【正文】 安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 4 2 可編程控制器 PLC 概述 可編程控制器的 概念 國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)曾于 1982 年 11 月頒發(fā)了可編程控制器標(biāo)準(zhǔn)草案第一稿， 1985 年 1 月又發(fā)表了第二稿， 1987 年 2 月頒發(fā)了第三稿?！? 定義強(qiáng)調(diào)了可編程控制器是“數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)”，是一種計(jì)算機(jī)。 定義還強(qiáng)調(diào)了可編程控制器應(yīng)直接應(yīng)用于工業(yè)環(huán)境，它須具有很強(qiáng)的抗干擾能力、廣泛的適應(yīng)能力和應(yīng)用范圍。 可編程序控制器是應(yīng)用面最廣、功能強(qiáng)大、使用方便的通用工業(yè)控制裝置，安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 5 自研制成功開(kāi)始使用以來(lái)，它已經(jīng)成為了當(dāng)代工業(yè)自動(dòng)化的主要支柱之一。可編程序控制器用軟件功能取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)器等器件，硬件配置確定后，可以通過(guò)修改用戶(hù)程序，不用改變硬件，方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化，具有很好的柔性。 （ 4）控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及施工的工作量少，維修方便 可編程序控制器的配線與其它控制系統(tǒng)的配線比較少得多，故可以省下大量的配線，減少大量的安裝接線時(shí)間，開(kāi)關(guān)柜體積縮小，節(jié)省大量的費(fèi)用。 （ 5）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 可編程序控制器是為現(xiàn)場(chǎng)工作設(shè)計(jì)的，采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，硬件措施如屏蔽、濾波、電源調(diào)整與保護(hù)、 隔離、后備電池等，例如，西門(mén)子公司 S7200 系列 PLC 內(nèi)部 EEPROM 中，儲(chǔ)存用戶(hù)原程序和預(yù)設(shè)值在一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間段（ 190 小時(shí)），所有中間數(shù)據(jù)可以通過(guò)一個(gè)超級(jí)電容器保持，如果選配電池模塊，可以確保停電后中間數(shù)據(jù)能保存 200 天。 PLC 應(yīng)用 目前，可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門(mén)。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用，可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合，運(yùn)動(dòng)控制功能更為強(qiáng)大，并廣泛地用于各種機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值，也可以通過(guò)通信功能傳送到別的智能裝置，或者將它們保存、打印。 PLC 的主要技術(shù)指標(biāo) 可編程控制器的種類(lèi)很多，用戶(hù)可以根據(jù)控制系統(tǒng)的具體要求選擇不同技術(shù)性能指標(biāo)的 PLC。 PLC 存儲(chǔ)容量通常指用戶(hù)程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器容量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶(hù)的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo)。 (4) 指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)是指 PLC 所有指令的總和。通信主要涉及通信模塊，通信接口，通信協(xié)議和通信指令等內(nèi)容?？删幊绦蚩刂破髦饕?CPU（中央處理單元）、存儲(chǔ)器（ RAM 和 EPROM）、輸入 /輸出模塊（簡(jiǎn)稱(chēng) I/O 模塊）、編程器和電源五大部分組成。 ?程序執(zhí)行：逐條讀入和解釋用戶(hù)程序，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制有關(guān)的電路，完成數(shù)據(jù)的存取、傳送和處理工作，并根據(jù)運(yùn)算結(jié)果更新各有關(guān)寄存器的內(nèi)容 。輸入信號(hào)有兩類(lèi)：一類(lèi)是從按鈕、選擇開(kāi)關(guān)、數(shù)字開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、接收開(kāi)關(guān)、關(guān)電開(kāi)關(guān)、壓力繼電器等來(lái)的開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)；另一類(lèi)是由電位器、熱電偶、測(cè)速發(fā)電機(jī)、各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量輸入信號(hào)。 I/O 模塊除了傳遞信號(hào)外，還有電平轉(zhuǎn)換與噪聲隔離的作用。 可編程序控制器的工作原理 可編程序控制器是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來(lái)的，它的梯形圖程序與繼電器系統(tǒng)電路圖相似，梯形圖中的某些編程元件也沿用了繼電器這一名稱(chēng)，如輸入、輸出繼電器等。