購買設(shè)計(jì)請(qǐng)充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點(diǎn)開預(yù)覽，，資料完整，充值下載可得到資源目錄里的所有文件。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖紙，doc,docx為WORD文檔，原稿無水印，可編輯。。。具體請(qǐng)見文件預(yù)覽，有不明白之處，可咨詢QQ:12401814
本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
翻譯資料
中文題目： 網(wǎng)絡(luò)傳輸方法應(yīng)用于可編程
邏輯控制器編程
英文題目： Using the net transformation method to program programmable logic controllers
學(xué)生姓名：趙鳳巳
學(xué) 號(hào)：14021223
班 級(jí)：140212
專 業(yè)：機(jī)械
指導(dǎo)教師：高春甫
14
網(wǎng)絡(luò)傳輸方法應(yīng)用于可編程邏輯控制器編程
摘要：
這篇文章描述了把分離的制造程序合成一系列控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸方法（MTS）。文章討論了連續(xù)系統(tǒng)的圖表方程式設(shè)計(jì)步驟。有系統(tǒng)地陳述了控制存儲(chǔ)器的實(shí)驗(yàn)原理。文章論證了圖表方程式通過一種階梯式邏輯語言，即可編程邏輯控制器的一種運(yùn)用，為記錄提供了基礎(chǔ)。MTS方法（網(wǎng)絡(luò)傳輸方法）模擬分離程序和PLC編程的作用通過一個(gè)精選的分離技術(shù)過程的自動(dòng)化例子用插圖表示出來。
關(guān)鍵字：制造程序，過程控制，控制算法，可編程序控制器，程序語言。
1． 序言
PLC是目前基礎(chǔ)的和常用的制造過程自動(dòng)化工具。它允許分離程序和持續(xù)程序的自動(dòng)化。PLC編程的基本實(shí)驗(yàn)是過程控制算法的知識(shí)，它為用控制器的程序語言寫運(yùn)用（程序）提供了基礎(chǔ)。
有一種新的方法允許合成分離制造程序的控制算法，這種方法就是網(wǎng)絡(luò)傳輸方法。（MTS）它存在于一種基本程序操作與一種外部易變控制系統(tǒng)的建立的對(duì)應(yīng)。
MTS方法的優(yōu)勢(shì)在于它允許復(fù)雜分離程序控制算法的設(shè)計(jì)。這種優(yōu)勢(shì)在連續(xù)控制系統(tǒng)的合成方法中是沒有的。傳統(tǒng)的方法在合成系統(tǒng)輸入的常數(shù)系數(shù)n>3和內(nèi)部狀態(tài)k>7時(shí)作用是有限的。
用MST方法合成控制算法的步驟，以及PLC程序，在Fig.1中圖表形式表示。一般來說，用MTS方法進(jìn)行PLC編程的步驟包括：
1．在口語中描述的基礎(chǔ)上確定程序的算法。它是由執(zhí)行指令網(wǎng)絡(luò)來表示的。
2．確定控制算法，他的合成分兩部：
——構(gòu)造使執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕顒?dòng)網(wǎng)絡(luò)。
——建立控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器。
3．確定圖表方程式
4．用階梯圖語言寫出PLC應(yīng)用圖表方程式。
下文不僅表述了MTS方法，還表述了它在PLC編程中的作用，用模型和精選的分離技術(shù)程序來例證。
2．MTS——網(wǎng)絡(luò)傳輸方法
用MTS方法把分離的制造程序合成連續(xù)的控制系統(tǒng)的連續(xù)過程在下面描述。
2．1 程序的功能圖表和其口語描述
程序的功能圖表是它分解成初級(jí)階段的基礎(chǔ)，必須在程序的初始狀態(tài)中呈現(xiàn)，圖表必須包含所有的活動(dòng)元素和系統(tǒng)，以及信號(hào)元素。這是程序分解為初級(jí)階段以及確定它們實(shí)現(xiàn)的條件時(shí)不可缺少的，上述的實(shí)驗(yàn)記錄在初級(jí)階段的口語描述中反映出來，如下所示：
