【正文】 ............................................................. 16 啟保停電路的設(shè)計(jì) .............................................................................................................. 18 啟保停輸出控制程序 .......................................................................................................... 22 5 系統(tǒng)的調(diào)試與仿真 ................................................................................................................... 24 PLC 梯形圖控制程序的導(dǎo)出 ................................................................................................ 24 S7200PLC 模擬器的使用 .................................................................................................... 24 6 結(jié)論 ........................................................................................................................................... 29 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................................... 30 致 謝 ........................................................................................................................................... 31 1 1 緒論 本文通過 PLC 在自動(dòng)生產(chǎn)線上的使用，來介紹 PLC 的一些硬件配置及軟件功能，以及他們在 物料配送 系統(tǒng)中的應(yīng)用。 現(xiàn)在的工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，是趨向自動(dòng)化發(fā)展， 工廠的自動(dòng)化程度越高，其工廠的作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度就越低，相反其生產(chǎn)效率越高。本文是講述一條自動(dòng)配料的生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)，使自動(dòng)配料生產(chǎn)線的自動(dòng)化程度相對的提高。 PLC 在物料配送系統(tǒng)中的應(yīng)用意義 配 料工序是工業(yè)生產(chǎn)過程中非常重要的環(huán)節(jié)，其配料自動(dòng)化程度 直接影響著產(chǎn) 品的質(zhì)量。國內(nèi)配料廠前期投入使用的微機(jī)配料系統(tǒng)大部分是國外引進(jìn)的。隨著我國電腦工業(yè)的發(fā)展，微機(jī)配料系統(tǒng)已逐步國產(chǎn)化，我國許多科研、生產(chǎn)單位都投入到開發(fā)生產(chǎn)的行列。配料系統(tǒng)普遍存在的問題是： 自動(dòng)化程度 低，機(jī)電控制部分的可靠性差，缺少數(shù)據(jù)庫管理生產(chǎn)以及對生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)視。針對實(shí)際問題，我們采用西門子 S7200/224 型可編程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機(jī)，設(shè)計(jì)開發(fā)了配料控制系統(tǒng) 。 PLC 發(fā)展動(dòng)向和控制系統(tǒng)發(fā)展前景 PLC 其技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)了新的動(dòng)向 1：產(chǎn)品規(guī)模向大、小兩個(gè)方向發(fā)展 大： I/O 點(diǎn)數(shù)達(dá)14336 點(diǎn)、 32 位為微處理器、多 CPU 并行工作、大容量存儲(chǔ)器、掃描速度高速化。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 2： PLC 在閉環(huán)過程控制中應(yīng)用日益廣泛 3：不斷加強(qiáng)通訊功能 4：新器件和模塊不斷推出 高檔的 PLC 除了主要采用 CPU 以提高處理速度外，還有帶處理器的 EPROM 或 RAM 的智能 I/O 模塊、高速計(jì)數(shù)模塊、遠(yuǎn)程 I/O 模塊等專用化模塊。 現(xiàn)在 ， 雖 然出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的 DCS 和 FCS 控制系統(tǒng) ， PLC 控制也終將會(huì)被先進(jìn)的 FCS 控制所取代 ， 但是目前以及今后相當(dāng)長的一段時(shí)間 ， PLC 還會(huì)與 DCS 和 FCS 共存 ， 未來 PLC 將朝著多功能化、集成化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化、開放化的方向發(fā)展 ，故 PLC 雖然面臨其它自動(dòng)化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn) ， 但同時(shí)也在吸收它們的優(yōu)點(diǎn) ， 互相融合 ，不斷創(chuàng)新 ， 在今后一段時(shí)間內(nèi)將與其它先進(jìn)控制方式并存 ， 共同發(fā)展 。 