【正文】 籠或盒子中實(shí)現(xiàn))、功能簡(jiǎn)單( 一般只實(shí)現(xiàn)一臺(tái)加工設(shè)備的順序邏輯控制功能)、速度快、采用專(zhuān)用處理器技術(shù)、可靠性高、價(jià)格低。當(dāng)今的 PLC 己經(jīng)走出了原來(lái)的設(shè)備邏輯控制應(yīng)用領(lǐng)域，而向 DCS 的應(yīng)用 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 2 頁(yè)領(lǐng)域(連續(xù)過(guò)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 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 3 頁(yè)散 I/O，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(lái)，在數(shù)字處理、順序控制方面有一定優(yōu)勢(shì)，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(wèn)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(guò)程控制的模擬儀表、過(guò)程監(jiān)控裝置等有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生了滿(mǎn)足各種不同要求的集散型控制系統(tǒng) [4]。從自動(dòng)化控制系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，全分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)必然會(huì)得到迅速發(fā)展，將綜合 PLC 與集散系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)，并把兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一種新型的全分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) [5]。PLC 針對(duì)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(chǎng)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(shí)間短，而工業(yè)微機(jī)培訓(xùn)時(shí)間較長(zhǎng)。 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(shí)現(xiàn)連續(xù)的、平穩(wěn)的調(diào)速，體積小、維護(hù)簡(jiǎn)單方便、自動(dòng)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(jì)中采用 4 臺(tái)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(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(lèi)觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms 以上，而 PLC 掃描用戶(hù)程序的時(shí)間一般均小于 100ms，因此，PLC 采用了一種不同于一般微型計(jì)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(shí)間不同，其狀態(tài)可能會(huì)有所不同。同樣對(duì)輸出給控制對(duì)象的控制信息，也不采用形成一個(gè)就輸出一個(gè)的控制方法，而是先把它們存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器的某個(gè)特定區(qū)域( 輸出映象區(qū))，在用戶(hù)程序掃描結(jié)束后，將所存被控對(duì)象的控制信息集 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 第 7 頁(yè)中輸出，改變被控對(duì)象的狀態(tài)。此時(shí)，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(hào)一起讀入，此后在整個(gè)程序處理過(guò)程中 PLC 系統(tǒng)與外界隔開(kāi)，直至輸出控制信號(hào)，并在下一個(gè)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(shí)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(lái)，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(zhuān)門(mén)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(shí)輸入或輸出，即取得立即執(zhí)行)。用戶(hù)程序只是掃描周期的一個(gè)組成部分，用戶(hù)程序不運(yùn)行時(shí)，可編程控制器也在掃描，只不過(guò)在一個(gè)周期中刪除了用戶(hù)程序和輸入輸出服務(wù)這兩部分任務(wù)。WDT 是一個(gè)硬件計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器有一個(gè)設(shè)定值，掃描周期開(kāi)始前計(jì)時(shí)器復(fù)位，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)。一般機(jī)器給 WDT 的設(shè)定值在 100～200ms。在這一掃描過(guò)程中，CPU 把總線權(quán)交給編程器，自己變成被動(dòng)狀態(tài)。與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的掃描過(guò)程，一般小型系統(tǒng)沒(méi)有這一掃描過(guò)程，配有網(wǎng)絡(luò)的PLC 系統(tǒng)才有通信掃描過(guò)程，這一過(guò)程用于 PLC 之間以及 PLC 與上位計(jì)算機(jī)或一些終端設(shè)備。輸入輸出服務(wù)掃描過(guò)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(gè)掃描過(guò)程。在輸入服務(wù)掃描過(guò)程中，CPU 把實(shí)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(duì)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(hù)程序的執(zhí)行。因此這部分占用的掃描時(shí)間不僅對(duì)不同系統(tǒng)其長(zhǎng)短不同，而且對(duì)同一系統(tǒng)的不同時(shí)間也占用著不同的掃描時(shí)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(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量。 編程軟件的簡(jiǎn)介和梯形圖的設(shè)計(jì)方法PLC 控制程序采用 SIEMENS 公司提供的 STEP7 編程軟件開(kāi)發(fā)，基于 WINDOWS的應(yīng)用軟件，該軟件的 SIMATIC 指令集包含三種語(yǔ)言，即語(yǔ)句表(STL)語(yǔ)言、梯形圖(LAD)語(yǔ)言、功能塊圖(FWD)語(yǔ)言。