步驟Z：*步驟名*
實(shí)現(xiàn) ：Ri
表明 ：Yi或Ti
這里Z是第i個(gè)初級(jí)階段，Ri是第i個(gè)激活元素或系統(tǒng)；Yi或Ti，邏輯或時(shí)間類型變量決定步驟Zi實(shí)現(xiàn)的結(jié)果。
程序的口語描述應(yīng)該包括初級(jí)階段的個(gè)別描述，在配合預(yù)定過程實(shí)現(xiàn)的指令中描述。
2． 2控制網(wǎng)——程序算法
程序的控制網(wǎng)用圖形符號(hào)Fig.2來描述其算法。圖形符號(hào)的作用意義和原理對(duì)用執(zhí)行指令網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)程序的書寫過程來說是很必要的。一個(gè)控制網(wǎng)是一個(gè)程序算法的數(shù)學(xué)幾何分析。
下面的元素是用來夠建一個(gè)控制網(wǎng)：
（a）執(zhí)行指令Fig.1a的幾何符號(hào)是個(gè)矩形。它們描述分離制造程序的基本步驟。
（b）狀態(tài)盒的幾何符號(hào)是個(gè)菱形，它們描述初級(jí)階段實(shí)現(xiàn)的邏輯或時(shí)間狀態(tài)一個(gè)狀態(tài)盒有一個(gè)輸入和兩個(gè)輸出：Y(yes)和N(no)。輸出狀態(tài)盒的描述代表應(yīng)該用下面的方式來理解。
在一個(gè)用狀態(tài)盒來描述其狀態(tài)結(jié)果的步驟的現(xiàn)實(shí)過程中，它的輸出值有T=0和N=1，狀態(tài)的完成由盒子輸出狀態(tài)（T=1和N=0）的改變結(jié)果來描述。且因此在與之相連的步驟中，以及下一步驟實(shí)現(xiàn)的開始中體現(xiàn)。
兩種類型狀態(tài)盒描述如下：
——初級(jí)階段狀態(tài)盒，這些是用于描述步驟實(shí)現(xiàn)的狀態(tài)。
——獨(dú)立狀態(tài)盒(Fig.1c)，用來描述不直接與其特定相連的初級(jí)階段程序狀態(tài)實(shí)現(xiàn)。
（c）邏輯執(zhí)行指令節(jié)點(diǎn)，它來描述代數(shù)二進(jìn)制指令。兩者交叉部分的幾何符號(hào)是一個(gè)圓圈。（Fig.1d）相連部分的符號(hào)是一個(gè)打叉的圓。（Fig.1e）
（d）信號(hào)分枝。它意味著分枝節(jié)點(diǎn)后的信號(hào)與節(jié)點(diǎn)前的信號(hào)有同樣的值。
（e）開始、停止和警告盒。這些描述程序下面的步驟：在它剛開始實(shí)現(xiàn)時(shí)，在實(shí)現(xiàn)結(jié)果時(shí)，以及狀態(tài)與預(yù)定的程序算法不一致時(shí)。
分離制造程序的控制網(wǎng)是其算法的一種數(shù)學(xué)模型。它用圖表詳細(xì)說明程序過程和程序特定實(shí)現(xiàn)的邏初級(jí)階段輯狀態(tài)?？刂凭W(wǎng)用習(xí)慣上下描述，用個(gè)別現(xiàn)象的指令。
在Fig.3中描述一個(gè)程序執(zhí)行指令網(wǎng)絡(luò)的例子。
附屬f和f，敘述程序基本步驟實(shí)現(xiàn)的狀況，可能在執(zhí)行初級(jí)階段指令網(wǎng)絡(luò)的最初被確定。附屬f決定著步驟Z開始實(shí)現(xiàn)時(shí)的程序狀態(tài)。用執(zhí)行指令盒輸入位置的信號(hào)來描述。
Fig2. 幾何符號(hào)用來建立控制網(wǎng):執(zhí)行指令盒(a)，基本步驟狀態(tài)盒（b），
獨(dú)立狀態(tài)盒（c），交叉節(jié)點(diǎn)（d），連接節(jié)點(diǎn)（e），信號(hào)分枝（f），開始盒（g），停止盒（h），及警報(bào)盒（i）。
附屬f決定著步驟Z開始實(shí)現(xiàn)時(shí)的程序狀態(tài)。它用執(zhí)行指令盒步驟Z的狀態(tài)盒輸出N的位置的信號(hào)來描述。確定附屬f和f的原理在圖Fig.3中表示。
基于上述的原因，特定程序步驟實(shí)現(xiàn)的邏輯狀態(tài)可能在執(zhí)行指令網(wǎng)絡(luò)的最初被確定，并被單獨(dú)描述。
F（zi）= f*f （1）
