自动化制造系统毕业论文中英文资料外文翻译文献

1、中英文资料外文翻译文献基于 PLC 的自动化制造系统15.梯形图逻辑函数主题： 数 据 组合逻辑函数学运算、换、阵列计、比较、布尔量运算等函数 设计实例宗旨： 理解基本函数,允许计算和比较了解使用了内存文件的数组函数15.1 介绍继电器触点线圈处理、数 数 据 转 操作、统梯行图逻辑输入触点和输出线圈之间允许简单的逻辑判断。这些函数把基 本的梯形图逻辑延伸到其他控制形式中。 例如， 附加的定时器和计数器允许基于 事件的控制。在下图 15.1 中有一个较长的关于这些函数的表。这包括了组合逻辑和事件函数。 本章将会研究数据处理和数值的逻辑。 下一章将介绍表、 程序控制和一些输入和输出函数。剩下的函

2、数会在后面的章节中讨论事件函数数据处理函数数字逻辑函数列表函数程序控制函数输入输出函数计时显示计数显示移动数学运算转换布尔量运算 比较转移入栈/出栈 序列发生器 分支/循环立即输入/输出 错误/中断检测PID通讯高速计数器 字符串函数图 15.1 基本 PLC 函数分类大多数的函数会使用 PLC 的存储单元获取值、储存值和跟踪函数状态。一般大部分函数当输入值是“真”时，会被激活。但是，有些函数，如延时断开定 时器，可以在无输入时，保持激活状态。其它的函数仅当输入由“假”变“真” 时， 才会被执行， 这就是所谓的上升沿触发。 想想， 一计数器仅仅是输入由“假” 变“真”时才会计数，输入为“真”状

3、态的持续时间并不影响函数动作。而下降 沿触发函数仅当输入由“真”变“假”时才会触发。多数函数并非边沿触发：除非有规定说明函数不是边沿触发。标签：我并没有像说明书或者软件里那样准确的画出这些函数。因为这样会节省空间并且易于阅读，但是所有的必要信息我都给出了。15.2 数据处理15.2.1 传递函数有两种基本的传递函数；MOV(值,操作数) -把值传递到指定的存储位置。MVM(值,标号,操作数) -把值传递到指定的存储位置，但是用标号来指定一个 传递的位。1这个 MOV 函数从一个存储空间取出一个值放置到另外一个存储空间里。 下 图 15.2 给出了 MOV 的基本用法。当A 为“真”， MOV

4、函数把一个浮点数从原 操作数传递到操作数存储位置。原操作数地址中的数据没有改变。当 B 为“真” 时， 原操作数中的浮点数将被转换成整数存储在操作数存储区中。 浮点数会被四 舍五入成整数。当 C 为“真”时，整数“123”将被存储在整数文件 N7:23 中。MOV原操作数F8:07操作数F8:23MOV原操作数F8:07操作数N7:23MOV原操作数123操作数N7:23标签：当函数值改变时，除了输入与输出，其值是瞬间改变的。试想：图 15.2 中，如果 ABC 都为“真”，那么 F8:23 的值将会在下一个指令到来前就变化。这与输入输出扫描只发生在逻辑扫描之前或者之后不同。图 15.2 MO

5、V 的基本用法下图 15.3 给出了更多更复杂的 MOV 函数用法。当A 为“真”时，第一个 模块将会把值“123”送入 N7:0，同时第二个模块将会把值“-9385”从N7:1 送 到 N7:2 中（这个值之所以为负数，是因为我们使用了 2S 的 compliment）。对 于基本的 MOV 函数使用中，二进制数值不是必要的；但是在MVM 函数中，二 进制数值却是必要的。这个模块中从 N7:3 移动二进制数值到 N7:5 中。 但是这 些“位”在 N7:4 中仍为“ON”，操作数的其他位将不会受到影响。请注意： N7:5 的第一位 N7:5/0 在指令执行前后仍为“ON”,但是在 N7:4

