【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 強(qiáng)的控制功能和較強(qiáng)的運(yùn)算能力。它不僅能完成一般的邏輯運(yùn)算，也能完成比較復(fù)雜的三角函數(shù)、指數(shù)和 PID 運(yùn)算。工作速度比 較快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量也比較多，輸入和輸出模塊的種類(lèi)也比較多。比如，德國(guó) SIEMENS 公司生產(chǎn)的 S7300 就屬于這一類(lèi)。 ? 高檔機(jī)：這類(lèi)可編程序控制器，具有強(qiáng)大的控制功能和強(qiáng)大的運(yùn)算能力。它不僅能完成邏輯運(yùn)算、三角函數(shù)運(yùn)算、指數(shù)運(yùn)算和 PID 運(yùn)算，還能進(jìn)行復(fù)雜的矩陣運(yùn)算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數(shù)量很多，輸入和輸出模塊的種類(lèi)也很全面。這類(lèi)可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務(wù)。在聯(lián)網(wǎng)中一般做主站使用 [1]。 (3) 按結(jié)構(gòu)去劃分 ? 整體式：整體式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器把電源、 CPU、 存儲(chǔ)器、 I/O 系統(tǒng)都集成在一個(gè)單元內(nèi)，該單元叫做 基本單元。一個(gè)基本單元就是一臺(tái)完整的 PLC?？刂泣c(diǎn)數(shù)不符合需要時(shí)，可再接擴(kuò)展單元。整體式結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。 ? 組合式：組合式結(jié)構(gòu)的可編程序控制器是把 PLC系統(tǒng)的各個(gè)組成部分按功能分成若干個(gè)模塊，如 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊等等。其中各塊功能比較單一，模塊的種類(lèi)卻日趨豐富。 ? 疊裝式：疊裝式結(jié)構(gòu)集整體式結(jié)構(gòu)的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結(jié)構(gòu)的 I/O 點(diǎn)搭配靈活 、安裝整齊的優(yōu)點(diǎn)于一身。它也是由各個(gè)單元的組合構(gòu)成。其特 點(diǎn)是 CPU 自成獨(dú)立的基本單元（由 CPU 和一定的 I/O 點(diǎn)組成），其它 I/O模塊為擴(kuò)展單元。在安裝時(shí)不用基板，僅用電纜進(jìn)行單元間的聯(lián)接，各個(gè)單元可以一個(gè)個(gè)地疊裝。使系統(tǒng)達(dá)到配置靈活、體積小巧。 可編程序控制器的組成與工作過(guò)程 可編程序控制器的組成 ? 中央處理單元（ CPU） ? 存儲(chǔ) 器單元 ? 電源單元 ? 輸入輸出單元 ? 接口單元 7 ? 外部設(shè)備 PLC 最主要的方式是周期掃描方式。 可以細(xì)分成下面幾個(gè)過(guò)程 ： ? 上電處理過(guò)程， PLC 上電后，要進(jìn)行上電的初始化處理。占用的時(shí)間為 T0 。 ? 共同處理過(guò)程，共同處理的主要任務(wù)是復(fù)位監(jiān)視計(jì)時(shí)器、檢查 I/O 總線(xiàn)、檢查掃描周期、檢查程序存儲(chǔ)器。該過(guò)程占用的時(shí)間為 T1 。 ? 通訊服務(wù)過(guò)程，當(dāng) PLC 和微機(jī)構(gòu)成通訊網(wǎng)絡(luò)或由 PLC構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要有通訊服務(wù)過(guò)程。該過(guò)程占用的時(shí)間為 T2 。 ? 外設(shè)服務(wù)過(guò)程當(dāng) PLC 接有外部設(shè)備如編程器、打印機(jī)等，則需要進(jìn)行外設(shè)服務(wù)過(guò)程。該過(guò)程占用的時(shí)間為 T3 。 ? 程序執(zhí)行過(guò)程，該過(guò)程用于執(zhí)行用戶(hù)程序。從輸入映像區(qū)讀入輸入信息，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行運(yùn)算操作，并向輸出映像區(qū)送出控制信息。該過(guò)程占用的時(shí)間為 T4。