【正文】 點，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個映像寄存器：一個為輸入映像寄存器，另一個為輸出映像寄存器。用戶程序中所用的輸入值是輸入映像寄存器的值，運算結(jié)果也放在輸出映像寄存器中。在輸入掃描過程中，CPU把實際輸入點的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器；在輸出過程中，CPU把輸出映像寄存器的值鎖定到實際輸出點。為了現(xiàn)場調(diào)試方便，PLC具有I/O控制功能，用戶可以通過編程器封鎖或開放I／O。封鎖I／O就是關(guān)閉I／O掃描過程。 可編程控制器的特點PLC主要具有以下特點：（1）可靠性高為了滿足工業(yè)生產(chǎn)對控制設(shè)備安全性和可靠性的要求，PLC采用了微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點的半導(dǎo)體電路來完成。PLC選用的電子器件一般是工業(yè)級的，有的甚至是軍用級的，平均無故障時間很長。（2） 環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)PLC具有良好的環(huán)境適應(yīng)性，可應(yīng)用于十分惡劣的工業(yè)現(xiàn)場。在電源瞬間斷電的情況下，仍可正常工作。 （3） 靈活通用在完成一個控制任務(wù)時，PLC具有很高的靈活性。在被控對象的控制邏輯需要改變時，利用PLC可以很方便地實現(xiàn)新的控制要求，這在一般繼電器控制中是很難做到的。（4） 使用方便、維護(hù)簡單PLC控制的輸入模塊、輸出模塊和特殊功能模塊都具有即插即用功能，連接十分容易。對于邏輯信號，輸入和輸出采用開關(guān)方式，不需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換和驅(qū)動放大；對于模擬信號，輸入和輸出采用傳感器、儀表和驅(qū)動設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)信號。PLC控制系統(tǒng)的維護(hù)非常簡單，利用PLC的診斷功能和監(jiān)控功能，可以迅速查找到故障點，對大多數(shù)故障都可以及時予以排除。4 S7300系列PLC的配置及組態(tài) S7300的插槽地址 S7300的各個模板安裝在機(jī)架的插槽上，不同的模板在插槽的安裝位置是固定的。如果選擇了電源模板PS307，必須安裝在1號槽位上。CPU模板的安裝位置緊挨著電源模板，安裝在2號槽位上。 用于連接擴(kuò)展機(jī)架的接口模板IM，安裝在3號槽位上。各種信號模板SM，安裝在4號～11號槽位上。從4號槽位開始，CPU為信號模板分配I／O地址，且根據(jù)信號模板的類型遞增I／O地址。 創(chuàng)建項目打開【SIMATIC Manager】，系統(tǒng)會自動彈出“新建項目”向?qū)В▓D78），同時，也可以通過選擇菜單【文件】|【新建項目”向?qū)А看蜷_。這里，我們不使用“新建項目”向?qū)АＭㄟ^單擊按鈕【取消】關(guān)閉該向?qū)А?新建項目在工具欄中單擊按鈕 或在【文件】菜單下單擊【新建】，可以直接創(chuàng)建一個新項目。在彈出的對話框中輸入項目名稱及路徑，單擊確定完成。這里建立了一個名為畢業(yè)設(shè)計的項目。 直接建立的項目只包含一個MPI子網(wǎng)對象，用戶需要通過【插入】，先進(jìn)行硬件組態(tài)，完成硬件組態(tài)后，再在相應(yīng)CPU的S7程序目錄下編輯用戶程序；也可以先插入一個獨立的S7程序，編寫用戶程序，再進(jìn)行硬件組態(tài)，等組態(tài)完成后將程序復(fù)制到相應(yīng)的CPU中。 硬件組態(tài)程序打開前面建立的項目畢業(yè)設(shè)計，在項目的根接點下插入一個“SIMATIC 300 站點”，將站點命名為SIMATIC300，選中左邊窗口的“SIMATIC 300”，在右邊窗口可以看到“硬件”的圖標(biāo)。 PLC界面雙擊“硬件”圖標(biāo)，就可以打開硬件組態(tài)界面。PLC的硬件配置如下。 PLC硬件配置 根據(jù)任務(wù)描述，可以將上述系統(tǒng)功能劃分為兩個子功能：（1）總控制控制：負(fù)責(zé)病房區(qū)和護(hù)士站的總開關(guān)。（2）各病床單獨控制：負(fù)責(zé)各自相對應(yīng)的病房的呼叫功能。第一個功能由一個組織塊OB1實現(xiàn)，第二個子功能由四個個功能FCFCFCFC4實現(xiàn)。 