【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 1） I/O響應(yīng)時(shí)間： 是指從 PLC有輸入信號(hào)到 PLC輸出新結(jié)果 所需 的時(shí)間 ，系統(tǒng)的 I/O響應(yīng)時(shí)間是可變的 [4]。 （ 2） I/0尋址方式 ： 不論 使用者選取的是 單元式 PLC還是模塊式 PLC， 都必須將設(shè)定好的輸入輸出端口與 PLC的 I/O映像確立對(duì)應(yīng)的關(guān)系， 這種對(duì)應(yīng)關(guān)系所對(duì)應(yīng)的方式稱(chēng)為 I/O尋址方式。 I/O尋址方式有以下三種：固定的 I/O尋址方式、開(kāi)關(guān)設(shè)定的 I/O尋址方式、用軟件來(lái)設(shè)定的 I/O尋址方式 [4]。 PLC 特點(diǎn) (1)硬件的可靠性。 PLC主要應(yīng)用于工業(yè)設(shè)備，工作環(huán)境嚴(yán)酷 ， 對(duì) PLC的質(zhì)量要求很高。質(zhì)量上乘的 PLC 能在強(qiáng)噪聲、強(qiáng)電磁干擾、機(jī)械振動(dòng)、濕度溫度都很 極端 的 環(huán)境中正常運(yùn)行。在 PLC硬件制作中，使用的都是優(yōu)質(zhì)器件，在選材后，通過(guò)安排布局和布置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并適當(dāng)加固，使它結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，此外， PLC制作 工藝也很講究，焊接拼裝都有很高的標(biāo)準(zhǔn)，而且對(duì) PLC內(nèi)部電路的處理都是高要求 。 [4]。 （ 2）編程簡(jiǎn)單，使用方便。 微機(jī)控制中的 匯編語(yǔ)言編程 難于理解， 不易掌握，要求 技術(shù)人員了解計(jì)算機(jī)編程 。 PLC 采用“自然語(yǔ)言”編程， 直觀易懂，便于技術(shù)人員的掌握 。例如 ， PLC中的梯形圖編程語(yǔ)言，即 LAD圖編程 ，梯形圖清晰直觀，便于理解， 符合大眾的看圖習(xí)慣和繪圖規(guī)則 ， 易于電氣技術(shù)人員掌握和應(yīng)用 。 （ 3）接線(xiàn)簡(jiǎn)單，通用性好。 PLC 接線(xiàn) 是 PLC的輸入輸出端口與外界器件接口的連接，傳統(tǒng)繼電器控制接線(xiàn)繁瑣，不易拆裝， PLC的接線(xiàn)是可以隨著連接設(shè)備的具體執(zhí)行要求的改變而改變 ， 這樣可以更適用， PLC的通用性好就體現(xiàn)在這 。 此外 ， 在 PLC的某一模塊壞了之后，技術(shù)人員可以隨時(shí)更換此模塊，不會(huì)影響整個(gè) PLC工作。 （ 4）可連接為控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。 PLC 連接網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 高效且穩(wěn)定 。 一種是 低速傳輸網(wǎng)絡(luò)，通信 方式為主從通信方式 ，傳輸速率較低，幾千波特至上萬(wàn)波特，傳輸距離為 500— 2500m；另一 種是高速傳輸網(wǎng) 絡(luò)，通信 方式是令牌通信 ，傳輸速率很高， 1M— 10Mbps，傳輸距離為 500— 1000m，網(wǎng)上結(jié)點(diǎn)可達(dá) 1024 個(gè)。 這兩種方式可以互接，并共同連接 PLC或者計(jì)算機(jī)，從而構(gòu)成 規(guī)模更大 的局部網(wǎng)絡(luò) [6]。 （ 5）易于安裝，便于維護(hù)。 PLC 具有安裝簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的 優(yōu)點(diǎn) ， PLC體積普遍較小，因而能裝在空間較小的地方， 通過(guò)編程指令的編寫(xiě)，技術(shù)人員可以 PLC具體故障的報(bào)告，且維修時(shí)只需要插入響應(yīng)模塊即可，因此可以很方便的對(duì)故障處進(jìn)行維修。 PLC 發(fā)展趨勢(shì) 雖然 PLC的產(chǎn)生時(shí)間較晚，但是計(jì)算機(jī)和工業(yè)控制技術(shù)的 發(fā)展 ， 使得 PLC也在不斷改進(jìn) ，其發(fā)展趨勢(shì)如下： (1)向 功能智能化、設(shè)計(jì) 專(zhuān)業(yè)化方向發(fā)展 (2)向 產(chǎn)品微型化、計(jì)算高速化、 10 高性能方向發(fā)展 。(3)有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的程序 。 (4)與其他工業(yè)控制產(chǎn)品更加融合 。(5)通信聯(lián)網(wǎng)能力增強(qiáng) [7]。 PLC控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) I/O 分配 控制系統(tǒng)的硬件主要分為兩部分，即輸入和輸出。