 為可進行冗余的站點進行測試 具有處理功能的外圍設(shè)備： ? 通過 703外圍設(shè)備串口總線自發(fā)地將信息傳輸?shù)酵鈬O(shè)備單元 自動控制功能： ? 通過 照 1131512 大約 50000個可變信號源 ,2000個常用信號源 10網(wǎng)上測試 可隨時下載 ? 冗余的開閉環(huán)功能控制 通過冗余線路進行同步 通過 703外圍設(shè)備串口總線在開閉環(huán)控制功能與外圍接口單元之間不斷傳輸處理信息 六 、 控制器 7種場合中的檢測、監(jiān)測及控制的自動化，其強大功能使其無論在獨立運行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 該產(chǎn)品具有光電隔離，高電磁兼容；具有很高的工業(yè)適用性，允許的環(huán)境溫度達 60℃；具有很強的抗干擾、抗振動與抗沖擊性能，因此在嚴酷的工作環(huán)境中得到了廣泛的應(yīng)用。 自由通訊口方式也是 使 制器進行通訊，即 00型 例 波特率為 1。 5s（可調(diào)整）。因此使可通訊的范圍大大增加，使控制系統(tǒng)配置更加靈活、方便。任何具有串行接口的外設(shè)，例如：打印機或條形碼閱讀器、變頻器、調(diào)制解調(diào)器（ 上位 戶可通過編程來編制通訊協(xié)議、交換數(shù)據(jù)（例如： 具有 C/ 當上位機脫機時，在下位機控制下，整個系統(tǒng)能正常運行。 上位機即圖文控制中心，主要由 用 平臺，采用全中文操作界面，人機對話友好。管理人員和操作者，可以通過觀察 且通過鼠標進行設(shè)備管理和執(zhí)行打印任務(wù)。 將過程控制中發(fā)生的事件清楚地顯示出來，可顯示當前狀態(tài)并按順序記錄，所記錄的數(shù)據(jù)可以全部顯示或選擇簡要形式顯示，可連續(xù)或按要求編輯，并可輸出打印報表和趨勢圖。 夠在控制過程中危急情況的初發(fā)階段進行報告，發(fā)出的信號既可以在屏幕上顯示出來，也可以用 聲音表現(xiàn)出來。它支持用在線幫助和操作指南來消除故障。某一 件輔助操作策略保證過程不被非法訪問，并提供用于工業(yè)環(huán)境中的無錯操作。 0操作系統(tǒng)下，在 2位應(yīng)用軟件，通過 為理想的通訊伙伴進入 此 七、通信 通信對于個人自動單元是很重要的。在過去 的幾年里，我們聽到許多關(guān)于生產(chǎn)自動化協(xié)議的事情，并且許多公司已經(jīng)加入大有成功希望的事業(yè)。然而，當一個完整的生產(chǎn)自動化協(xié)議說明書沒有及時出現(xiàn)時許多公司都很失望。 ”現(xiàn)在，生產(chǎn)自動化協(xié)議仍然是生產(chǎn)中一個發(fā)展的對象，一個說明書并不是最終的結(jié)果。例如，雖然當新的生產(chǎn)自動化協(xié)議 是現(xiàn)在人們?nèi)匀粚a(chǎn)品用于 由于這些原因，許多 歐姆龍公司正在進行一個有關(guān)是歐姆 龍生產(chǎn)部門總經(jīng)理 姆龍的產(chǎn)品并不涉及到 由于工業(yè) 產(chǎn)廠家正在考慮專用網(wǎng)絡(luò)。根據(jù) 戶擔心如果他們廣泛的應(yīng)用生產(chǎn)廠家將會收回 樣將會留下一個不支持通信的交流框架。 LC is in 960s in lc is to of is is to as of is to of in to of In lc as a lc is no is a in It to in as of of or to a to is a be to a is a . 968, in At LC or a 1999]. C to to of to in to a on LC 1995], an of 5 of S of is of LC as a 5at in LC is on is or in a by `If a LC to to of of is an in so be In in LC is to in to LC a of In of is LC In LC to of A a is in of is to a LC on as a of to a of is to a to in of is to of on of is LC LC PU I/O a do LC PU I/O or a be to In a of PU's of of PU by it PU of by in a or of it is is LC of LC so to is of a is of 051, 62is ll LC of LC up of an is by a a it a to a be in is to be V on a is a in a is of a of an is 1”or 0”in a or in of to in or be in of be a LC a if s a in is of to is it is to a It is to to in a to in LC to of a on of I/O up in as as a is to of or be or a to a if be up a of up to a a on so it to is in to LC 4 20 On LC ll as a LC to to “LC we it of LC a a A to LC in of in sy