顯 然 T4 和 PLC 的速度、用戶(hù)程序長(zhǎng)短及指令種類(lèi)有關(guān)。 ? I/O 刷新過(guò)程，這個(gè)過(guò)程可分為輸入信號(hào)刷新和輸出信號(hào)刷新。輸入信號(hào)刷新為輸入處理過(guò)程，輸出信號(hào)刷新為輸出處理過(guò)程。該過(guò)程占用時(shí)間為 T5。顯然 T5 和可編程序控制器所帶的輸入輸出模塊的種類(lèi)和點(diǎn)數(shù)多少有關(guān)?？删幊绦蚩刂破鞯膾呙柚芷?T 和上述各個(gè)過(guò)程的關(guān)系錄為： T=T1+T2+T3+T4+T5[2]。 關(guān)于 PLC 的時(shí)間滯后問(wèn)題 PLC 對(duì)輸入和輸出信號(hào)的響應(yīng)是有延時(shí)的，這就是滯后現(xiàn)象。為了確保 PLC在任何情況下都能正常無(wú)誤地工作，一般情況下，輸入信號(hào)的 脈沖寬度必須大于一個(gè)掃描周期 T。還應(yīng)該注意一個(gè)問(wèn)題是輸出信號(hào)的狀態(tài)是在輸出刷新時(shí)才送出的。因此，在一個(gè)程序中若給一個(gè)輸出端多次賦值時(shí)，中間狀態(tài)只改變輸出映像區(qū)。只有最后一次賦的值才能送到輸出端 [2]。 可編程序控制器的硬件基礎(chǔ) 可編程序控制器是用來(lái)執(zhí)行具體的控制，具體的工藝要求和具體的工作環(huán)境決定了可編程序控制器的選擇具體的 I/O 模塊和系統(tǒng)配置 [2]。 可編程序控制器的接口模塊 接口模塊負(fù)責(zé)把外部設(shè)備的信息轉(zhuǎn)換成 CPU 能夠接收的信號(hào)，同時(shí)把 CPU發(fā)送到外部設(shè)備的信號(hào)轉(zhuǎn)換成能夠驅(qū)動(dòng)外部設(shè) 備的電平。接口模塊不僅能起到轉(zhuǎn)換電平的作用，還可以起到外部設(shè)備的電信號(hào)與 CPU 的隔離作用，同時(shí)也可以起到抗干擾和濾波等作用 [2]。 可編程序控制器的配置 PLC 的配置可分為三種：基本配置、近程擴(kuò)展配置和遠(yuǎn)程擴(kuò)展配置 [2]。 8 可編程序控制器的軟件基礎(chǔ) 可編程序控制器的軟件分為兩大部分，系統(tǒng)監(jiān)控程序和用戶(hù)程序。 系統(tǒng)監(jiān)控程序是由可編程序控制器的制造者編制的，用于控制可編程序控制器本身的運(yùn)行。另一部分為用戶(hù)程序。它是由可編程序控制器的使用者編制的，用于控制被控裝置的運(yùn)行 [2]。 可編程控制器的選擇 CPU222 本機(jī)集成了 8 點(diǎn)輸入 /6 點(diǎn)輸出共有 14 個(gè)數(shù)字量 I/O?？蛇B接２個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 78 點(diǎn)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 10 路模擬量I/O 點(diǎn)。 CPU222 有 6K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存貯空間， 4個(gè)獨(dú)立的 30KHｚ高速計(jì)數(shù)器，２路獨(dú)立的 20KHｚ高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。它還配置了１個(gè) RS485通訊 /編程口，具有 PPI通訊、 MPI 通訊和自由方式通訊能力 [2]。 CPU222具有擴(kuò)展能力、適應(yīng)性更廣泛的小型控制器，加一個(gè) 4入 /4出 擴(kuò)展模塊 EM223能夠滿(mǎn)足自動(dòng)門(mén)控制系統(tǒng)的需要。 PLC 的 I/O端口分配與接線(xiàn) 表 1 PLC的 I/O端口分配 地址 代號(hào) 工程名 地址 代號(hào) 工程名 SB10 手動(dòng)開(kāi)門(mén) SB8 消鈴按鈕 SB11 手動(dòng)關(guān)門(mén) SB5 過(guò)載保護(hù) SB1 門(mén)外光電感應(yīng)開(kāi)關(guān) KM0 開(kāi) 門(mén)電機(jī)正轉(zhuǎn)接觸器 線(xiàn)圈 SB2 門(mén)內(nèi)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān) KM1 關(guān)門(mén)電機(jī)反轉(zhuǎn)接觸器 線(xiàn)圈 SQ1 開(kāi) 門(mén)到位限位開(kāi)關(guān) 火警指示燈 SQ2 關(guān) 門(mén)到位限位開(kāi)關(guān) 溫度報(bào)警指示燈 圖 2 9 一氧化碳感應(yīng)開(kāi)關(guān) 警鈴 溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān) SB7 停機(jī)按鈕 SB6 緊急停車(chē)保護(hù)開(kāi)關(guān) 圖 3 ＰＬ Ｃ的接口分配 3 其它器材的選擇與簡(jiǎn)介 自動(dòng)門(mén)的選擇 自動(dòng)門(mén)有許多種類(lèi)，如弧形自動(dòng)門(mén)、雙重平移自動(dòng)門(mén)和雙扇平移等類(lèi)型 。 