【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ PLC 的一般結(jié)構(gòu)如圖 所示，由圖可見(jiàn)主要有 6 個(gè)部分組成，包括CPU(中央處理器 )、存儲(chǔ)器、輸入／輸出接口電路、電源、外設(shè)接口、 I/O 擴(kuò)展接口。 在西門子公司的網(wǎng)站可以下載 S7200 的軟件和手冊(cè)， S7200 有專用的子網(wǎng)站。此 外西門子還有多款與 S7200 配套的觸摸屏。有內(nèi)置的客戶機(jī)測(cè)試功能。 通過(guò)不同的通信模塊， S7200 可以連接到以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總 PROFIBUSDP、ASi，可以使用 TCP/IP 和 S7 協(xié)議。 PID 控制 、網(wǎng)絡(luò)通信、高速輸入 /輸出、位置控制、數(shù)據(jù)記錄、配方和文本顯示器等編程和應(yīng)用是 PLC 程序設(shè)計(jì)中的難點(diǎn)，用普通的方法對(duì)它們編程即繁瑣又容易出錯(cuò)。用系統(tǒng)塊設(shè)置參數(shù)方便直觀。 ，使用方便的編程軟件 編程軟件 STEP7Micro/WIN 可以使用包括中文在內(nèi)的多種語(yǔ)言，有梯形圖，語(yǔ)句表和功能塊圖編程語(yǔ)言，和 SIMATIC、 IEC611313 兩種編程模式。 S7200 的程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單清晰，在編程軟件中，主程序，子程序和中斷程序分頁(yè)存放。 （ 5） S7200 的 CPU 模塊集成了很強(qiáng)的位置控制功能，此外還有位置控制模塊 EM253 使用位置控制向?qū)Э梢苑奖愕貙?shí)現(xiàn)位置控制的編程。 CPU 224XP 的高速計(jì)數(shù)器的最高計(jì)數(shù)頻率為 200kHz，告訴輸出的最高頻率為 100kHz。 在本控制系統(tǒng)中，考慮到系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和維修的方便性，選擇模塊式PLC。采用可編程控制器較好地解決了這一問(wèn)題，可編程控制器是一種將計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)結(jié)合在一起的新型工業(yè)自動(dòng)控制設(shè)備，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)開(kāi)關(guān)量信號(hào)的邏輯控制。 共 36 頁(yè) 第 16 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ （ 3）使用電壓： AC： 220 V50Hz/60Hz DC： 24V。 （ 4）功率： AC： 。 相關(guān)元件主要技術(shù)參數(shù)及原理如下： （ 1）材質(zhì)：聚四氟乙烯。其硬件接線如圖 。 （ 2）電動(dòng)機(jī)運(yùn)行地點(diǎn)的海拔不超過(guò) 1000m。 C （ 3）觸點(diǎn)壽命為 100 萬(wàn)次 （ 4）觸點(diǎn)容量為 70w （ 5）開(kāi)關(guān)電壓為 24V DC （ 6）切換電流為 溫度傳感器的選擇 選用 KTY81210A 型溫度傳感器 其中“ T” 表示溫度 共 36 頁(yè) 第 14 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ KTY 系列溫度傳感器采用進(jìn)口 Philips 硅電阻元件精心制作而成，具有精度高，穩(wěn)定性好，可靠性強(qiáng)，產(chǎn)品壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn) , 該溫度傳感器已廣泛應(yīng)用于電機(jī)變頻調(diào)速溫度控制，太陽(yáng)能熱水器溫度測(cè) 量領(lǐng)域彩印設(shè)備溫控，汽車油溫測(cè)量、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)、工業(yè)控制系統(tǒng)中過(guò)熱保護(hù)、加熱控制系統(tǒng)、電源供電保護(hù)等。其原理是依據(jù)光的反射折射原理，當(dāng)沒(méi)有液體時(shí)，光被前端的棱鏡面或球面反射回來(lái)；有液體覆蓋光電探頭球面時(shí)，光被折射出去，這使得輸出發(fā)生變化，相應(yīng)的晶體管或繼電器動(dòng)作并輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量。當(dāng)液面下降到 SL3 時(shí)， L3 由接通變?yōu)閿嚅_(kāi)，再過(guò) 2 秒后，容器放空，混合液閥門關(guān)閉，開(kāi)始下一周期。液面到達(dá) SL1 時(shí)，關(guān)閉液體 C 閥門。首先液體 A、 B、 C 閥門關(guān)閉，可 編 程 控 制 器 啟動(dòng) SD 液面?zhèn)鞲衅?SL1 液面?zhèn)鞲衅?SL2 液面?zhèn)鞲衅?SL3 溫度傳感器 T 進(jìn)液閥門 A 進(jìn)液閥門 B 進(jìn)液閥門 C 排液閥門 攪拌電機(jī) M 加熱器 H 共 36 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 混合液閥門打開(kāi) 10 秒將容器放空后關(guān)閉。輸出端有進(jìn)液閥門 A、進(jìn)液閥門 B、進(jìn)液閥門 B、排液閥門，攪拌電機(jī) M，加熱器 H。小編程器 PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。 （ 2） 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算，在控制器指揮下工作。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 目前的計(jì)算機(jī)集散控制系統(tǒng) DCS（ Distributed Control System）中已有大量的可編程控制器應(yīng)用。此外，無(wú)錫華光公司、上海鄉(xiāng)島公司等中外合資企業(yè)也是我國(guó)比較著名的 PLC生產(chǎn)廠家。最初是在引進(jìn)設(shè)備中大量使用了可編程控制器。 20 世紀(jì)末期，可編程控制器的發(fā)展特點(diǎn)是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要。 20 世紀(jì) 80 年代初，可編程控制器在先進(jìn)工業(yè)國(guó)家中已獲得廣泛應(yīng)用。為了方便熟悉繼電器、接觸器系統(tǒng)的工程技術(shù)人員使用，可編程控制器采用和繼電器電路圖類似的梯形圖作為主要編程語(yǔ)言，并將參加運(yùn)算及處理的計(jì)算 機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。 