【正文】 因此，早期的PLC的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點(diǎn)包括簡單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。這樣，使PLC得功能大大增強(qiáng)。進(jìn)入80年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使得各種類型的PLC所采用的微處理器的當(dāng)次普遍提高。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。這樣，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。這是一種讀/寫存儲器(隨機(jī)存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除的只讀存儲器。由制造廠商將其固化在EPROM中，用戶不能直接存取。因此，它需要一定數(shù)量的存儲單元(RAM)以存放I/O的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作I/O映象區(qū)。：除了I/O映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)RAM存儲區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲區(qū)。此程序由使用者通過編程器輸入到PLC機(jī)的RAM存貯器中，以便于用戶隨時修改。由于這些信號電平各式各樣，而可編程控制器CPU所處理的信息只能是標(biāo)準(zhǔn)電平，所以輸入模塊還需將這些信號轉(zhuǎn)換成PLC能夠接受和處理的數(shù)字信號。數(shù)字量輸入模塊帶有光電禍合電路，其目的是把PLC與外部電路隔離開來，以提高PLC的抗千擾能力。模擬量輸入模塊A/D轉(zhuǎn)換后的二進(jìn)制數(shù)字量，經(jīng)光電禍合器和輸入鎖存緩沖器與PLC的1/0總線掛接。一somV，o一IV、一5一+SV、一10一+10V，o一10mA等。模塊隨著可編程控制器在工業(yè)控制中的廣泛應(yīng)用和發(fā)展，各可編程控制器制造廠家已經(jīng)開發(fā)出一系列的智能接口模塊，使可編程控制器的功能更加強(qiáng)大和完善。目前編程器主要有以下三種類型:便攜式編程器(也叫簡易編程器)。圖形編程器以液晶顯示器(LCD)或陰極射線管(CRT)作屏幕，用來顯示編程內(nèi)容和提供如輸入、輸出、輔助繼電器的占有情況、程序容量等各種信息，還可在調(diào)試程序、檢查程序執(zhí)行時顯示各種信號狀態(tài)、出錯提示等。用于IBM一PC及其兼容機(jī)的編程器是個人計算機(jī)加上適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖鳛榫幊唐?，也可直接編制成梯形圖，其監(jiān)控功能也很強(qiáng)。編程器的結(jié)構(gòu)一般包括顯示部分與鍵盤部分。不同廠家、不同型號的PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)也不同，有的大型機(jī)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)可達(dá)16K，而很多小型機(jī)僅有10來點(diǎn)，而且CPU本身不帶模擬輸入與輸出，但CPU一般都帶有擴(kuò)展接口。用擴(kuò)展模板來擴(kuò)展系統(tǒng)，具有以下的優(yōu)點(diǎn)用戶可根據(jù)自己時間控制系統(tǒng)的要求，選用各種合適的擴(kuò)展模塊對PLC作硬件組態(tài)，以求達(dá)到各種功能或控制精度，同時節(jié)省開支，減少不必要的投資。15V直流電源：供PLC中TTL芯片和集成運(yùn)放使用；供輸出接口使用的高壓大電流的功率電源；鋰電池及其充電電源。具體實(shí)現(xiàn)時，通常采用模板式結(jié)構(gòu)，以便用戶根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求進(jìn)行配置。PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。一般來說，PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。對采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。PLC的各個部件，包括CPU，電源，I/O等均采用模塊化設(shè)計，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。當(dāng)水塔水位低于水塔下限水位時，則水塔下限水位開關(guān)S3為ON，水泵開始工作，向水塔供水，當(dāng)S3為OFF時，表示水塔水位高于水塔下限水位。表21 水塔水位控制系統(tǒng)PLC的輸入/輸出接口分配表輸入信號輸入變量名輸出信號輸出變量名啟動開關(guān)水閥M1停止開關(guān)水泵M2水池下限位水池下限指示燈A1水池上限位水池水位報警指示燈A2水塔下限位水池上限指示燈A3水塔上限位水塔下限指示燈A4水塔水位報警指示燈A5水塔上限指示燈A6 水塔水位控制系統(tǒng)的I/O設(shè)備這是一個單體控制小系統(tǒng)，沒有特殊的控制要求，它有6個開關(guān)量，開關(guān)量輸出觸點(diǎn)數(shù)有8個，輸入、輸出觸點(diǎn)數(shù)共有14個，只需選用一般中小型控制器即可。