6、中却不同， MVM 函数当应用在个别二进制位的处理中时非常有用，但是处理实数却是用处不大 了。2MOV原操作数130 dest N7:0MOV原操作数N7:1 dest N7:2MVM原操作数N7:3 标号N7:4 dest N7:5MVM原操作数N7:3 标号N7:4 dest N7:6地址N7:0N7:1N7:2N7:3N7:4N7:5N7:6之前数据二进制B#0000000000000000B#1101101101010111B#1000000000000000B#0101100010111011B#0010101010101010B#0000000000000001B#11011101

7、11111111十进制0-9385-3276822715109221之后数据二进制B#0000000010000010B#1101101101010111B#1101101101010111B#1101100010111011B#0010101010101010B#00001000101010B#1101110111111111十进制130-9385-9385-10053109222219标签： 标号的概念非常重要， 并且也可以用在其他函数中。 标号允许指令改变一个二进制数据的其中四位， 而不用改变它的全部数值。 当你使用二进制数据中的位来表示声明， 模式或者状态等内容时， 你会很希望这么做。

8、 图 15.3 是 MOV 和MVM 函数对二进制数值的操作例子图 15.3MOV 和 MVM 函数的使用实例15.2.2 数学函数数学函数将检索一个或多个值，执行一个操作然后把结果储存在内存中。 图 15.4 展示的是一个 ADD 函数从 N7:4 和 F8:35 中读取数据操，把他们转换成 操作数的地址格式，把两个浮点数相加，结果储存在F8:36 中。该函数有两个原 操作数记做“原操作数 A” 、“原操作数 B”。对于该函数来说原操作数顺序 可以改变，但是这对于“减法函数”或“除法函数”等其他操作来说却不一定正 确，下面列出了其他一些基本的数学函数。其中的一些，如“取负”是一元的函 数，也

9、就是说它只有一个原操作数。3加原 操 作 数 A N7:04原 操 作 数 B F8:35操 作 数 F8:36加（值 1，值 2，操作数） -累加两个值减（值 1，值 2，操作数） -值 1 减值 2 给操作数乘（值 1，值 2，操作数） -值 1 乘值 2 给操作数除（值 1，值 2，操作数） -值 1 除值 2 给操作数取反（值，操作数）清除（值）-将值取反送给操作数-将值存储区清零标签：为了节省空间上图给出了函数的缩略符号，例如函数 ADD （值 1，值 2，操作数） 需要两个原操作数， 并把值存入操作数。 为了减少描述函数时的空间这些符号将被用在很多地方图 15.4 数学函数图 15

10、.5 列出了数学函数的用法，多数函数的执行会给出我们期待的结果， 第二个 ADD 函数从 N7： 3 中取了一个值，加 1 然后送入原操作数，这就是通常所说的“自加”操作。第一个DIV,执行操作整数 25 除以整数 10，结果四舍五入为最接近的整数，这时，结果被储存在 N7:6 中。 NEG 指令取走了新数“-10”，而不是源数据“0”，从 N7:4 取出的数据符号被取反，结果存入 N7:7。地址N7:0N7:1N7:2N7:3N7:4之前值1025000之后值1025351-104N7:5N7:6N7:7N7:8F8:0F8:1F8:2F8:300010010.025.00025031001

11、0.025.02.52.5图 15.5 数学函数例子标签：调用，整数范围从-32768 到 32767 并且没有小数。图 15.6 列出了更多的高级函数。这个列表包括基本的三角函数、取绝对值函数、 对数函数、 取二次方根函数。 最后一个函数 CPT 能接受表达式并且可以执行一个复杂的运算。ACS(值,操作数) - 反余弦COS(值,操作数) - 余弦ASN(值,操作数) - 反正弦SIN(值,操作数) - 正弦ATN(值,操作数) -反正切TAN(值,操作数) - 正切XPY(值 1,值 2，操作数) - X 的 Y 次幂LN(值,操作数) - 自然对数LOG(值,操作数) - 以 10 为底

