【正文】 數(shù)采用數(shù)值列表方式或簡單的線圖顯示。 網(wǎng)絡(luò)功能增強(qiáng) 過去的 PLC 一般限于設(shè) 備級的邏輯控制，提供簡單的慢速的通信功能 (只支持RS23 485，多采用 Modbus 協(xié)議，通信速率一般在幾 K 到幾十 K 之間 )，目的是將系統(tǒng)的控制狀態(tài)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)傳給一些監(jiān)視設(shè)備 (如顯示終端或 PC 機(jī) )供操作員監(jiān)視或?qū)⒉僮鲉T的修改指令傳遞到 PLC。但隨著微型計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和 IPC 技術(shù) 與開放軟件技術(shù)的發(fā)展， PLC也在不斷提高自己的性能并不斷擴(kuò)展自己的應(yīng)用領(lǐng)域。用戶只需根據(jù)控制的規(guī)模和要求，合理選擇 PLC 型號和硬件配置，就可以組成所需的控制系統(tǒng)?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計 [1]。該設(shè)計中采用 4 臺潛水泵循環(huán)工作方式取代了通常的 3 用 1 備工作方式，更加合理的分配了潛水泵的起停，提高了每臺潛水泵的利用率，避免了電動機(jī)的頻繁啟動，對電動機(jī)的保護(hù)也更加完善。由于可編程序控制器安全性高、功能完善、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，因此，污水坑水位控制系統(tǒng)中的控制部分采用可編程序控制器來控制。它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡便等許多優(yōu)點(diǎn)。本課題主要任務(wù)是自動控制方式部分，用 4 個水位開關(guān)檢測污水坑的水位， PLC 根據(jù)水位情況控制潛水泵的起停。它采用了可編程序的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模 擬式輸入輸出控制各種類型的機(jī)械的生產(chǎn)過程。 PLC 還具有通訊聯(lián)網(wǎng)的功能，可與上位計算機(jī)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。 PLC 的特點(diǎn)與應(yīng)用 早期的 PLC 的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊 (一般功能都集中在一個機(jī)籠或盒子中實現(xiàn) )、功能簡單 (一般只實現(xiàn)一臺加工設(shè)備的順序邏輯控制功能 )、速度快、采用專用處理器技術(shù)、可靠性高、價格低。當(dāng)今的 PLC 己經(jīng)走出了原來的設(shè)備邏輯控制應(yīng)用領(lǐng)域，而向 DCS 的應(yīng)用領(lǐng) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 2 頁 域 (連續(xù)過程控制和批量控制 )滲透。 PLC+網(wǎng)絡(luò) +PC 十 SCADA 軟件己形成了一種非常流行的應(yīng)用方式 [3]。它們形狀相似，卻不兼容。 IEC11313 標(biāo)準(zhǔn)是為 PLC 編程標(biāo)準(zhǔn)化所制定的一套歐洲標(biāo)準(zhǔn)。一些微型 PLC 具有超微型 PLC 的體積，卻具有更強(qiáng)的功能，如 Omron SRMI 的體積只有一疊撲克牌大小，但卻可支持到 256 點(diǎn)的 I/O 能力 (分散 I/O 方式 )； Schneider 公司的 Modicon TSX Micro PLC 支持多組超微型 PLC 的分散 I/O， 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 3 頁 還提供 PID 調(diào)節(jié)功能。 PLC 與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較 與集散控制系統(tǒng)的比較 PLC 由繼電器邏輯控制系統(tǒng)發(fā)展而來，在數(shù)字處理、順序控制方面有一定優(yōu)勢，初期功能以數(shù)字量的順序控制為主。集散控制系統(tǒng)自 70 年代初期問世之后，它的迅速發(fā)展隨著微處理器，特別是單片機(jī)的出現(xiàn)，再加上通信技術(shù)的成熟，將順序控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、過程控制的模擬儀表、過程監(jiān)控裝置等有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生了滿足各種不同要求的集散型控制系統(tǒng) [4]。從自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢來看，全分布式計算機(jī)控制系統(tǒng)必然會得到迅速發(fā)展，將綜合 PLC 與集散系統(tǒng)各自的優(yōu)勢，并把兩者有機(jī)結(jié)合起來，形成一種新型的全分布式的計算機(jī)控制系統(tǒng) [5]。 PLC 針對工業(yè)順序控制、在結(jié)構(gòu)上采用了整體密封或插件組合型，并采用了一系列抗干擾措施，在工業(yè)現(xiàn)場有很高的可靠性。 綜上所述， PLC 與工業(yè)微機(jī)控制的差異為： PLC 可靠性較工業(yè)微機(jī)高。 PLC 易于操作，人員培訓(xùn)時間短，而工業(yè)微機(jī)培訓(xùn)時間較長。 變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn) 變頻調(diào)速具有調(diào)速的機(jī)械特性好，效率高，調(diào)速范圍寬，精度高，調(diào)整特性曲線平滑，可以實現(xiàn)連續(xù)的、平穩(wěn)的調(diào)速，體積小、維護(hù)簡單方便、自動化水平高等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的青睞。