由CPU222 EM 223 M 手動(dòng)開(kāi)門(mén) SB10 手動(dòng)關(guān)門(mén) SB11 門(mén)外光電感應(yīng)開(kāi)關(guān) SB1 門(mén)內(nèi)光電感應(yīng)開(kāi)關(guān) SB2 開(kāi)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān) SQ1 關(guān)門(mén)到位限位開(kāi)關(guān) SQ2 一氧化碳感應(yīng)開(kāi)關(guān) 溫度感應(yīng)開(kāi)關(guān) M 消鈴按鈕 過(guò) 載保 護(hù)開(kāi) 關(guān)SB5 緊急停車(chē)保護(hù)開(kāi)關(guān) SB6 關(guān)機(jī)按鈕 SB7 接觸器線(xiàn)圈 KM0 接觸器線(xiàn)圈 KM1 火警指示燈 溫度報(bào)警指示燈 警鈴 10 于倉(cāng)庫(kù)門(mén)一般比較大，甚至要求能讓大卡車(chē)通過(guò)，同時(shí)要求比較堅(jiān)固且具有一定的抗暴能力和防潮能力，所以我們一般采用厚鋼板制 造的雙重平移門(mén)。雙重平移門(mén)具有打開(kāi)空間大，同時(shí)由于是兩扇門(mén)相對(duì)打開(kāi)相對(duì)移動(dòng)速度小的優(yōu)點(diǎn)。 行程開(kāi)關(guān)的選擇 行程開(kāi)關(guān)又稱(chēng)限位開(kāi)關(guān)，用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)安裝于生產(chǎn)的機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換 [1]。因此，行程開(kāi)關(guān)是一種根據(jù)運(yùn)動(dòng)部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類(lèi)似。行程開(kāi)關(guān)廣泛用于各類(lèi)機(jī)床和 起重機(jī)械，用以控制其行程和進(jìn)行終端限位保護(hù)。在自動(dòng)門(mén)裝置中就是用 它進(jìn)行終端限位保護(hù)。 傳感器的選擇 （ 1）自動(dòng)門(mén)光電探測(cè)開(kāi)關(guān)傳感器的選擇 。 在自動(dòng)門(mén)傳感器我們選擇熱釋電紅外傳感器， 熱釋電紅外傳感器和熱電偶都是基于熱電效應(yīng)原理的熱電型紅外傳感器 [3]。不同的是熱釋電紅外傳感器的熱電系數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于熱電偶 ， 熱釋電紅外傳感器由 傳感探測(cè)元 、 干涉濾光片 和 場(chǎng)效應(yīng)管匹配器 三部分組成。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將高熱電材料制成一定厚度的薄片，并在它的兩面鍍上金屬電極，然后加電對(duì)其進(jìn)行極化，這樣便制成了熱釋電探測(cè)元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測(cè)元也是有正、負(fù)極性的。 圖 3是一個(gè)雙探測(cè)元熱釋電紅外傳感器的結(jié)構(gòu)示意 圖。使用時(shí)Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負(fù)極，Ｓ端為信號(hào)輸出。該傳感器將兩個(gè)極性相反、特性一致的探測(cè)元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個(gè)極性相反、大小相等的干擾信號(hào)在內(nèi)部相互抵消的原理來(lái)使傳感器得到補(bǔ)償。對(duì)于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通