Eq.（1）為合成的連續(xù)控制系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)。
執(zhí)行指令網(wǎng)絡(luò)的基本優(yōu)勢(shì)是它限制了布爾函數(shù)的圖形描述；因此它可以被用來寫過程描述邏輯獨(dú)立性反復(fù)無常的程序算法。
2．3 有源網(wǎng)——控制算法
有源網(wǎng)的建是控制網(wǎng)傳輸?shù)慕Y(jié)果。它在制一套在一套控制系輸出變量之上的程序初級(jí)階段圖。控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)控制著個(gè)別初級(jí)階段的實(shí)現(xiàn)。
在輸出變量系統(tǒng)之上繪制階段圖的原理從如下關(guān)系中來：
控制實(shí)現(xiàn)初級(jí)階段
ie. YiRiZi
圖Fig.4提出一個(gè)有源網(wǎng)例子。
Fig.3 控制網(wǎng)舉例
Fig.4 有源網(wǎng)舉例
實(shí)際上，有源網(wǎng)描述了控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)。因?yàn)槌绦虻妮敵鲎兞颗c控制系統(tǒng)的輸入變量是同時(shí)性的，而且輸出信號(hào)控制著特定程序步驟的實(shí)現(xiàn)，下面等式產(chǎn)生：
（2）
為了保證控制系統(tǒng)根據(jù)預(yù)定算法實(shí)現(xiàn)需要完成下面假定：
f*f=1——在那與步驟Zi的實(shí)現(xiàn)想一致的控制系統(tǒng)中
f*f=0——在控制系統(tǒng)的工作循環(huán)的持續(xù)步驟中 （3）
如果控制系統(tǒng)有存儲(chǔ)器Eg.(3)的實(shí)現(xiàn)只是可能。它是控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器即控制算法壓縮的本質(zhì)的實(shí)現(xiàn)。
2．4 控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)
用MTS方法設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器在附屬f、f，及f*f的分析的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)了。在有源網(wǎng)基礎(chǔ)上的幾何描述，在Eg.(3)中完成?？刂葡到y(tǒng)存儲(chǔ)器通過利用邏輯回輸封閉電路和基本存儲(chǔ)器電池實(shí)現(xiàn)。存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)在于執(zhí)行下面的活動(dòng)：
（a） 確定附屬f、f和f*f，在有源網(wǎng)基礎(chǔ)上。
（b） 描述附屬f、f和f*f，在有源網(wǎng)基礎(chǔ)上，用幾何方法。
（c） 描述輸出變量函數(shù)F*（Y）控制系統(tǒng)所有Y和F*（Y），用幾何方法。
（d） 選擇確保先決條件（3）完成的存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)的原理，存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)原理將在文章后面闡述。
（e） 計(jì)數(shù)所有與涉及附屬F*（Y）的存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)連接的附屬。
（f） 重復(fù)（a）~（e）給出的涉及連續(xù)輸出變量的附屬F*（Y）的確定，以及控制系統(tǒng)輔助變量F（M）的活動(dòng)，直到最后一個(gè)。
輸出和控制系統(tǒng)連續(xù)輔助變量的函數(shù)如此為其圖表方程式的確定提供了基礎(chǔ)。
2．4．1 存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)原理
下邊描述連續(xù)控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)的基本原理。