呼叫系統(tǒng)I/O配置輸入/輸出名稱地址輸入病床11呼叫輸入病床11復(fù)位輸入病床12呼叫輸入病床12復(fù)位輸入病床21呼叫輸入病床21復(fù)位輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入輸入病床22呼叫病床22復(fù)位病床31呼叫病床31復(fù)位病床32呼叫病床32復(fù)位病床41呼叫病床41復(fù)位病床42呼叫病床42復(fù)位護(hù)士站內(nèi)病床11確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床12確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床21確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床22確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床31確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床32確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床41確認(rèn)護(hù)士站內(nèi)病床42確認(rèn)站內(nèi)病床11呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床12呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床21呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床22呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床31呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床32呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床41呼叫次數(shù)清除站內(nèi)病床42呼叫次數(shù)清除輸入輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出輸出總開關(guān)病床11呼叫燈病床12呼叫燈病房1燈病床21呼叫燈病床22呼叫燈病房2燈病床31呼叫燈病床32呼叫燈病房3燈病床41呼叫燈病床41呼叫燈病房4燈護(hù)士站內(nèi)病床11呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床12呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床21呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床22呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床31呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床32呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床41呼叫燈護(hù)士站內(nèi)病床42呼叫燈護(hù)士站內(nèi)提示燈及警鈴 課題所涉及到指令在STEP 7中，根據(jù)采用的程序編輯器（LAD／STL／FBD）不同，有梯形邏輯指令LAD，語句指令STL和功能塊圖指令FBD。位邏輯指令包含位邏輯運算指令、定時器指令、計數(shù)器指令和位測試指令等?？梢允褂梦贿壿嬛噶顠呙璨紶枺˙OOL）操作數(shù)的狀態(tài)，通過“與（AND）”、“或（OR）”、“異或（XOR）”及其組合操作實現(xiàn)邏輯操作。邏輯操作結(jié)果（RLO）用于賦值、置位/復(fù)位布爾操作數(shù)，也控制定時器和計數(shù)器的運行。 時鐘存儲器（Clock Memory） 在S7系列PLC的CPU的位存儲器M中，可以任意指定一個字節(jié)，如MB100，作為時鐘脈沖存儲器，當(dāng)PLC運行時，MB100的各個位，能周期性地改變二進(jìn)制值，即產(chǎn)生不同頻率（或周期）的時鐘脈沖。 在S7300的CPU的存儲器中留有一塊區(qū)域用于存儲計數(shù)器的計數(shù)值，每個計數(shù)器需要2 byte，不同的CPU模板，用于計數(shù)器的存儲區(qū)域也不同，最多允許使用64～512個計數(shù)器。