該設(shè)計(jì)主要采用梯形圖(LAD) 語(yǔ)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(wú)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(dòng)方式：在控制柜操作面板上利用起、停按鈕對(duì)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(jí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)；變頻器本身包含有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)負(fù)載、電源缺相、電動(dòng)機(jī)缺相等保護(hù)；保留了原系統(tǒng)中的電動(dòng)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(wú)故障情況下，上電主接觸器吸合，發(fā)生故障時(shí)，主接觸器跳閘。當(dāng)三臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz 的頻率工作時(shí)，完全可以控制水位，使水位下降，讓系統(tǒng)停止報(bào)警。(2) 由于采用了更加合理的工作分配方式，使各臺(tái)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(duì)較少，因此 PLC 選用德國(guó) SIEMENS 公司的 S7200 型。用戶(hù)程序有三級(jí)口令保護(hù)，可以對(duì)程序?qū)嵤┌踩Ｗo(hù)。由于三臺(tái)潛水泵同時(shí)以 50Hz 的頻率運(yùn)行時(shí)一定可以使水位下降到報(bào)警水位以下，所以到 t4 時(shí)刻水位一定能下降到超高位以下，即系統(tǒng)停止報(bào)警，為了使水位不會(huì)立刻超過(guò)報(bào)警水位，故三臺(tái)潛水泵在 t4 到 t5 時(shí)間段內(nèi)仍以 50Hz 的頻率運(yùn)行；到 t5 時(shí)刻水位下降到高位以下，第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵仍均以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵的頻率降為 25Hz,在 t5 到 t6 時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵都以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t6時(shí)刻水位下降到中位以下，第一臺(tái)潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以 25Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵的頻率降為 25Hz，在 t6 到 t7 時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz 的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵和第三臺(tái)潛水泵均以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t7 時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，三臺(tái)潛水泵都停止運(yùn)行（見(jiàn)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(guò)程中無(wú)其他變化，具體過(guò)程如下：t1 時(shí)刻水位由中位以下上升到中位，第一臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在 t1 到 t2 時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行；到 t2 時(shí)刻水位下降到中位以下，第一臺(tái)潛水泵仍以50Hz 的頻率運(yùn)行，并在 t2 到 t3 時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)以 50Hz 的頻率運(yùn)行；到 t3 時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，此臺(tái)潛水泵停止運(yùn)行（見(jiàn)圖 ） 。到 t13 時(shí)刻水位下降到高位以下，第三臺(tái)潛水泵的頻率也降為25Hz，在 t13 到 t14 時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t14 時(shí)刻水位下降到中位以下，第二臺(tái)潛水泵的頻率降為 25Hz，在 t14 到 t15 時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以 50Hz 的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵和第三臺(tái)潛水泵均以 25Hz 的頻率運(yùn)行；到 t15 時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，三臺(tái)潛水泵都停止運(yùn)行（見(jiàn)圖 ） 。憑借集成統(tǒng)一的通訊，PLC 在實(shí)現(xiàn)車(chē)間級(jí)、工廠級(jí)、企業(yè)級(jí)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(shí)間倉(cāng)促和本人水平有限，在本次設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和疏漏的地方，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。在大學(xué)生活和本次設(shè)計(jì)過(guò)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(shí)，更學(xué)會(huì)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(jì)(論文) 第 30 頁(yè)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 I/O points, the physical counterparts of the I/O points, ether terminals or connector pins, are referred to. When talking about the signals that enter or leave the PLC, one refers to input signals and output signals, or sometimes just inputs and outputs. It all depends on what aspect of PLC operation is being talked about.(3) Controlled System and Control SystemThe Control System includes the PLC and all I/O devices is uses to control an external system. A sensor that provides information to achieve control is an input device that is clearly part of the Control System. The controlled system is the external system that is being controlled by the PLC program through these I/O devices. I/O devices can sometimes be considered party of the controlled system, e. g. a motor used to drive a conveyor belt.OMRON Product TerminologyOMRON products ar