原理1
如果f=
和 f=
然后：用一個(gè)邏輯封閉回輸電路。它具有Xk+Yi的形式。
Xk是一個(gè)使附屬f取0值的變量，在與步驟Zi的實(shí)現(xiàn)相一致的控制系統(tǒng)的部分階段中。
Yi是一個(gè)控制步驟Zi的實(shí)現(xiàn)的輸出變量信號(hào)。
原理1也習(xí)慣用來實(shí)現(xiàn)提出記錄基本存儲(chǔ)的邏輯條件的附屬f。
原理2
如果f由原理1決定：
而f*f=
然后： 用一個(gè)邏輯回輸封閉電路。它具有xi+yi或xj+mj的形式。
Xj是使附屬f在與步驟Zi的實(shí)相一致的部分階段中取0值的變量。
yk，mj是輸出變量yk的信號(hào)或在附屬f應(yīng)該取1值的控制系統(tǒng)階段中取0值的輔助變量mj，而且1值在與步Zi實(shí)現(xiàn)的完結(jié)時(shí)刻相一致的控制系統(tǒng)階段中
ym是一種在與步驟Zi的實(shí)現(xiàn)相一致的控制系統(tǒng)階段中的輸出變量yk的信號(hào)，f f*f=0，且在與步驟Zi實(shí)現(xiàn)的完結(jié)時(shí)刻相一致的控制系統(tǒng)的階段中值為0。
原理3
如果f*f=
然后：用輔助變量M1，變量M1的內(nèi)容產(chǎn)生于下面的關(guān)系：
其中：
f——記錄M1的存儲(chǔ)器
f——去除M1的存儲(chǔ)器
f——一個(gè)確定討論程序最后階段的實(shí)現(xiàn)完結(jié)的邏輯條件的附屬
原理4
如果f*f=
然后：用兩個(gè)輔助變量M1和M2
變量1和變量2的內(nèi)容產(chǎn)生于如下關(guān)系：
（a） 變量M1：根據(jù)原理4
（b） 變量M2：
其中，fa是決定上述步驟Zi的狀態(tài)盒輸出TAK的附屬。這必須是一個(gè)f在上述步驟Zi實(shí)現(xiàn)的控制程序階段中值為0的階段。
M2是變量M2的一個(gè)信號(hào)。
上面描述的存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)原理允許用當(dāng)代制造系統(tǒng)中占優(yōu)勢(shì)的MTS法把分離的制造程序合成連續(xù)的控制系統(tǒng)。
2．5算法方程式
由于控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)。附屬f和f有如下形式：
（4）
這里：X是輸出變量信號(hào)。Y是輸出變量信號(hào)，m是基礎(chǔ)存儲(chǔ)器信號(hào)。
最后，由于存儲(chǔ)器的實(shí)現(xiàn)，控制器所有輸出變量的函數(shù)基本都確定了。它們以下面形式：
（5）
同輔助函數(shù)一樣：
（6）
這里，f是第j個(gè)存儲(chǔ)器邏輯狀態(tài)記錄，而f是第j個(gè)存儲(chǔ)器的刪除邏輯狀態(tài)。
輸出和輔助變量函數(shù)組成算法方程式的確定基礎(chǔ)。它們有如下形式：
（7）
方程式（7）用于用作為一種PLC的運(yùn)用的LD語言來寫程序。LD語言是編程語言的基礎(chǔ)，用專用PLC編程。
3． PLC控制器編程
MTS方法用于PLC控制器編程將用一個(gè)液體物質(zhì)A和B自動(dòng)混合程序舉例來說明。
3．1 液體物質(zhì)A和B混合加熱程序
圖5表示了一個(gè)液體物質(zhì)混合加熱程序的功能圖表。其口語描述如下：
程序由兩個(gè)同時(shí)實(shí)現(xiàn)的步驟Z1和Z2開始：
步驟Z1：*裝滿瓶A*
實(shí)現(xiàn)：EZ1+
發(fā)出信號(hào)：WP1=1
步驟Z2：*裝滿瓶B*
實(shí)現(xiàn)：EZ2+
發(fā)出信號(hào)：WP2=1
Fig.5液體物質(zhì)A和B混合加熱程序功能圖表
Fig.6液體物質(zhì)混合加熱程序算法
在步驟Z1和Z2實(shí)現(xiàn)完結(jié)之后，步驟Z3和Z4同時(shí)開始執(zhí)行。
步驟Z3：*配制物質(zhì)A*
實(shí)現(xiàn)：EZ3+
發(fā)出信號(hào)：WP4=1
步驟Z4：*配制物質(zhì)B*
實(shí)現(xiàn)：EZ4+
發(fā)出信號(hào)：WP4=1
在步驟Z3和Z4實(shí)現(xiàn)完結(jié)后，步驟Z5和Z6同時(shí)開始執(zhí)行。