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個掃描周期，然后再從頭開始掃描，并周而復(fù)始。梯形圖編程的一般規(guī)則有：（1）梯形圖按自上而下、從左到右的順序排列。但為了讀圖方便，常用“有電流”、“得電”等來形象地描述用戶程序解算中滿足輸出線圈的動作條件，它僅僅是概念上虛擬的“電流”，而且認(rèn)為它只能由左向右單方向流。（4）梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。當(dāng)PLC運(yùn)行時，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時去執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理每一時刻執(zhí)行一個操作。當(dāng)水池的液位超過水池上限液位時，水池上限指示燈A3亮，水閥就關(guān)閉。 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖，如圖32所示：圖32 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖（1）啟停程序：圖33 啟停程序梯形圖（2）水閥控制程序：圖34 水閥控制程序梯形圖（3）水池下限水位指示程序：圖35 水池下限水位指示程序梯形圖（4）水池水位報警程序：圖36 水池水位報警程序梯形圖（5）水池水位上限指示程序：圖37 水池水位上限指示程序梯形圖（6）水泵啟停控制程序：圖38 水泵啟?？刂瞥绦蛱菪螆D（7）水塔水位下限指示程序：圖39 水塔水位下限指示程序梯形圖（8）水塔水位報警程序：圖310 水塔水位報警程序梯形圖（9）水塔水位上限指示程序：圖311 水塔水位上限指示程序梯形圖第4章 水塔水位控制系統(tǒng)的組態(tài)設(shè)計 組態(tài)軟件概述“組態(tài)”的概念是伴隨著集散型控制系（簡稱DCS）的出現(xiàn)才開始被廣大的生產(chǎn)過程自動化技術(shù)人員所熟知的。組態(tài)軟件是指一些數(shù)據(jù)采集與過程控制的專用軟件，它們是在自動控制系統(tǒng)監(jiān)控層一級的軟件平臺和開發(fā)環(huán)境，使用靈活的組態(tài)方式，為用戶提供快速構(gòu)建工業(yè)自動控制系統(tǒng)監(jiān)控功能的、通用層次的軟件工具。組態(tài)軟件的出現(xiàn)，把用戶從這些困境中解脫出來，可以利用組態(tài)軟件的功能，構(gòu)建一套最適合自己的應(yīng)用系統(tǒng)。究其原因，大致有以下幾點(diǎn)：（1）國內(nèi)用戶還缺乏對組態(tài)軟件的認(rèn)識，項目中沒有組態(tài)軟件的預(yù)算，或?qū)幵竿度肴肆ξ锪︶槍唧w項目做長周期的繁冗的上位機(jī)的編程開發(fā)，而不采用組態(tài)軟件； （2）在很長時間里，國內(nèi)用戶的軟件意識還不強(qiáng)，面對價格不菲的進(jìn)口軟件（早期的組態(tài)軟件多為國外廠家開發(fā)），很少有用戶愿意去購買正版。因此，在1995年以后，組態(tài)軟件在國內(nèi)的應(yīng)用逐漸得到了普及。 建立WINCC組態(tài)畫面 WINCC組態(tài)畫面打開WINCC組態(tài)軟件，新建單用戶項目，然后進(jìn)入圖形編輯管理器，建立WINCC組態(tài)畫面，如圖41所示。我做的這個題目是有關(guān)PLC與組態(tài)軟件相結(jié)合的，也是將我三年所學(xué)習(xí)的知識的一個結(jié)合應(yīng)用。在對理論的運(yùn)用中，提高了我的專業(yè)基礎(chǔ)。在學(xué)習(xí)的過程中，不是每一個問題都能自己解決，向老師請教或向同學(xué)討論是一個很好的方法。這次畢業(yè)設(shè)計教給了我在以后面對時的另一條道路——自己去尋求答案。要感謝在大學(xué)期間所有傳授我知識的老師，是你們的悉心教導(dǎo)使我有了良好的專業(yè)課知識，這也是論文得以完成的基礎(chǔ)。在以往的傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式下，我們可能會記住很多的書本知識，但是通過畢業(yè)論文，我們學(xué)會了如何將學(xué)到的知識轉(zhuǎn)化為自己的東西，學(xué)會了怎么更好的處理知識和實(shí)踐相結(jié)合的問題。參考文獻(xiàn)[1]胡學(xué)林.《可編程控制器原理及應(yīng)用》.，2007：1.[2]胡學(xué)林.《可編程控制器教程（提高篇）》.，2005：8.[3]汪志峰.《可編程控制器原理及應(yīng)用》.，2004.[4]廖常初.《S7300/400PLC應(yīng)用技術(shù)》.，2005.[5]吳中俊，黃永紅 .《可編程序控制器原理及應(yīng)用》.，2004[6]呂景泉.《可編程控制器技術(shù)教程》.北京：高等教育出版社，2001.[7]宋德玉.《可編程序控制器原理及應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計技術(shù)》.，2002.[8]鄭晟，鞏建平，張學(xué).《現(xiàn)代可編程序控制器原理與應(yīng)用》.北京：科學(xué)出版社，2003.