12、的对数SQR(值,操作数) - 开二次方根CPT(操作数,表达式) - 做运算图 15.6 高级数学函数图 15.7 展示的是把表达式转化成梯形图逻辑。转换的第一步是把表达式的 变量存入 PLC 中没被使用过的存储区中。接下来拥有很多嵌套运算的方程就可 以被转化，例如 LN 函数。这时 LN 函数的运算结果被保存在其他存储空间中，5之后会被调用。其它的一些操作会应用在相似的情况下。 （注意：这些方程可能 应用在其他场合中，占用更少的存储空间。）给定方程指定存储图 15.7 用梯形图表示的方程和图 15.7 中一样的方程被应用于图 15.8 所示的 CPT 函数中。存储区也和上图使用的一样。该表

13、达式被直接输进了PLC 程序中。图 15.8 利用CPT 函数计算数学函数可以导致诸如溢出，进位等状态标识位变化，注意要尽量避免出 现像“溢出”这样的问题。但是使用浮点数时这种问题会少一点。而整数极易出现这样的问题，因为它们受到-3276832767 这样一个数据范围的限制。15.2.3 转换函数6梯形图中的转换函数列在了图 15.9 中。例子中的函数将会从D 存储区读取 一个 BCD 码数据， 然后把它转换为浮点数存储在 F8:2 中。 其它的函数将把二进制负数转换成 BCD 码数据，下面的函数也包含了弧度数和角度的转化。TOD(value,destination) 把 BCD 码转换为二进

14、制数FRD(value,destination) - 把二进制值转换为 BCD 码DEG(value,destination) 把弧度数转换为度数RAD(value,destination) - 把度数转换为弧度数图 15.9 转换函数图 15.10 给出了转换函数的例子。这些函数读取一个源数据后，开始转换， 结束后储存结果。 TOD 函数转换成 BCD 码将会出现“溢出”错误。地址 之前值N7:0 0N7:1 548F8:0 3.141F8:1 45F8:2 0F8:3 0D9:0 0000 0000 0000 0000D9:1 0001 0111 1001 0011之后值17935483.

15、141451800.7850000 0101 0100 10000001 0111 1001 0011图 15.10 转换例子715.2.4 矩阵函数矩阵可以储存多列数据。在 PLC 中这将是一系列的整数数字，浮点数或者 其它类型的数据。 例如， 假定我们测量和保存一块封装芯片的重量时要使用浮点 数存储区 F8:20。每十分钟要读取一次重量数据，并且一小时后找出平均重量。 这一节我们将聚焦于矩阵中多组数据的处理技术， 也就是说明书中所谓的“块”。 15.2.4.1-统计这些函数也是可以处理统计数据的。图 15.11 列出了这些函数，当 A 变为 “真”AVE 函数的转换操作从存储区 F8:0

16、开始，并算出四个数的平均值。控制 字 R6:1 被用来跟踪运算的进程，并判断运算何时结束。这些运算还有其它的一 些是边沿触发的。该次运算可能会需要经过多个扫描周期才能完成。运算结束后， 平均值被储存在 F8:0 中，同时 R6:1/DN 位被置 ON。AVE(开始值,操作数,控制字,长度)STD(开始值,操作数,控制字,长度)SRT(开始值,控制字,长度) 求平均值 求标准差 排列一串值图 15.11 统计函数如图 15.12 给出的统计函数例子，它拥有一个有四个字长从 F8:0 开始的数 组数据。每次执行平均值运算的结果储存在 F8:4 中，标准差储存在 F8:5 中。一 系列数值被存放在从

17、 F8:0 到 F8:3 的按升序排列的存储区中。为防止出现数据覆 盖现象， 每个函数都应该有自己的控制存储器。 同时触发该函数与其他运算不是 一个明智的选择，因为在计算期间该函数会移动数据，这会导致错误的结果。89A 导 通 B 导 通 C地址 之前 后 后 后F8:0 3 3 3F8:1 1 1 1F8:2 2 2 2F8:3 4 4 4F8:4 0 2.5 2.5F8:5 0 0 1.29导 通12342.51.29图 15.12 统计运算旁白：这些函数允许 SPC （统计）数据控制中的实数运算。仅有的不是这样的 PLC 函数是随机函数，它允许出现随机样本数据。15.2.4.2-块操作图