在S7300中有3種計數(shù)器可供選擇： 加計數(shù)器 減計數(shù)器 可逆計數(shù)器 醫(yī)院緊急呼叫系統(tǒng)的PLC程序（詳見附圖） 部分程序控制功能（1）站內(nèi)提示燈：一旦有呼叫，護(hù)士站區(qū)的總提示燈就會亮起，提醒護(hù)士此時有呼叫，并且只要有任何一病床未處理，提示燈將不會滅掉。 站內(nèi)提示燈（2）病人呼叫次數(shù)：當(dāng)有病人呼叫時，護(hù)士站內(nèi)會及時進(jìn)行確認(rèn)，按下確認(rèn)按鈕后，病人的呼叫次數(shù)會進(jìn)行累加，但是如果在病人在護(hù)士確認(rèn)之前按下復(fù)位按鈕后，護(hù)士站內(nèi)即使按下確認(rèn)，病人的呼叫次數(shù)也不會累加。（3）呼叫時間：本課題中，由于呼叫時間是由病人按下呼叫按鈕后開始計時，因此用定時器的功能就不太方便，故選擇了計數(shù)器每秒鐘累加一來表示累加呼叫時間，其功能是在每秒鐘接通一次，即輸入一個脈沖。5 WINCC組態(tài)軟件簡要介紹工業(yè)組態(tài)軟件Simatic WinCC是德國西門子公司和微軟共同開發(fā)的軟件系統(tǒng)，是世界上第一個集成的人機(jī)界面(HMI)軟件系統(tǒng)，是結(jié)合西門子在過程自動化領(lǐng)域中的先進(jìn)技術(shù)和微機(jī)軟件強(qiáng)大功能的產(chǎn)物。它真實地將工廠控制軟件集成到過程自動化中。WinCC將Windows NT應(yīng)用程序的現(xiàn)代體系結(jié)構(gòu)和使用方便的圖形設(shè)計程序集合在一起，可以很方便地生成人機(jī)界面，建立完整的過程監(jiān)控解決方案。各系統(tǒng)集成商還可以用WinCC作為其系統(tǒng)的擴(kuò)展基礎(chǔ)，通過開放接口開發(fā)自己的應(yīng)用軟件。WinCC還是在生產(chǎn)過程自動化中解決可視化和控制任務(wù)的工業(yè)技術(shù)系統(tǒng)。它提供了適用于工業(yè)的圖形顯示、信息、歸檔以及報表的功能模板。高性能的過程藕合、快速的畫面更新、以及可靠的數(shù)據(jù)傳送使其具有高度的實用性。 除了這些系統(tǒng)功能外，WinCC還提供了開放的界面用于用戶解決方案。這使得將WinCC參與復(fù)雜、廣泛的自動控制解決方案成為可能。WinCC SQL Server 2000(WinCC )數(shù)據(jù)庫進(jìn)行生產(chǎn)數(shù)據(jù)的歸檔，同時具有Web瀏覽器功能，可使經(jīng)理、廠長在辦公室內(nèi)看到生產(chǎn)流程的動態(tài)畫面，從而更好地調(diào)度指揮生產(chǎn)，是工業(yè)企業(yè)中MES和ERP系統(tǒng)首選的生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)平臺軟件。 WinCC的系統(tǒng)構(gòu)成WinCC基本系統(tǒng)是很多應(yīng)用程序的核心，它包含以下九大部件： 1）變量管理器變量管理器(tag management)管理WinCC中所使用的外部變量、內(nèi)部變量和通訊驅(qū)動程序。2）圖形編輯器圖形編輯器(graphics designer)用于設(shè)計各種圖形畫面并使其動態(tài)化。在WinCC的圖形編輯器中用戶將在組態(tài)模式中用各種工具和對象生成圖形畫面，可以用包含在對象和樣式選項板中的眾多的圖形對象來創(chuàng)建過程畫面，可以通過動作編程將動態(tài)添加到單個圖形對象上，向?qū)峁┝俗詣由傻膭討B(tài)支持并將他們鏈接到對象，用戶同時可以在庫中存儲自己編程的圖形對象。3）報警記錄報警記錄(alarm logging)負(fù)責(zé)采集和歸檔報警消息。4）變量歸檔變量歸檔(tag logging)負(fù)責(zé)處理測量值，并長期存儲所記錄的過程值。5）報表編輯器報表編輯器(report designer)提供許多標(biāo)準(zhǔn)的報表，也可以設(shè)計各種格式的報表，并可按照預(yù)定的時間進(jìn)行打印。6）全局腳本全局腳本(global script)是系統(tǒng)設(shè)計人員用ANSIC及Visual Basic編寫的代碼，以滿足項目的需要。7）文本庫文本庫(text library)編輯不同語言版本下的文本消息。8）用戶管理器用戶管理器(user administrator)用來分配、管理和監(jiān)控用戶對組態(tài)和運行系統(tǒng)的訪問權(quán)限。