PLC 的國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀及未來(lái)發(fā)展 前景 1. PLC 的國(guó)內(nèi)外 現(xiàn)狀 世界上公認(rèn)的第一臺(tái) PLC 是 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）研制的。數(shù)據(jù)處理一 共 36 頁(yè) 第 8 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。 PID 處理一般是運(yùn)行專用的 PID 子程序。 過(guò)程控制是指對(duì)溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。 PLC 可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等。 ，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。為不熟 悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人使用計(jì)算機(jī)從事工業(yè)控制打開(kāi)了方便之門。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 ，功能完善，適用性強(qiáng) PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。從 PLC 的機(jī)外電路來(lái)說(shuō)，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。 PLC 的特點(diǎn) 共 36 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ，抗干擾能力強(qiáng) 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。上世紀(jì) 80 年代至 90 年代中期，是 PLC 發(fā)展最快的時(shí)期，年增長(zhǎng)率一直保持為 30~40%。 的發(fā)展歷程 在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，大量的開(kāi)關(guān)量順序控制，它按照邏輯條件進(jìn)行順序動(dòng)作，并按照邏輯關(guān)系進(jìn)行連鎖保護(hù)動(dòng)作的控制，及大量離散量的數(shù)據(jù)采集。 共 36 頁(yè) 第 5 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 2 章 PLC 的簡(jiǎn)介 PLC 的定義及發(fā)展歷程 的定義 PLC 即可編程控制器（ Programmable logic Controller，是指以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的新型工業(yè)控制裝置。 可編程控 制器 (PLC)從上個(gè)世紀(jì) 70 年代發(fā)展起來(lái)的一種新型工業(yè)控制系統(tǒng)，起初它主要是針對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行邏輯控制的一種裝置，可以取代中間繼電器、時(shí)間繼電器等構(gòu)成開(kāi)關(guān)量控制系統(tǒng)。 （ 3） 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制 工控機(jī)采 用總線結(jié)構(gòu)，各廠家產(chǎn)品兼容性強(qiáng)，有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)用性強(qiáng)、功能復(fù)雜的領(lǐng)域中占優(yōu)勢(shì)。 （ 2） 單片機(jī)控制 單片機(jī)作為一個(gè)超大規(guī)模的集成電路，機(jī)構(gòu)上包括 CPU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器和多種輸入 /輸出接口電路。 就目前的現(xiàn)狀有以下幾種控制方式滿足系統(tǒng)的要求：繼電器控制系統(tǒng)、單片機(jī)控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制、可編程序控制器控制。 共 36 頁(yè) 第 3 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 對(duì)于本課題來(lái)說(shuō)，如果液體混合系統(tǒng)部分是一個(gè)較大規(guī)模工業(yè)控制系統(tǒng)的改造升級(jí)，新控制裝置需要根據(jù)企業(yè)設(shè)備和工藝現(xiàn)況來(lái)構(gòu)成并需盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。設(shè)計(jì)原則主要包括：工作條件；工程對(duì)電氣控制線路 提供的具體資料。綜合多種液體自動(dòng)混合裝置的控制系統(tǒng)的要求，進(jìn)行了外部電路的連線和 PLC 程序設(shè)計(jì)，從部件的選擇，流程的分析，程序順序控制的設(shè)計(jì)等方面，完成了本次的設(shè)計(jì)任務(wù)。 共 36 頁(yè) 第 2 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2. 本系統(tǒng)采用 PLC 是基于以下兩個(gè)原因： （ 1） PLC 具有很高的可靠性，通常的平均無(wú)故障時(shí)間都在 30 萬(wàn)小時(shí)以上； （ 2） 編程能力強(qiáng)，可以將模糊化、模糊決策和解模糊都方便地用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)； 根據(jù)多種液體自動(dòng)混合系統(tǒng)的要求與特點(diǎn)，我們采用的 PLC 具有小型化、高速度、高性能等特點(diǎn)，可編程控制器指令豐富，可以接各種輸出、輸入擴(kuò)充設(shè)備，有豐富的特殊擴(kuò)展設(shè)備，其中的模擬輸入設(shè)備和通信設(shè)備是系統(tǒng)所必需的，能夠方便地聯(lián)網(wǎng)通信。 研究的目的和意義 在工藝加工最初，把多種原料再合適的時(shí)間和條件下進(jìn)行需要的 加工以得到產(chǎn)品一直都是在人監(jiān)控或操作下進(jìn)行的，在后來(lái)多用繼電器系統(tǒng)對(duì)順序或邏輯的操作過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化操作 , 隨著科學(xué)