【正文】 種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng) ， 專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境中而設(shè)計(jì)的 。 它采用一類(lèi)可編程的控制器 ，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ， 順序控制 ， 定時(shí) ， 技術(shù)與運(yùn)算操作等面向用戶(hù)的指令 ，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程 。 S7200 Micro PLC 的概述 S7200 系列是一類(lèi)可編程邏輯控制器 (Micro PLC)。這一系列產(chǎn)品可以滿(mǎn)足多種多樣自動(dòng)化控制需要，（如圖 ）展示一臺(tái) S7200Micro PLC。由于具有緊湊的設(shè)計(jì)、良好的擴(kuò)展性、低廉的價(jià)格以及強(qiáng)大的指令，使得 S7200 可以近乎完美地滿(mǎn)足小規(guī)模的控制要求。此外，豐富的 CPU類(lèi)型和電壓等級(jí)使其在解決用戶(hù)的工業(yè)自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。 圖 西門(mén)子 PLC S7200 外部結(jié)構(gòu) 可編程控制器的工作 原理 （一） PLC 的工作方式 PLC 雖然以微處理器為核心，具有微型計(jì) 算機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微型計(jì)算機(jī)有很大的不同，微型計(jì)算機(jī)一般采用等待命令或中斷的工作方式，如常見(jiàn)的鍵盤(pán)掃描方式或 I/O 掃描方式，當(dāng)有按鍵按下或 I/O 動(dòng)作，則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序或中斷服務(wù)程序， 3 無(wú)按鍵按下，則繼續(xù)掃描等待。 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，即順序掃描，不斷循環(huán)這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下進(jìn)行對(duì)。當(dāng) PLC 運(yùn)行時(shí)， CPU 根據(jù)用具按控制要求編寫(xiě)好并存于用戶(hù)存儲(chǔ)器中的程序，按序號(hào)作周期性的程序循環(huán)掃描，程序從第一條指令開(kāi)始，逐條順序執(zhí)行用戶(hù)的程序直到程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，在開(kāi)始下一次 掃描；如此周而復(fù)始。實(shí)際上 PLC掃描工作除了執(zhí)行用戶(hù)程序外，還要完成其他工作，整個(gè)工作過(guò)程分為自診斷。通訊服務(wù)、輸入處理、輸出處理、程序執(zhí)行五個(gè)階段。 （ 1） 自診斷 每次掃描用戶(hù)程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容包括 I/O 部分、存儲(chǔ)器、CPU等，并通過(guò) CPU 設(shè)置定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定的時(shí)間，如果發(fā)現(xiàn)異常，則停機(jī)并顯示出錯(cuò)，若自診斷正常，則繼續(xù)向下掃描。 (2) 通訊服務(wù) PLC檢查是否有與編程器、計(jì)算機(jī)等的通訊要求，若有則驚醒相應(yīng)處理。 （ 3） 輸入處理 PLC 在輸入刷新階段，首先以?huà)呙璺绞?按順序從輸入縮存器中寫(xiě)入所有輸入端子的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并將其存入內(nèi)存中為其專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的暫存區(qū) — 輸入狀態(tài)映像區(qū)中，這一過(guò)程稱(chēng)為輸入采樣，或是如刷新，隨后關(guān)閉輸入端口，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，即使輸入端有變化，輸入映像區(qū)的內(nèi)容也不會(huì)改變，變化的輸入信號(hào)的狀態(tài)只能在下一個(gè)掃描周期的輸入刷新階段被讀入。 （ 4） 輸出處理 同輸入狀態(tài)映像區(qū)一樣， PLC 內(nèi)存中也有一塊專(zhuān)門(mén)的區(qū)域稱(chēng)為輸出狀態(tài)映像區(qū)，當(dāng)程序的所有指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)映像區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)就在 CPU 的控制下被一次集中送至輸出鎖存器中，并通過(guò)一定的輸出方式輸出，推動(dòng)外 部的相應(yīng)執(zhí)行器件工作，這就是 PLC 輸出刷新階段。 (5) 程序執(zhí)行 PLC 在程序執(zhí)行階段，按用戶(hù)程序順序掃描執(zhí)行每條指令。從輸入狀態(tài)映像區(qū)獨(dú)處輸入信號(hào)的狀態(tài)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的運(yùn)算處理等，將結(jié)果寫(xiě)入輸出狀態(tài)映像區(qū)。通常將自診斷和通訊服務(wù)合稱(chēng)為監(jiān)視服務(wù)。輸入刷新和輸出刷新稱(chēng)為 I/O 刷新?？梢钥闯?， PLC 在一個(gè)掃描周期內(nèi)，對(duì)輸入狀態(tài)的掃描只是在輸入采樣階段進(jìn)行，對(duì)輸出賦的值也只有在輸出刷新階段才能被送出，而在程序執(zhí)行階段輸入、輸出會(huì)被封鎖。