18、 15.13 给出了最基本的块函数。这个 COP 函数将会拷贝从 N7:50 到 N7:40 拥有十个数据的数组。 FAL 函数将会通过一个表达式执行数学运算。 FSC 函数通 过使用表达式允许数组之间进行比较。 FLL 函数会利用一个数据把块存储区填充 起来。COP(开始值,操作数,长度) 拷贝一个数据块FAL(控制字,长度,模式,操作数,表达式) 为得到一个多重值而执行基本的数学运算FSC(控制字,长度,模式,操作数,表达式) 为得到一个多重值而作一个比较FLL(值,操作数,长度) 把一个单一值拷贝到一个数据块图 15.13 块操作函数图 15.14 显示的是拥有不同地址模式的 FAL 函

19、数使用例子。第一个 FAL 函 数将会执行下列运算：N7:5=N7:0+5, N7:6=N7:1+5, N7:7=N7:2+5, N8:7=N7:3+5, N7:9=N7:4+5. 第二个 FAL 函数中在表达式值之前缺少“#”标识，因此运算将变为：N7:5=N7:0+5, N7:6=N7:0+5, N7:7=N7:0+5, N8:7=N7:0+5, N7:9=N7:0+5.当 B 为真，且为模式 2 时该指令在每次扫描周期到来时执行两个运算。最后一 个 FAL 运算的结果为：N7:5=N7:0+5, N7:5=N7:1+5, N7:5=N7:2+5, N7:5=N7:3+5, N7:5=N7

20、:4+5.最后一个操作貌似没什么用处，但是请注意，该运算是增值的。在C上升沿到来 时该运算都会执行一次。每次扫描周期经过时，这几个运算将执行所有的5个操 作一次。 用来指示每次扫描运算的编号， 而插入一个号码也是有可能的。 由于有 较大的数组， 运算时间可能会很长， 同时尝试每次扫描时执行所有运算也将会导 致看门狗超时错误。图 15.14 文本代数函数例子15.3 逻辑函数15.3.1 数值比较10图 15.15 所示为比较函数， 先前的函数块是输出， 它取代了输入联系。 例子 展示的是比较两个浮点数大小的函数 EQU。如果数值相当，则输出位 B3:5/1为 真，否则为假。其他形式的相等函数也

21、裂了出来。EQU(值 1，值 2)NEQ(值 1，值 2)LES(值 1，值 2)LEQ(值 1，值 2)GRT(值 1，值 2)GEQ(值 1，值 2)CMP （表达式）MEQ （值，符号，临界值）LIM （低限，值，高限）相等不相等小于小于等于大于大于等于比较两值是否相等使用一个符号来比较值是否相等检测值是否在范围内图 15.15 比较函数图 15.16 展示了六个基本的比较函数。图右边是比较函数的操作例子，图 15.16 比较函数例子11图 15.16 中的梯形图程序在图 15.17 中又用 CMP 函数表达了一遍，该函数 可以使用文本表达式。图 15.17 使用 CMP 函数的等价表述

22、表达式可以被用来做许多复杂运算， 如图 15.18 所示。 表达式将会判断 F8:1 是否介于 F8:0 和 F8:2 之间。图 15.18 一个更加复杂的比较函数LIM 和 MEQ 函数如图 15.19 所示。 前三个函数将会判断待检测值是否处在 范围内。 如果上限值大于下限值且待测值介于限值之间或者等于限值， 那么输出 为真。如果下限值大于上限值，则只有待测值在范围之外时输出值才为真。1213地址N7:0N7:0N7:0N7:0N7:0N7:0十进制（之前值）15111580二进制（之前值） 0000000000000001 0000000000000101 000000000000101

23、1 0000000000001111 00000000000010000000000000000000二进制（之后值） 0000000000000001 0000000000000101 0000000000001011 0000000000001111 00000000000010000000000000001101图 15.19 复杂的比较函数上 限下 限下 限 上 限图 15.20LIM 函数的线段表示图 15.20 展示的线段可以帮助我们判断待测数值是否在限值内。在图15.21中使用FSC指令进行文件与文件的比较也是被允许的。该指令使用了控制字R6:0。它将解释表达式10次， 做两次比

24、较在每次逻辑扫描中（模式2）。比较为： F8:10<F8:0 , F8:11<F8:0 然后 F8:12<F8:0 , F8:13<F8:0 然后F8:14<F8:0 , F8:15<F8:0 然后 F8:16<F8:0 , F8:17<F8:0 然后是F8:18<F8:0 , F8:19<F8:0 。函数将会继续执行除非发现一个错误状态或者完成比较。如果比较完成没有发现错误状态那么输出A将为“真”。在一个扫描周期中该模式也会一直执行所有比较。或者当函数前面的输入为真时就更新增量-在这种情况下输入为一条线，而一直为真。FSC控制字R6

25、:0长度10位置0模式2表达式#F8:10<F8:0图 15:21 使用表达式的文件比较15.3.2 布尔函数图 15.22 显示的是布尔代数函数。函数显示从位存储单元获取数据字，执 行一个 AND 操作， 把结果储存在一个新的位逻辑单元。 这些函数都是面向 “字”层面的运算。 执行布尔运算的能力，该能力允许不止单一位上的逻辑运算。AND(值 1，值 2，操作数)OR(值 1，值 2，操作数)NOT(值 1，值 2，操作数)XOR(值 1，值 2，操作数)二进制“与”函数二进制“或”函数二进制“非”函数二进制“异或”函数图 15.22 布尔函数图 15.23 展示了布尔函数的使用。前三个

26、函数需要两个参数，最后一个函 数只需要一个参数。与函数只有两个操作数同时为真结果位才会被置 ON。或函 数只要两个操作数中任意一个为 ON，那么它就将结果位置 ON。异或函数两操作 数中有且仅有一个为 ON 那么结果位才会被置 ON。非函数将字中所有位取反。14Automating Manufacturing Systems with PLCs15.LADDER LOGIC FUNCTIONSTopics: Functions for data handling, mathematics, conversions, array operations, statistics,comparison

27、 and Boolean operations. Design examplesObjectives: To understand basic functions that allow calculations and comparisons To understand array functions using memory files15.1INTRODUCTIONLadder logic input contacts and output coils allow simple logical decisions. Functionsextend basic ladder logic to

28、 allow other types of control. For example, the addition oftimers and counters allowed event based control. A longer list of functions is shown inFigure 15.1. Combinatorial Logic and Event functions have already been covered. Thischapter will discuss Data Handling and Numerical Logic. The next chapt

29、er will coverLists and Program Control and some of the Input and Output functions. Remaining functionswill be discussed in later chapters.15Combinatorial Logic- relay contacts and coilsEvents- timer instructions- counter instructionsData Handling- moves- mathematics- conversionsNumerical Logic- bool

30、ean operations- comparisonsLists- shift registers/stacks- sequencersProgram Control- branching/looping- immediate inputs/outputs- fault/interrupt detectionInput and Output- PID- communications- high speed counters- ASCII string functionsFigure 15.1 Basic PLC Function CategoriesMost of the functions

31、will use PLC memory locations to get values, store valuesand track function status. Most function will normally become active when the input is true. But, some functions, such as TOF timers, can remain active when the input is off. Other functions will only operate when the input goes from false to

32、true, this is known as positive edge triggered. Consider a counter that only counts when the input goes from false to true, the length of time the input is true does not change the function behavior. A negative edge triggered function would be triggered when the input goes from true to false. Most f

33、unctions are not edge triggered: unless stated assume functions are not edge triggered.NOTE: I do not draw functions exactly as they appear in manuals andprogramming software.This helps save space and makes the instructions somewhat easier to read. All of the necessary information is given.1615.2 DA

34、TA HANDLING15.2.1 Move FunctionsThere are two basic types of move functions;MOV(value,destination) - moves a value to a memory locationMVM(value,mask,destination) - moves a value to a memory location, but with a mask to select specific bits.The simple MOV will take a value from one location in memor

35、y and place it in another memory location. Examples of the basic MOV are given in Figure 15.2.When A is true the MOV function moves a floating point number from the source to the destination address. The data in the source address is left unchanged. When B is true the floating point number in the so