9）交叉引用表交叉引用表(crossreference)負(fù)責(zé)搜索在畫面、函數(shù)、歸檔和消息中所使用的變量函數(shù)、OLE對象和ActiveX控件。 WinCC的性能特點WinCC的性能特點如下：1) WinCC基于最新發(fā)展的軟件技術(shù)，與Microsfot的密切合作能保證用戶獲得將來不斷更新的技術(shù)。2) 包括所有的SCADA功能在內(nèi)的客戶機(jī)/服務(wù)器系統(tǒng):即使最基本的WinCC系統(tǒng)仍能提供生成復(fù)雜可視化任務(wù)的組件和函數(shù)，生成畫面、腳本、報警、趨勢和報告的編輯器由最基本的WinCC系統(tǒng)組件建立。3) 集成ODBC/QSL數(shù)據(jù)庫:SQL2000標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫集成于WinCC，所有面向列表的組態(tài)數(shù)據(jù)和過程數(shù)據(jù)均存儲于此庫中，可以容易的使用標(biāo)準(zhǔn)查詢語言(SQL)或使用ODBC驅(qū)動訪問WinCC數(shù)據(jù)庫，如這些訪問選項允許WINCC對其他Windows程序和數(shù)據(jù)庫開放它的數(shù)據(jù)。4) 強(qiáng)大的標(biāo)準(zhǔn)接口(如OLE，ActiveX，OPC):WinCC建立了像DDE，OLE等在Windows程序間交換數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，因此能毫無困難的集成ActiveX控件和OPC服務(wù)器、客戶端功能。5) 提供所有主要PLC系統(tǒng)的通訊通道:作為標(biāo)準(zhǔn)，WinCC支持所有連接SIMATIC S5/S7/505控制器的通訊通道，還包PROFIBUS一DP，DDE，OPC等非特定控制器的通訊通道。此外，廣泛的通訊通道可以由選件和添加件提供。6) 與基于PC的控制器SIMATIC WinCC的緊密接口:PLC操作、監(jiān)控系統(tǒng)在一臺PC機(jī)上結(jié)合無疑是一個面向未來的概念。在此前提下，WinCC和WinAC實現(xiàn)了西門子的基于陀的強(qiáng)大自動化解決方案。7) 集成到MES和ERP中:標(biāo)準(zhǔn)接口使得SIMATIC WinCC成為在TIA環(huán)境下的一個完整部件。這超越了自動控制過程，將范圍擴(kuò)展到工廠監(jiān)控級，以及為公司管理(MES，ERP)提供管理數(shù)據(jù)。 建立一個新項目啟動WINCC，單擊 菜單項。建立“畢業(yè)設(shè)計”項目的步驟如下：選擇“單用戶項目”并單擊“確定”按鈕。在“新項目”對話框中輸入“畢業(yè)設(shè)計”作為項目名，并為項目選擇一個項目路徑。如有必要可以對項目路徑重新命名；否則，將以項目名作為路徑中的最后一層文件夾的名字。本次關(guān)閉WinCC前所打開的項目，在下一次啟動WinCC是也將自動打開。如果本次關(guān)閉WinCC前項目是激活的，則下一次啟動WinCC也是將自動激活所打開的項目。打開WinCC資源管理器，實際窗口內(nèi)容根據(jù)配置情況有細(xì)微差別。窗口的左邊為瀏覽窗口，包括所有已安裝的WinCC組件。有子文件夾的組件在其前面標(biāo)有符號“+”，單擊此符號可顯示此組件下的子文件夾。窗口右邊顯示左邊組件或文件夾所對應(yīng)的元件。 畢業(yè)設(shè)計在導(dǎo)航窗口中單擊“計算機(jī)”圖標(biāo)，在右邊窗口中將顯示與用戶的計算機(jī)名一樣的計算機(jī)服務(wù)器。右擊此計算機(jī)，在快捷菜單中選擇“屬性”菜單項，在隨后打開的對話框中可設(shè)置WinCC運行時的屬性，如設(shè)設(shè)置WinCC運行系統(tǒng)的啟動組件和使用的語言等。 項目的設(shè)置為了更有效地創(chuàng)建WinCC項目，應(yīng)對項目的結(jié)構(gòu)給出一些初步的考慮。根據(jù)所規(guī)劃項目的大小，按照確定的規(guī)則進(jìn)行某些設(shè)置，在開始創(chuàng)建一個項目前應(yīng)考慮以下幾方面：1) 項目類型在開始創(chuàng)建項目前，應(yīng)清楚創(chuàng)建的是單用戶項目，還是多用戶項目。由于實驗設(shè)備沒有聯(lián)網(wǎng)，故本項目創(chuàng)建為單用戶項目。2) 項目路徑可將WinCC項目創(chuàng)建在一個單獨的分區(qū)上，不要將WinCC項目放在系統(tǒng)分區(qū)上。3) 項目名稱一旦完成項目的創(chuàng)建，再對項目的名稱進(jìn)行修改就會