為了使可編程序控制器的輸出及時(shí)地響 應(yīng)隨時(shí)可能變化的輸入信號(hào)，用戶(hù)程序不是只執(zhí)行一次，而是反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí) 行，直至可編程序控制器停機(jī)或切換到 STOP 工作狀態(tài)。 在內(nèi)部處理聯(lián)合階段。若發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤， PLC進(jìn)入出錯(cuò)處理，并判斷錯(cuò)誤的嚴(yán)重性，如果嚴(yán)重， PLC 切斷一切輸出，停止運(yùn)行用戶(hù)程序，并通過(guò)指示燈發(fā)出警報(bào)，如果一般錯(cuò)誤， 只發(fā)出警報(bào)等待處理，但不停機(jī)。設(shè)置 WDT 目的保證系統(tǒng)正常工作。 本章小結(jié) 本章主要介紹了可編程控制器的相關(guān)內(nèi)容，有可編程控制器的產(chǎn)生開(kāi)始到可編程控制器的定義引入了可編程控制器，在分別介紹可編程控制器的特點(diǎn)和應(yīng)用、主要技術(shù)指標(biāo)和一般結(jié)構(gòu)，再到具體介紹可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理。兩臺(tái)低壓油泵電機(jī)一開(kāi)一備，加熱器用來(lái)控制油箱溫度，儀器儀表對(duì)稀油系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。 S7200系列 PLC具有定時(shí)中斷、自檢功能、自定義故障終端服務(wù)程序、網(wǎng)絡(luò)通訊功能等、使維護(hù)工作變得簡(jiǎn)單。 主機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，若發(fā)生油泵過(guò)載、油位過(guò)高 /過(guò)低、供油溫度過(guò)高 /過(guò)低、過(guò)濾壓差過(guò)高、油壓過(guò)高等預(yù)報(bào)警信號(hào)，相應(yīng)故障燈亮，電鈴報(bào)警。 整體型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶(hù)選擇的余地較小，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型 PLC 提供多種 I/O 卡件或插卡，因此用戶(hù)可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的 I/O 點(diǎn)數(shù)，功能擴(kuò)展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。在稀油站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，控制變量共有 19 個(gè)輸入變量和 15 個(gè)輸出變量。綜上所述，選擇 再添加一個(gè)擴(kuò)展模塊就可以增加系統(tǒng)輸入輸出接口且滿(mǎn)足運(yùn)行要安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 15 求。 AC/DC/Relay： CPU 是交流供電，直流數(shù)字量輸入，數(shù)字量輸出點(diǎn)是繼電器觸點(diǎn)。 (5)經(jīng)濟(jì)性的考慮 選擇 PLC 時(shí) ，應(yīng)考慮性能價(jià)格比。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對(duì) CPU 選用、存儲(chǔ)器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比。 PT100 是鉑熱電阻，它的阻值跟溫度的變化成正比。在介紹系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，包括盤(pán)面的布置圖、本柜聯(lián)接圖和現(xiàn)場(chǎng)裝置以及郵箱測(cè)溫和現(xiàn)場(chǎng)裝置。 控制柜具有現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)和遠(yuǎn)方自動(dòng)控制方式，現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)是電機(jī)調(diào)試或緊急調(diào)試時(shí)操作位，而遠(yuǎn)方調(diào)試是設(shè)備運(yùn)行時(shí)的操作位。電路初始運(yùn)行時(shí)，電控發(fā)出允許遠(yuǎn)程啟動(dòng)信號(hào)（備妥），中控收到信號(hào)，待中控啟動(dòng)油站信號(hào)運(yùn)行時(shí)，油泵首先啟動(dòng)，壓力滿(mǎn)足要求，無(wú)任何預(yù)報(bào)警、停車(chē)報(bào)警信號(hào)、供油油溫滿(mǎn)足要求時(shí)，電控柜發(fā)出允許主機(jī)啟動(dòng)信號(hào)，中控收到信號(hào)，待主機(jī)運(yùn)行信號(hào)發(fā)出時(shí)，以連鎖現(xiàn)場(chǎng)電控與中控的聯(lián)接，低壓油泵仍在繼續(xù)運(yùn)行。 圖 41 低壓油泵 電路 （ 2）加熱器運(yùn)行 根據(jù)圖 42 所示，電加熱器自動(dòng)工作時(shí)，當(dāng)油箱油溫降到下限值時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì) 觸點(diǎn)閉合， 工作，自動(dòng)加熱，當(dāng)油溫升至上限設(shè)定值時(shí)，電接點(diǎn)溫度計(jì) 觸點(diǎn)閉合， 斷開(kāi)，加熱器停 止工作；手動(dòng)時(shí)，用 SA3 啟、停加熱器； HG3 指示燈顯示加熱器工作狀態(tài)。 （ 3） 油箱油位底 /油位高報(bào)警 為油箱油位控制接點(diǎn)，當(dāng)油箱油位低于安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 20 下限為時(shí)， — 閉合，電鈴報(bào)警， H3 指示燈亮。 （ 1）低壓 油壓底報(bào)警 在運(yùn)行過(guò)程中，低壓供油壓力低于下限設(shè)定值時(shí)，備用油泵自動(dòng)工作。 1油泵運(yùn)行則觸點(diǎn) 5153 閉合； 2泵運(yùn)行則觸點(diǎn) 5961 閉合。 根據(jù)本章介紹，說(shuō)明 PLC 稀油控制各變量的改變對(duì)系統(tǒng)總體的影響及系統(tǒng)反應(yīng)。 系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)試 （ 1） 開(kāi) 1/備 2 下圖 51 為開(kāi) 1/備 2 系統(tǒng)仿真，分別閉合開(kāi)關(guān) 0、 5， 分別表示系統(tǒng)啟動(dòng)、自動(dòng)和 開(kāi) 1/備 2。 安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 24 圖 53 低于油箱溫度下限仿真 預(yù)報(bào)警功能調(diào)試 （ 1）油泵過(guò)載 圖 57 表示 1 泵過(guò)載，閉合開(kāi)關(guān) 0、 5/2， 分別表示系統(tǒng)啟動(dòng)、自動(dòng)、開(kāi) 1/備 2 和 1 泵過(guò)載。 運(yùn)行軟件，觀察到CPU 的 0、 7/1 和 EM 的 5 燈亮，分別表示 1運(yùn)行、中控備妥、預(yù)警故障、重故障、報(bào)警電鈴油箱油位低 /高和系統(tǒng)運(yùn)行反饋。包括 系統(tǒng)初始化運(yùn)行調(diào)試、預(yù)警故障調(diào)試、重故障調(diào)試 等情況的變化與予以仿真 ，并例舉相關(guān)代表性變量 ，根據(jù)仿真結(jié)果可以清楚地看到變量的變化對(duì)系統(tǒng)總體的影響。 本課題為實(shí)現(xiàn)高性能，低成本的稀油控制系統(tǒng)產(chǎn)品提供了一定的理論基礎(chǔ)。t satisfied with the current manufacturing industry foreground, also can39。s machine bine, for resolve the very plicated problem to look for the best path We e in sight of the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now of after use in the mold a perhaps simple equipments of grassroots control that the electric appliances can do for the low level only。 The saving machine can deposit the data that the I/ O input in the saving machine, and in work adjusting to bee tired to add the machine and I/ Os to connect, saving machine separately saving machine RAM of the procedure 安徽建筑 大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 40 saving machine ROM and dates, the ROM can do deposit of the data permanence in the saving machine, but RAM only for the CPU putes the temporary calculation usage of hour of buffer space. The PLC anti interference is very and excellent, our root need not concern its service life and the work situation bad, these all problems have already no longer bee the topic that we fail, but stay to our is a concern to e to internal resources of make use of the PLC to strengthen the control ability of the equipments for us, make our equipments more gentle. PLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of Cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to control, make the electrical engineering teacher while weaving to write the procedure very easy prehended the PLC language, and a lot of non electricity professional also very quickly know and go deep into to the PLC. Is PLC one of the advantage above and only, this is also one part that the people prehend more and easily, in a lot of equipments, the people have already no longer hoped to see too many control buttons, they damage not only and easily and produce the artificial error easiest, small is not a main error perhaps you can still accept。 to be good very. At a lot of situations, the list is a smooth movement that can39。t is tolerant of. New technique always for bringing more safe and