【文章內容簡介】 強的控制功能和較強的運算能力。它不僅能完成一般的邏輯運算，也能完成比較復雜的三角函數、指數和 PID 運算。工作速度比 較快，能帶的輸入輸出模塊的數量也比較多，輸入和輸出模塊的種類也比較多。比如，德國 SIEMENS 公司生產的 S7300 就屬于這一類。 ? 高檔機：這類可編程序控制器，具有強大的控制功能和強大的運算能力。它不僅能完成邏輯運算、三角函數運算、指數運算和 PID 運算，還能進行復雜的矩陣運算。工作速度很快，能帶的輸入輸出模塊的數量很多，輸入和輸出模塊的種類也很全面。這類可編程序控制器可以完成規(guī)模很大的控制任務。在聯網中一般做主站使用 [1]。 (3) 按結構去劃分 ? 整體式：整體式結構的可編程序控制器把電源、 CPU、 存儲器、 I/O 系統都集成在一個單元內，該單元叫做 基本單元。一個基本單元就是一臺完整的 PLC?？刂泣c數不符合需要時，可再接擴展單元。整體式結構的特點是非常緊湊、體積小、成本低、安裝方便。 ? 組合式：組合式結構的可編程序控制器是把 PLC系統的各個組成部分按功能分成若干個模塊，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，模塊的種類卻日趨豐富。 ? 疊裝式：疊裝式結構集整體式結構的緊湊、體積小、安裝方便和組合式結構的 I/O 點搭配靈活 、安裝整齊的優(yōu)點于一身。它也是由各個單元的組合構成。其特 點是 CPU 自成獨立的基本單元（由 CPU 和一定的 I/O 點組成），其它 I/O模塊為擴展單元。在安裝時不用基板，僅用電纜進行單元間的聯接，各個單元可以一個個地疊裝。使系統達到配置靈活、體積小巧。 可編程序控制器的組成與工作過程 可編程序控制器的組成 ? 中央處理單元（ CPU） ? 存儲 器單元 ? 電源單元 ? 輸入輸出單元 ? 接口單元 7 ? 外部設備 PLC 最主要的方式是周期掃描方式。 可以細分成下面幾個過程 ： ? 上電處理過程， PLC 上電后，要進行上電的初始化處理。占用的時間為 T0 。 ? 共同處理過程，共同處理的主要任務是復位監(jiān)視計時器、檢查 I/O 總線、檢查掃描周期、檢查程序存儲器。該過程占用的時間為 T1 。 ? 通訊服務過程，當 PLC 和微機構成通訊網絡或由 PLC構成網絡時，需要有通訊服務過程。該過程占用的時間為 T2 。 ? 外設服務過程當 PLC 接有外部設備如編程器、打印機等，則需要進行外設服務過程。該過程占用的時間為 T3 。 ? 程序執(zhí)行過程，該過程用于執(zhí)行用戶程序。從輸入映像區(qū)讀入輸入信息，根據用戶程序進行運算操作，并向輸出映像區(qū)送出控制信息。該過程占用的時間為 T4。顯 然 T4 和 PLC 的速度、用戶程序長短及指令種類有關。 ? I/O 刷新過程，這個過程可分為輸入信號刷新和輸出信號刷新。輸入信號刷新為輸入處理過程，輸出信號刷新為輸出處理過程。該過程占用時間為 T5。顯然 T5 和可編程序控制器所帶的輸入輸出模塊的種類和點數多少有關。可編程序控制器的掃描周期 T 和上述各個過程的關系錄為： T=T1+T2+T3+T4+T5[2]。 關于 PLC 的時間滯后問題 PLC 對輸入和輸出信號的響應是有延時的，這就是滯后現象。為了確保 PLC在任何情況下都能正常無誤地工作，一般情況下，輸入信號的 脈沖寬度必須大于一個掃描周期 T。還應該注意一個問題是輸出信號的狀態(tài)是在輸出刷新時才送出的。因此，在一個程序中若給一個輸出端多次賦值時，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 可編程序控制器是用來執(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 模塊和系統配置 [2]。 可編程序控制器的接口模塊 接口模塊負責把外部設備的信息轉換成 CPU 能夠接收的信號，同時把 CPU發(fā)送到外部設備的信號轉換成能夠驅動外部設 備的電平。接口模塊不僅能起到轉換電平的作用，還可以起到外部設備的電信號與 CPU 的隔離作用，同時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、近程擴展配置和遠程擴展配置 [2]。 