2 2 PLC原理及 配料 系統(tǒng)總體控制 可編程序控制器 PLC 的分類 PLC 產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也 各不相同。對 PLC 的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。 1. 按結(jié)構(gòu)形式分類根據(jù) PLC 的結(jié)構(gòu)形式，可將 PLC 分為整體式和模塊式兩類。 ○1整體式 PLC 整體式 PLC 是將電源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型 PLC 一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式 PLC由不同 I/O 點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成?；締卧獌?nèi)有 CPU、 I/O 接口、與 I/O 擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，以及與編程器或 EPROM 寫入器相連的接口等。擴(kuò)展單元內(nèi)只有 I/O 和電源等，沒有 CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC 一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。其組成如圖 21 所示 : 盒 式 磁 帶 機(jī)打 印 機(jī)E P R O M 寫 入 器上 位 計(jì) 算 機(jī)可 編 程 中 斷P T電 源中 央 處 理 單 元（ C P U ）輸入單元用戶輸出設(shè)備輸出單元系 統(tǒng) 程 序存 儲(chǔ) 器I / O 擴(kuò) 展 單元用 戶 程 序存 儲(chǔ) 器I / O擴(kuò)展口外接設(shè)備口用戶輸入設(shè)備特 殊 功 能 單元存 儲(chǔ) 器編 程 器P L C圖 21 整體式 PLC 的組成示意 圖 3 ○2模塊式 PLC 模塊式 PLC 是將 PLC 各組成部分，分別做 成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模塊（有的含在 CPU 模塊中）以及各種功能模塊。模塊式 PLC由框架 或基板和各種模塊組成。模塊裝在框架或基板的插座上。這種模塊式 PLC 的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC 一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。其組成如圖 22 所示。 通 信 單 元 輸 出 單 元智 能 I / O 單 元 輸 入 單 元 C P U 單 元 編 程 器Ｐ Ｌ Ｃ 或 上 位計(jì) 算 機(jī)控 制 系 統(tǒng) 現(xiàn) 場 過 程圖 22 模塊式 PLC 的組成示意 圖 還有一些 PLC 將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂 的 疊裝式 PLC。疊裝式PLC 其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還 可做得體積小巧。 2. 按功能分類根據(jù) PLC 所具有的功能不同，可將 PLC 分為低檔、中檔、高檔三類。 ○1 低檔 PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、通信等功能。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。 ○2中檔 PLC 除具有低檔 PLC 的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入／輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程 I/O、子程序、通信聯(lián)網(wǎng)等功能。有些還可增設(shè) 中斷控制、 PID 控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。 ○3 高檔 PLC 除具有中檔機(jī)的功能外，還增加了帶符號算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其它特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔 PLC 機(jī)具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。 4 I/O 點(diǎn)數(shù)分類根據(jù) PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)的多少，可將 PLC 分為小型、中型和大型三類。 ○1小型 PLC——I/O 點(diǎn)數(shù)小于 256 點(diǎn)；單 CPU、 8 位或 16 位處理器、用戶 存儲(chǔ)器容量4K 字以下。 ○2中型 PLC——I/O 點(diǎn)數(shù) 256～ 2048 點(diǎn)；雙 CPU，用戶存儲(chǔ)器容量 2～ 8K。 ○3大型 PLC——I/O 點(diǎn)數(shù) 2048 點(diǎn)；多 CPU， 16 位、 32 位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量 8～16K 。 PLC 的工作原理 PLC 的工作方式采用不斷循環(huán)的順序掃描工作方式。每一次掃描所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。 CPU 從第一條指令執(zhí)行開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。 PLC 就是這樣周而復(fù)始地 重復(fù)上述循環(huán)。掃描的 PLC 工作的全過程可用圖 23 所示的運(yùn)行框圖來表示。整個(gè)過程可分為以下幾個(gè)部分： 第一部分是上電處理。 PLC 上電后對系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化 ， 包括硬件初始化和軟件初始化，停電保持范圍設(shè)定及其他初始化處理等。第二部分是自診斷處理。 PLC 每掃描一次，執(zhí)行 —次自診斷檢查，確定 PLC 自 身的動(dòng)作是否正常。如 CPU、電池電壓、程序