該設(shè)計中采用 4 臺潛水泵循環(huán)工作方式取代了通常的3 用 1 備工作方式，避免了電動機(jī)的頻繁啟動并通過編程實現(xiàn)自動控制。為了消除兩者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的這種差異，考慮到繼電器控制裝置中各類觸點(diǎn)的動作時間一般在100ms 以上，而 PLC 掃描用戶程序的時間一般均小于 100ms，因此， PLC 采用了一種不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式，一一掃描技術(shù) [8]。同一因素信息，由于采集的時間不同，其狀態(tài)可能會有所不同。同樣對輸出給控制對象的控制信息，也不采用形成一個就輸出一個的控制方法，而是先把它們存放在隨機(jī)存儲器的某個特定區(qū)域 (輸出映象區(qū) )，在用戶程序掃描結(jié)束后，將所存被控對象的控制信息集中輸出， 鞍山科技大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 7 頁 改變被控對象的狀態(tài)。此時，輸入映象寄存器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。 PLC 采用集中采樣與集中輸出的工作方式，在采樣周期中，將所有輸入信號一起讀入，此后在整個程序處理過程中 PLC 系統(tǒng)與外界隔開，直至輸出控制信號，并在下一個工作周期再與外部交換信息狀態(tài)，從而 從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和工作的可靠性。 (4) 輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映象寄存器中的數(shù)據(jù)決定。系統(tǒng)的周期性掃描與外設(shè)希望的及時響應(yīng)矛盾的解決方法是將有關(guān)要輸入或輸出的信息分離出來，即這一部分信息的輸入或輸出與系統(tǒng) CPU 的周期掃描 脫離，利用專門的硬件模板 (如利用定區(qū) I/O 服務(wù)指令使定區(qū)內(nèi)的信息及時輸入或輸出，即取得立即執(zhí)行 )。用戶程序只是掃描周期的一個組成部分，用戶程序不運(yùn)行時，可編程控制器也在掃描，只不過在一個周期中刪除了用戶程序和輸入輸出服務(wù)這兩部分任務(wù) 。 WDT 是一個硬件計時器，該計時器有一個設(shè)定值，掃描周期開始前計時器復(fù)位，然后開始計時。一般機(jī)器給 WDT 的設(shè)定值在 100～ 200ms。在這一掃描過程中， CPU 把總線權(quán)交給編程器，自己變成被動狀態(tài)。 與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的掃描過程，一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡(luò)的 PLC系統(tǒng)才有通信掃描過程，這一過程用于 PLC 之間以及 PLC 與上位計算機(jī)或一些終端設(shè)備。 輸入輸出服務(wù)掃描過程，機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一掃 描周期內(nèi)都包含這個掃描過程。在輸入服務(wù)掃描過程中， CPU把實際輸入點(diǎn)的狀態(tài)讀入到輸入狀態(tài)暫存區(qū) 。 從以上對掃描周期的分析可知，掃描周期基本上由三部分組成即保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的公共操作，系統(tǒng)與外部設(shè)備的交換和用戶程序的執(zhí)行。因此這部分占用的掃描時間不僅對不同系統(tǒng)其長短不同，而且對同一系統(tǒng)的不同時間也占用著不同的掃描時間。 CPU 的運(yùn)算速度由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件決定，通常用執(zhí)行 1K 字程序所需的時間長短來衡量。 編程軟件的簡介和梯形圖的設(shè)計方法 PLC 控制程序采用 SIEMENS 公司提供的 STEP7 編程軟件開發(fā)，基于 WINDOWS的應(yīng)用軟件 ， 該軟件的 SIMATIC 指令集包含三種語言，即語句表 (STL)語言、梯形圖 (LAD)語言、功能塊圖 (FWD)語言。該設(shè)計主要采用梯形圖 (LAD)語言。 觸點(diǎn)的使用次數(shù)和線圈的使用次數(shù) 在 PLC 的梯形圖中，觸點(diǎn)的使用次 數(shù)可能用無數(shù)次，而線圈的使用次數(shù)只能是一次，否則，容易引發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)意外的事故。 手動方式：在控制柜操作面板上利用起、停按鈕對潛水泵進(jìn)行操作。 保護(hù)及操作： (1) 保護(hù)：電源側(cè)采用 2 級自動開關(guān)保護(hù)；變頻器本身包含有過電壓、過電流、過負(fù)載、電源缺相、電動機(jī)缺相等保護(hù)；保留了原系統(tǒng)中的電動機(jī)溫度、潛水泵泄漏、滲漏的保護(hù)功能。主接觸器為直接上電方式，即系統(tǒng)在無故障情況下，上電主接觸器吸合，發(fā)生故 障時，主接觸器跳閘。當(dāng)三臺潛水泵同時以 50Hz的頻率工作時，完全可以控制水位，使水位下降，讓系統(tǒng)停止報警。 (2) 由于采用了更加合理的工作分配方式，使各臺潛水泵的利用律得到了提高，降低了潛水泵的起停次數(shù)。 S7200 型 PLC 的特點(diǎn) 由于污水坑水位控制系統(tǒng)的控制設(shè)備相對 較少，因此 PLC 選用德國 SIEMENS 公司的 S7200 型。用戶程序有三 級口令保護(hù)，可以對程序?qū)嵤┌踩Ｗo(hù)。