8 可編程序控制器的軟件基礎 可編程序控制器的軟件分為兩大部分，系統監(jiān)控程序和用戶程序。 系統監(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行。另一部分為用戶程序。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行 [2]。 可編程控制器的選擇 CPU222 本機集成了 8 點輸入 /6 點輸出共有 14 個數字量 I/O。可連接２個擴展模塊，最大擴展至 78 點數字量 I/O 點或 10 路模擬量I/O 點。 CPU222 有 6K 字節(jié)程序和數據存貯空間， 4個獨立的 30KHｚ高速計數器，２路獨立的 20KHｚ高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。它還配置了１個 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具有擴展能力、適應性更廣泛的小型控制器，加一個 4入 /4出 擴展模塊 EM223能夠滿足自動門控制系統的需要。 PLC 的 I/O端口分配與接線 表 1 PLC的 I/O端口分配 地址 代號 工程名 地址 代號 工程名 SB10 手動開門 SB8 消鈴按鈕 SB11 手動關門 SB5 過載保護 SB1 門外光電感應開關 KM0 開 門電機正轉接觸器 線圈 SB2 門內光電感應開關 KM1 關門電機反轉接觸器 線圈 SQ1 開 門到位限位開關 火警指示燈 SQ2 關 門到位限位開關 溫度報警指示燈 圖 2 9 一氧化碳感應開關 警鈴 溫度感應開關 SB7 停機按鈕 SB6 緊急停車保護開關 圖 3 ＰＬ Ｃ的接口分配 3 其它器材的選擇與簡介 自動門的選擇 自動門有許多種類，如弧形自動門、雙重平移自動門和雙扇平移等類型 。 由CPU222 EM 223 M 手動開門 SB10 手動關門 SB11 門外光電感應開關 SB1 門內光電感應開關 SB2 開門到位限位開關 SQ1 關門到位限位開關 SQ2 一氧化碳感應開關 溫度感應開關 M 消鈴按鈕 過 載保 護開 關SB5 緊急停車保護開關 SB6 關機按鈕 SB7 接觸器線圈 KM0 接觸器線圈 KM1 火警指示燈 溫度報警指示燈 警鈴 10 于倉庫門一般比較大，甚至要求能讓大卡車通過，同時要求比較堅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。雙重平移門具有打開空間大，同時由于是兩扇門相對打開相對移動速度小的優(yōu)點。 行程開關的選擇 行程開關又稱限位開關，用于控制機械設備的行程及限位保護。在實際生產中，將行程開關安裝在預先安排的位置，當安裝于生產的機械運動部件上的模塊撞擊行程開關時，行程開關的觸點動作，實現電路的切換 [1]。因此，行程開關是一種根據運動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似。行程開關廣泛用于各類機床和 起重機械，用以控制其行程和進行終端限位保護。在自動門裝置中就是用 它進行終端限位保護。 傳感器的選擇 （ 1）自動門光電探測開關傳感器的選擇 。 在自動門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遠遠高于熱電偶 ， 熱釋電紅外傳感器由 傳感探測元 、 干涉濾光片 和 場效應管匹配器 三部分組成。設計時應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，然后加電對其進行極化，這樣便制成了熱釋電探測元。由于加電極化的電壓是有極性的，因此極化后的探測元也是有正、負極性的。 圖 3是一個雙探測元熱釋電紅外傳感器的結構示意 圖。使用時Ｄ端接電源正極，Ｇ端接電源負極，Ｓ端為信號輸出。該傳感器將兩個極性相反、特性一致的探測元串接在一起，目的是消除因環(huán)境和自身變化引起的干擾。它利用兩個極性相反、大小相等的干擾信號在內部相互抵消的原理來使傳感器得到補償。對于輻射至傳感器的紅外輻射，熱釋電傳感器通