這種方式稱(chēng)做集中采樣、集中輸出。 （二）掃描周期 4 掃描周期即完成一次掃 描（ I/O 刷新、程序執(zhí)行和監(jiān)視服務(wù)）所需要的時(shí)間，有 PLC 的工作過(guò)程可知，一個(gè)完整的掃描周期 T應(yīng)為： T=（輸入一點(diǎn)時(shí)間 *輸入點(diǎn)數(shù)） +（運(yùn)算速度*程序步數(shù)） +（輸出一點(diǎn)時(shí)間 *輸出點(diǎn)數(shù)） +監(jiān)視服務(wù)時(shí)間 掃描周期的長(zhǎng)短主要取決于三個(gè)要素：一時(shí) CPU執(zhí)行指令的速度；二是每條指令占用的時(shí)間；三是執(zhí)行指令條數(shù)的多少，即用戶(hù)程序的長(zhǎng)度。掃描周期越長(zhǎng)，系統(tǒng)的響應(yīng)速度越慢。現(xiàn)在廠(chǎng)家生產(chǎn)的基型 PLC 的一個(gè)掃描周期大約為 10ms，這對(duì)于一般的控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)完全是允許的，不但不會(huì)造成影響，反而可以增強(qiáng)系統(tǒng)的抗干擾能力，這是因?yàn)檩?入采樣僅在輸入刷新階段進(jìn)行。 PLC 在一個(gè)工作周期的大部分時(shí)間里實(shí)際上是與外設(shè)隔離的，而工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的干擾常常是脈沖式的，短期的，由于系統(tǒng)響應(yīng)慢，往往要幾個(gè)掃描周期才相應(yīng)一次，多次掃描因瞬時(shí)干擾而引起的誤動(dòng)作將會(huì)大大減少，從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。但是對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格、相應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就需要精心編制程序，必要時(shí)還需要采取一些特殊功能，以減少因掃描周期造成的影響帶來(lái)的不良影響。 編程控制器與其它工業(yè)比較 基于 PLC 控制的電梯自動(dòng)控制管理系統(tǒng)， PLC 就物理結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)有豐富的輸入輸出端，而從 PLC 的邏輯結(jié)構(gòu)來(lái)看，內(nèi)部有許多軟元件，如輸入輸出繼電器、輔助繼電器、狀態(tài)器、計(jì)數(shù)器、計(jì)時(shí)器和數(shù)據(jù)寄存器及器件所對(duì)應(yīng)的常開(kāi)常閉接點(diǎn)，方便對(duì)電梯上下、召喚信號(hào)自動(dòng)定位、召喚信號(hào)自動(dòng)排序、樓層顯示、欠壓保護(hù)、短路保護(hù)、過(guò)載保護(hù)等； 大所數(shù) PLC的編程方式都用梯形圖編程、指令表編程和順序功能圖（ SFC）編程，特別是梯形圖編程方式， 方便編寫(xiě)， 直觀易懂 ，容易修改。除了運(yùn)用基本指令可以完成大量工作，功能指令的擴(kuò)展更為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、調(diào)試和維護(hù)帶來(lái)許多便利，本文以梯形圖編程方式設(shè)計(jì)四層電梯自動(dòng)控制系統(tǒng)，無(wú)論從設(shè)計(jì)到功能分析都是極 為方便的。 可編程控制器的原理是在確立了工作任務(wù)，裝入了專(zhuān)用程序后成為一種專(zhuān)用機(jī)，它采用循環(huán)掃描工作方式，系統(tǒng)工作管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是按循 環(huán)掃描方式完成的。一次循環(huán)可分五個(gè)階段，分別為內(nèi)部處理階段、通信 服務(wù)階段、輸入處理階段、程序執(zhí)行階段、輸出處理階段。 二、 變頻器簡(jiǎn)介 變頻器的 定義： 變頻器 （ 如圖 ） 是利用電力半導(dǎo)體期間的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對(duì)交流異步電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、變頻調(diào)速、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度、改變功率因數(shù)、過(guò)流 /過(guò)壓 /過(guò)載保護(hù)等功能。 5 圖 西門(mén)子 MM440變頻器示意圖 變頻器的 工作原理： 主電路是給異步電動(dòng)機(jī)提供調(diào)壓調(diào)頻電源的電力變換部分，變頻器的主電路大體上可分為兩類(lèi)：電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容。電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。它由三部分構(gòu)成，將工頻電源變化為直流功率的“整流器”，吸收在變流其和逆變器產(chǎn)生的電壓脈動(dòng)的“平波回路”，以及將直流功率變換為交流功率的“逆變器”。 變頻器面板按鈕功能 （如圖 ） : 圖 變頻器控制面板示意圖 6 1:改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向 ； 2:啟動(dòng)變頻器 ； 3:停止變頻器 ； 4:電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng) ； 5:訪(fǎng)問(wèn)參數(shù) ； 6:減小數(shù)值：減小面板上顯示的參數(shù)數(shù)值； 7:增加數(shù)值：增加面板上顯示的參數(shù)數(shù)值； 8: