【文章內(nèi)容簡介】 的工作原理 其實(shí) PLC的工作原理類似于計(jì)算機(jī)的工作原理， PLC一起有兩種工作狀態(tài)，即運(yùn)行（ RUN）狀態(tài)和停止（ STOP）狀態(tài)。整個(gè)環(huán)節(jié)中，運(yùn)行狀態(tài)時(shí)， PLC 通過執(zhí)行用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功能，為了能適應(yīng) PLC在輸出能隨時(shí)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(jī)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(jì)） 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(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，它包括組態(tài)環(huán)境和運(yùn)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(bào)警處理、流程控制盒報(bào)表輸出等多種方式向用戶提供解決實(shí)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(jì) 80 年代末，由于個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及， PC 機(jī)開始走上工業(yè)監(jiān)控的歷史舞臺，與此同時(shí)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(gè)把組態(tài)軟件作為商品進(jìn)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(gè)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(jì)） 9 組態(tài)軟件 最突出的特點(diǎn)就是實(shí)時(shí)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(gè)任務(wù)需在同一個(gè)系統(tǒng)中同步快速地運(yùn)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(diǎn)： (1)概念簡單，易于理解和使用。經(jīng)過短時(shí)間的培訓(xùn) 就能正確掌握、迅速完成多數(shù)簡單工程項(xiàng)目的監(jiān)控程序和運(yùn)行操作。 可避開復(fù)雜的 計(jì) 算機(jī)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(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 (2)功能齊全，便于方案設(shè)計(jì)。 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(bào)警處理、流程控制、動畫顯示、報(bào)表輸出、曲線顯示等各個(gè)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(jìn)行選擇設(shè)計(jì)即可。 (3)實(shí)時(shí)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(shí)操作的功能，使 PC機(jī)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(shí)收集，即時(shí)處理，在計(jì)算機(jī)測控技術(shù)領(lǐng)域稱其為實(shí)時(shí)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(shí)時(shí)性的。 (4)建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，便于用戶分步組態(tài)，保證系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行。 MCGS 組態(tài)軟件由主控窗口、設(shè)備窗口、用戶窗口、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和運(yùn)行策略構(gòu)成，在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，各部分都通過實(shí)時(shí)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(shí)現(xiàn)對該種設(shè)備的驅(qū)動和控制。 (6)“面向窗口”的設(shè)計(jì)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(yùn)行策略”的概念。復(fù)雜的工程作業(yè)，運(yùn)行流程都是多分支的。用傳統(tǒng)的編程方法實(shí)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(jì)） 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(shí)現(xiàn)自由、精確地控制運(yùn)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(dú) 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(kuò)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(kuò)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(shí)，系統(tǒng)生成的組態(tài)結(jié)果是一個(gè)數(shù)據(jù)庫；運(yùn)行時(shí)，數(shù)據(jù)對象、報(bào)警信息的存儲也是一個(gè)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(yùn)行效率，同時(shí)，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(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)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(gè)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(shí)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(jì)） 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(jī)的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 全自動洗衣機(jī)的基本結(jié)構(gòu) 全自動洗衣機(jī)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(jī)的進(jìn)水和排水分別由進(jìn)水電磁閥和排水電磁閥來執(zhí)行。進(jìn)水時(shí)，通過控制系統(tǒng)將進(jìn)水閥打開，經(jīng)進(jìn)水管將水注入外桶。排水時(shí)，通過控制系統(tǒng)將排水閥打開，將水由外桶排到機(jī)外。洗滌正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)由洗滌電機(jī)驅(qū)動波盤的正、反轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)，此時(shí)脫水桶并不旋轉(zhuǎn)。脫水時(shí)，控制系統(tǒng)將離合器合上，由洗滌電機(jī)帶動內(nèi)桶正轉(zhuǎn)進(jìn)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(jī)工作，停止按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動停止進(jìn)水、排水、脫水及警報(bào)。排水按鈕用來實(shí)現(xiàn)手動排水。 洗衣機(jī)控制系統(tǒng) 的運(yùn)作要求 該全自動洗衣機(jī)的控制要求可以用所示的流程圖來表示。 PLC 投入運(yùn)行