由于三臺潛水泵同時以 50Hz 的頻率運(yùn)行時一定可以使水位下降到報警水位以下，所以到 t4時刻水位一定能下降到超高位以下，即系統(tǒng)停止報警，為了使水位不會立刻超過報警水位，故三臺潛水泵在 t4 到 t5 時間段內(nèi)仍以 50Hz的頻率運(yùn)行；到 t5時刻水位下降到高位以下，第一臺潛水泵和第二臺潛水泵仍均以 50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺潛水泵的頻率降為 25Hz,在 t5到 t6時間段內(nèi)第一臺潛水泵和第二臺潛水泵都以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺潛水泵以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t6時刻水位下降到中位以下，第一臺潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺潛水泵以 25Hz 的頻率運(yùn)行，第二臺潛水泵的頻率降為 25Hz，在 t6到 t7時間段內(nèi)第一臺潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第二臺潛水泵和第三臺潛水泵均以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t7時刻水位下降到低位以下，為正常水位 ，三臺潛水泵都停止運(yùn)行（見圖 ）。 水位由中位以下升到中位再降到低位以下并且水位在上升和下降過程中無其他變化，具體過程如下： t1時刻水位由中位以下上升到中位，第一臺潛水泵啟動，在 t1到 t2時間段內(nèi)第一臺潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行；到 t2 時刻水位下降到中位以下，第一臺潛水泵仍以 50Hz的頻率運(yùn)行，并在 t2到 t3時間段內(nèi)繼續(xù)以 50Hz 的頻 率運(yùn)行；到 t3時刻水位下降到低位以下，為正常水位，此臺潛水泵停止運(yùn)行（見圖 ）。到t13時刻水位下降到高位以下，第三臺潛水泵的頻率也降為 25Hz，在 t13到 t14時間段內(nèi)第一臺潛水泵和第二臺潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺潛水泵以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t14時刻 水位下降到中位以下，第二臺潛水泵的頻率降為 25Hz，在 t14到 t15時間段內(nèi)第一臺潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第二臺潛水泵和第三臺潛水泵均以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t15時刻水位下降到低位以下，為正常水位，三臺潛水泵都停止運(yùn)行（見圖 ）。憑借集成統(tǒng)一的通訊， PLC 在實現(xiàn)車間級、工廠級、企業(yè)級乃至全球企業(yè)鏈的生產(chǎn)控制與協(xié)同管理中起到中間作用。 由于時間倉促和本人水平有限，在本次設(shè)計中難免存在錯誤和疏漏的地方，敬請老師批評指正。在大學(xué)生活和本次設(shè)計過程中，我的好朋友劉彬彬同學(xué)也給了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝！ 回顧這四年的學(xué)習(xí)和生活，收獲很多，我不僅豐富了知識，更學(xué)會了該如何建立起良好的人際關(guān)系。 the signal it sends is called an input signal. A signal enters the PLC through terminals or through pins is called an input point. This input point is allocated a location in memory that reflects its status, . ether ON or OFF. This memory location is call an input bit. The CPU, in its normal processing cycle, monitors the status of all inputs and turns ON or OFF corresponding input bits accordingly. There are also output bits in memory that are allocated to output points on Modules through which output signals are sent to output devices, . an output bit is turned ON to send a signal to an output device through an output point. The CPU periodically turns output points ON or OFF according to the status of output bits. These terms are used when describing different aspects of PLC operation. When programming, one is concerned with what information is held in memory, and so I/O bits are 鞍山科技大學(xué)本 科生畢業(yè)設(shè)計 (論文 ) 第 28 頁 referred to. When talking about the Modules that connect the PLC to the controlled system and the place on these Modules where signals enter and leave the PLC. I/O points are referred to. When wiring these