步驟Z5：*混合物質(zhì)A和物質(zhì)B*
實(shí)現(xiàn)：M
發(fā)出信號(hào)：a=1
步驟Z6：*加熱物質(zhì)A和B*
實(shí)現(xiàn)：G
發(fā)出信號(hào)：a=1
步驟Z5和Z6實(shí)現(xiàn)完結(jié)后，步驟Z7開始執(zhí)行。
步驟Z7：*倒出混合物*
實(shí)現(xiàn)：EZ5+
發(fā)出信號(hào)：WP3=0
程序循環(huán)實(shí)現(xiàn)。
圖6中的控制網(wǎng)描述了程序算法，圖7a有源網(wǎng)重述了控制系統(tǒng)的輸出信號(hào)。
在對(duì)圖7所表明的關(guān)系分析的基礎(chǔ)上，它闡明了：
1． 附屬fp1*和fk1*，根據(jù)原理3，有fp1*SWP3和fk1*。附屬fs1和fR1按如下等式：fs1=WP1+m1和fR1=WP3
2． 附屬fp2*和fk2*，根據(jù)原理3，有有fp2*SWP3和fk2*。附屬fs2和fR2按如下等式：fs2=WP2+m2和fR2=WP3
3． 附屬fp3*，根據(jù)原理1，應(yīng)有fp3*=WP1*WP2+y3。附屬fk3*fk3=
4． 附屬fp4*，根據(jù)原理1，應(yīng)有fp4*=WP1*WP2+y4。
5． 附屬附屬附屬fp5*fp3=WP4及附屬fk5*fk5=
6． 附屬fp6*fp6=WP4及附屬fp6*fp6=
7． 附屬fp7*，根據(jù)原理1，應(yīng)有fp7*=a+y7。附屬fp7*fk7=WP3
Fig.7液體物質(zhì)混合加熱程序控制算法：有源網(wǎng)（a）和輸出函數(shù)表示附屬和輔助變量（b）
Fig.8 PLC輸入輸出電路算法
在確定了fpi*和fki*以及fsj和fRj的基礎(chǔ)上，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)的算法方程式可確定。計(jì)算出PLC有多少個(gè)輸出和輸入電路，（圖8），它有如下形式：
液體物質(zhì)混合加熱過程的控制程序，用LD語言寫出，如圖9所示，邏輯算法用階梯符號(hào)所示。
I——控制器輸入信號(hào)
Q——控制器輸出信號(hào)
M——旗幟
Fig.9液體物質(zhì)混合加熱過程控制程序
4． 結(jié)論
這篇文章描述了一種新的MTS方法，以及它用于模擬分離程序和PLC編程。MTS方法的核心由一種分離制造程序算法的數(shù)學(xué)網(wǎng)絡(luò)模型構(gòu)成。它由一個(gè)控制網(wǎng)表示?？刂凭W(wǎng)的基本優(yōu)勢(shì)是它是一個(gè)邏輯網(wǎng)。準(zhǔn)確來說，它描述了程序的進(jìn)步，及其初級(jí)階段實(shí)現(xiàn)的邏輯條件。
控制網(wǎng)構(gòu)成了控制算法確定的基礎(chǔ)。它有兩個(gè)階段。第一個(gè)包括由于控制系統(tǒng)有源網(wǎng)的建立而完成的程序算法的傳輸，描述其輸出信號(hào)。在第二步中控制系統(tǒng)存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。實(shí)際上，一個(gè)控制算法建立，使分離制造程序的控制算法的圖表方程式可以確定。
圖表方程式用于PLC編程來書寫其應(yīng)用，其應(yīng)用的書寫由階梯邏輯語來實(shí)現(xiàn)。LD語言是PLC編程語言的基礎(chǔ)（標(biāo)準(zhǔn)）。目前，任何控制都有其LD語言軟件，因此MTS方法可以被用于每一個(gè)PLC編程。
MTS方法允許同時(shí)期占優(yōu)勢(shì)的制造系統(tǒng)的程序控制算法的合成。
參考文獻(xiàn)
弗瑞德曼，A.D.，曼諾，R.，1975。電路開關(guān)的理論設(shè)計(jì)。電腦科學(xué)出版社。
哈弗曼，D.A.，1954。連續(xù)電路開關(guān)分析。富蘭克林協(xié)會(huì)會(huì)刊。257冊(cè)。
米立，G.H.，1955。連續(xù)電路合成方法。比爾系統(tǒng)技術(shù)雜志，24冊(cè)。
特瑞斯克，W.,1982。波蘭女學(xué)者。數(shù)字系統(tǒng)理論基礎(chǔ)及合成方法。WNT，華沙。