36、urce will be converted to an integer and stored in the destination address in integer memory. The floating point number will be rounded up or down to the nearest integer. When C is true the integer value of 123 will be placed in the integer file N7:23.NOTE: when a function changes a value, except fo

37、r inputs and outputs, the value is changed immediately. Consider Figure 15.2, if A, B and C are all true, then the value in F8:23 will change before the next instruction starts. This is different than the input and output scans that only happen before and after the logic scan.17Figure 15.2 Examples

38、of the MOV FunctionA more complex example of move functions is given in Figure 15.3. When Abecomes true the first move statement will move the value of 130 into N7:0. And, the second move statement will move the value of -9385 from N7:1 to N7:2. (Note: The number is shown as negative because we are

39、using 2s compliment.) For the simple MOVs the binary values are not needed, but for the MVM statement the binary values are essential. The statement moves the binary bits from N7:3 to N7:5, but only those bits that are also on in the mask N7:4, other bits in the destination will be left untouched. N

40、otice that the first bit N7:5/0 is true in the destination address before and after, but it is not true in the mask. The MVM function is very useful for applications where individual binary bits are to be manipulated, but they are less useful when dealing with actual number values.1815.2.2 Mathemati

41、cal FunctionsMathematical functions will retrieve one or more values, perform an operation andstore the result in memory. Figure 15.4 shows an ADD function that will retrieve values from N7:4 and F8:35, convert them both to the type of the destination address,add the floating point numbers, and stor

42、e the result in F8:36. The function has two sources labelled source A and source B. In the case of ADD functions the sequence can change, but this is not true for other operations such as subtraction and division. A list of other simple arithmetic function follows. Some of the functions, such as the

43、 negative function are unary, so there is only one source.19Figure 15.4 Arithmetic FunctionsAn application of the arithmetic function is shown in Figure 15.5. Most of theoperations provide the results we would expect. The second ADD function retrieves avalue from N7:3, adds 1 and overwrites the sour

44、ce - this is normally known as an increment operation. The first DIV statement divides the integer 25 by 10, the result is rounded to the nearest integer, in this case 3, and the result is stored in N7:6. The NEG instruction takes the new value of -10, not the original value of 0, from N7:4 inverts

45、the sign and stores it in N7:7.20Figure 15.5 Arithmetic Function ExampleA list of more advanced functions are given in Figure 15.6. This list includes basictrigonometry functions, exponents, logarithms and a square root function. The last function CPT will accept an expression and perform a complex

46、calculation.21Figure 15.6 Advanced Mathematical FunctionsFigure 15.7 shows an example where an equation has been converted to ladderlogic. The first step in the conversion is to convert the variables in the equation to unused memory locations in the PLC. The equation can then be converted using them

47、ost nested calculations in the equation, such as the LN function. In this case the results of the LN function are stored in another memory location, to be recalled later. The other operations are implemented in a similar manner. (Note: This equation could have been implemented in other forms, using

48、fewer memory locations.)22Figure 15.7 An Equation in Ladder LogicThe same equation in Figure 15.7 could have been implemented with a CPTfunction as shown in Figure 15.8. The equation uses the same memory locationschosen in Figure 15.7. The expression is typed directly into the PLC programming softwa

49、re.Figure 15.8 Calculations with a Compute FunctionMath functions can result in status flags such as overflow, carry, etc. care must betaken to avoid problems such as overflows. These problems are less common when using floating point numbers. Integers are more prone to these problems because they a

50、re limited to the range from -32768 to 32767.2315.2.3 ConversionsLadder logic conversion functions are listed in Figure 15.9. The example functionwill retrieve a BCD number from the D type (BCD) memory and convert it to a floating point number that will be stored in F8:2. The other function will con

51、vert from 2s compliment binary to BCD, and between radians and degrees.Figure 15.9 Conversion FunctionsExamples of the conversion functions are given in Figure 15.10. The functionsload in a source value, do the conversion, and store the results. The TOD conversion to BCD could result in an overflow error.24Figure 15.10 Conversion Example15.2.4 Array Data FunctionsArrays allow us to store multiple data values. In a PLC this will be a sequential series of numbers in integer, floating point, or other memory. For exampl