【文章內(nèi)容簡介】 的工作原理 其實 PLC的工作原理類似于計算機的工作原理， PLC一起有兩種工作狀態(tài)，即運行（ RUN）狀態(tài)和停止（ STOP）狀態(tài)。整個環(huán)節(jié)中，運行狀態(tài)時， PLC 通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制功能，為了能適應(yīng) PLC在輸出能隨時的響應(yīng)可能變化的輸入信號 ，要求用戶程序要反復(fù)的、不斷的重復(fù)執(zhí)行，一直到 PLC 停機或者切換到 STOP 的工作狀態(tài)，除此之外， PLC 在每次執(zhí)行循環(huán)的過程中， PLC 要完成內(nèi)部處理、通信處理等一系列的工作。各階段處理任務(wù)如圖 所示 廣西師范大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 8 讀 取 輸 入執(zhí) 行 用 戶程 序處 理 通 信要 求自 診 斷 檢 查改 寫 輸 出R U N 狀 體讀 取 輸 入處 理 通 信要 求自 診 斷 檢 查改 寫 輸 出S T O P 狀 體 圖 22各階段處理任務(wù) MCGS 組態(tài)軟件概述 MCGS（ Monitor and Control Generated System，通用監(jiān)控系統(tǒng)）是一套用于快速構(gòu)造和生成計算機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它包括組態(tài)環(huán)境和運行環(huán)境兩部分。通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù) 的采集處理，以動畫顯示、報警處理、流程控制盒報表輸出等多種方式向用戶提供解決實際工程問題的方案，在工業(yè)控制領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 在 20 世紀 80 年代末，由于個人計算機的普及， PC 機開始走上工業(yè)監(jiān)控的歷史舞臺，與此同時開始出現(xiàn)基于 PC 總線的各種數(shù)據(jù) I/O 板卡，加上軟件工業(yè)的迅速發(fā)展，開始有人研究和開發(fā)通用的 PC 監(jiān)控軟件 —— 組態(tài)軟件。世界上第一個把組態(tài)軟件作為商品進行開發(fā)、銷售的專業(yè)軟件公司是美國的 Wonderware公司，它于 80 年代末率先推出了第一個商品化監(jiān)控組態(tài)軟件，此后組態(tài)軟件得到了迅猛的發(fā)展。 廣西師范大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 9 組態(tài)軟件 最突出的特點就是實時多任務(wù)。數(shù)據(jù)的輸入輸出。數(shù)據(jù)的處理、顯示、存儲及管理等多個任務(wù)需在同一個系統(tǒng)中同步快速地運行。組態(tài)軟件的目的就是讓用戶迅速開發(fā)出適合自己需要的可靠的應(yīng)用系統(tǒng)。因此其一般有以下特點： (1)概念簡單，易于理解和使用。經(jīng)過短時間的培訓(xùn) 就能正確掌握、迅速完成多數(shù)簡單工程項目的監(jiān)控程序和運行操作。 可避開復(fù)雜的 計 算機軟硬件問題，集中精力解決工程本身的問題。按照系統(tǒng)的規(guī)定，組態(tài)配置出高性能、高可靠性、高度專業(yè)化的上位機監(jiān)控系統(tǒng)。 (2)功能齊全，便于方案設(shè)計。 MCGS 為解決工程監(jiān)控問題提供了豐富多樣的手段，從設(shè)備驅(qū)動到數(shù)據(jù)處理、報警處理、流程控制、動畫顯示、報表輸出、曲線顯示等各個環(huán)節(jié)，均有豐富的功能組件和常用圖形庫可供選用，用戶只需根據(jù)工程作業(yè)需要進行選擇設(shè)計即可。 (3)實時性與并行處理。 MCGS 充分利用了 Windows 操作平臺的多任務(wù)、按優(yōu)先級分時操作的功能，使 PC機廣泛應(yīng)用于工程測控領(lǐng)域成為可能。工程作業(yè)中，大量的數(shù)據(jù)和信息需要即時收集，即時處理，在計算機測控技術(shù)領(lǐng)域稱其為實時性任務(wù)關(guān)鍵任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、設(shè)備驅(qū)動和異常處理等 。另外許多工作則是非實時性的。 (4)建立實時數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運行。 MCGS 組態(tài)軟件由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實時數(shù)據(jù)庫和運行策略構(gòu)成，在系統(tǒng)運行過程中，各部分都通過實時數(shù)據(jù)庫交換數(shù)據(jù)，形成互相關(guān)聯(lián)的整體。供自動化應(yīng)用系統(tǒng)所需的通用監(jiān)控軟件的組件。 (5)設(shè)立“設(shè)備工具箱”，針對外部設(shè)備的特征，用戶從中選擇某種“構(gòu)件”，設(shè)置于設(shè)備窗口內(nèi)，賦予相關(guān)的屬性，建立系統(tǒng)與外部設(shè)備的連接關(guān)系，即可實現(xiàn)對該種設(shè)備的驅(qū)動和控制。 (6)“面向窗口”的設(shè)計方法，增加了可視性和可操作性。使得 MCGS 的組態(tài)工作既簡單直觀，又靈活多變。 (7)利用豐富的“動畫組態(tài)”功能，快速構(gòu)造各種復(fù)雜生動的動畫畫面。 (8)引入“運行策略”的概念。復(fù)雜的工程作業(yè)，運行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實現(xiàn)，既繁瑣又容易出錯。 MCGS 開辟了“策略窗口”，用戶可廣西師范大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 10 以選用系統(tǒng)提供的各種條件和功能的“策略構(gòu)件”，用圖形化的方法構(gòu)造多分支的應(yīng)用程序，實現(xiàn)自由、精確地控制運行流程，按照設(shè)定的條件和順序，操作外部控制窗口。 (9)MCGS 系統(tǒng)由五大功能部件組成，主要的功能部件以構(gòu)件的形式來構(gòu)造。不同的構(gòu)件有著不同的功能，且各自獨 立。三種基本類型的構(gòu)件（設(shè)備構(gòu)件、動畫構(gòu)件、策略構(gòu)件）完成了 MCGS 系統(tǒng)三大部分（設(shè)備驅(qū)動、動畫顯示和流程控制）的所有工作。 (10)支持 OLE Automation 技術(shù)。 MCGS 允許用戶在 Visual Basic 中操作 MCGS中的對象，提供了一套開發(fā)的可擴充接口，用戶可根據(jù)自己的需要用 VB 編制特定的功能構(gòu)件來擴充系統(tǒng)的功能。 (11)MCGS 中數(shù)據(jù)的存儲不再使用普通的文件，而是用數(shù)據(jù)庫來管理一切。組態(tài)時，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個數(shù)據(jù)庫；運行時，數(shù)據(jù)對象、報警信息的存儲也是一個數(shù)據(jù)庫。利用數(shù)據(jù)庫來保存數(shù)據(jù)和 處理數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的可靠性和運行效率，同時，也使其它應(yīng)用軟件系統(tǒng)能直接處理數(shù)據(jù)庫中的存盤數(shù)據(jù)。 (12)設(shè)立“對象元件庫”，解決了組態(tài)結(jié)果的積累和重新利用問題。 (13)當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。如圖 23 所示： 圖 23 PLC工作過程 (14)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。如圖 24所示 廣西師范大學(xué) 2020 屆本科畢業(yè)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 11 上電RUN自診斷通訊輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新故障圖 24 PLC掃描周期 3 全自動洗衣機的控制系統(tǒng)的設(shè)計 全自動洗衣機的基本結(jié)構(gòu) 全自動洗衣機的洗衣桶（外桶）和脫水桶（內(nèi)桶）是以同一中心安放的。外桶固定，作盛水用；內(nèi)桶可以旋轉(zhuǎn)，作脫水（甩干）用。 內(nèi)桶的周圍有很多小孔，使內(nèi)桶和外桶的水流相通。洗衣機的進水和排水分別由進水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進水時，通過控制系統(tǒng)將進水閥打開，經(jīng)進水管將水注入外桶。排水時，通過控制系統(tǒng)將排水閥打開，將水由外桶排到機外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機驅(qū)動波盤的正、反轉(zhuǎn)來實現(xiàn)，此時脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進行甩干。高、低水位控制開關(guān)分別用來檢測高、低水位。啟動按鈕用來啟動洗衣機工作，停止按鈕用來實現(xiàn)手動停止進水、排水、脫水及警報。排水按鈕用來實現(xiàn)手動排水。 洗衣機控制系統(tǒng) 的運作要求 該全自動洗衣機的控制要求可以用所示的流程圖來表示。 PLC 投入運行