對(duì)于五層電梯系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有 23個(gè)輸入口和 20個(gè)輸出口。輸入口包括：一個(gè)啟動(dòng)按鈕，五個(gè)行程開(kāi)關(guān)，五個(gè)內(nèi)呼按鈕，八個(gè)外呼按鈕，開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕，以及開(kāi)門(mén)到位關(guān)門(mén)到位這兩個(gè)輸入信號(hào)。輸出口包括：五個(gè)樓層指 示燈，五個(gè)內(nèi)呼指示燈，八個(gè)外呼指示燈，電梯的上行下行指示燈。 五層電梯的控制要求 電梯模型共有五層，每一層均有轎廂所在樓層的指示燈顯示。每層的樓廳均有輸入（分上行和下行）按鈕召喚電梯，轎廂內(nèi)有內(nèi)呼按鈕。 電梯對(duì)所在樓層情況和各種呼叫信號(hào)進(jìn)行綜合分析，從而決定自首運(yùn)動(dòng)情況。 電梯具體 控制要求 如下 ：（ 1） 電梯初始狀態(tài)可以在任意一層。 （ 2） 當(dāng)乘客外呼電梯時(shí)，電梯要運(yùn)行至給樓層，停止并延時(shí)兩秒開(kāi)門(mén) ， 開(kāi)門(mén)到位后， 延時(shí)五秒后自動(dòng)關(guān)門(mén)。（ 3）當(dāng)乘客內(nèi)呼電梯 時(shí)， 電梯運(yùn)行至該 樓層，電梯停止運(yùn)行，門(mén)打開(kāi)，延時(shí)五秒后自動(dòng)關(guān) 門(mén)止運(yùn)行，門(mén)打開(kāi)，延時(shí)五秒后自動(dòng)關(guān)門(mén)。（ 4）在電梯運(yùn)行過(guò)程中，電梯上升（或下降）， 下降（或上升）的信號(hào)全部屏蔽。 （ 5）電梯 正在運(yùn)行時(shí) ，開(kāi)關(guān)門(mén)按鈕 都無(wú)效 。電梯 到達(dá)指定樓層 停止運(yùn)行后，按開(kāi)門(mén)按鈕 電梯開(kāi)門(mén) ，按關(guān)門(mén)按鈕 電梯關(guān)門(mén) 。 PLC控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) PLC 梯形圖介紹 梯形圖 語(yǔ)言 （ LAD）是一種圖形語(yǔ)言， 通俗易懂，應(yīng)用廣泛 。梯形圖 類(lèi)似傳統(tǒng)電路圖，延續(xù)了傳統(tǒng)的讀圖習(xí)慣 。梯形圖 排列順序?yàn)樽陨隙?、 自左向右 ， 左邊的豎線(xiàn)叫做左母線(xiàn) ，右邊也有對(duì)應(yīng)的右母線(xiàn)，然后按照要求進(jìn)行觸點(diǎn)（觸點(diǎn)代表輸入信號(hào)） 的編排 ，最后以線(xiàn)圈（線(xiàn)圈代表輸出信號(hào)） 結(jié)束。 觸點(diǎn)和線(xiàn)圈組成網(wǎng)絡(luò)。 用 STEP7 編寫(xiě)程序 STEP7是用于 S7300/400PLC 程序編程的軟件 。設(shè)計(jì)步驟一般分為兩種，一種是先創(chuàng)建項(xiàng)目，先進(jìn)行硬件的組態(tài)設(shè)計(jì)，之后創(chuàng)建程序并下載程序調(diào)試。另一種是創(chuàng)建項(xiàng)目后，先進(jìn)行程序的創(chuàng)建，再硬件組態(tài)，最后下載程序調(diào)試，此處我選擇的第一種設(shè)計(jì)步驟。圖 3所示為設(shè)計(jì)步驟示意圖。 11 S7項(xiàng)目 點(diǎn)擊左上角文件 —— 新建，進(jìn)入 CPU對(duì)話(huà)框，在對(duì)話(huà)框中輸入項(xiàng)目名稱(chēng)， 然后點(diǎn)擊確定，完成項(xiàng)目的新建。創(chuàng)建過(guò)程如圖 4所示： 圖 4 創(chuàng)建項(xiàng)目 設(shè)計(jì)自動(dòng)化任務(wù)解決方案 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目 硬件組態(tài) 創(chuàng)建程序 硬件組態(tài) 下載程序到 CPU 并調(diào)試 創(chuàng)建程序 選項(xiàng)一 選項(xiàng)二 圖 3 自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程 12 SIMATIC 300工作站 在項(xiàng)目中，工作站代表了 PLC的硬件結(jié)構(gòu)，并包含有用于組態(tài)和給各個(gè)模塊進(jìn)行參數(shù)分配的數(shù)據(jù)。如圖 5所示，在菜單欄中點(diǎn)擊插入，選擇 SIMATIC 300 站點(diǎn)，然后點(diǎn)擊該站點(diǎn)即可完成 SIMATIC 300 工作站的插入。 圖 5 插入 SIMATIC 工作站 硬件組態(tài)，就是使用 虛擬構(gòu)造一個(gè) PLC，然后對(duì)其 進(jìn)行硬件 配置 [7]。所配置的數(shù)據(jù)以后可以通過(guò)下載傳送到 PLC。點(diǎn)擊 管理器中的 圖標(biāo) SIMATIC 300（ 1） ， 然后再 點(diǎn)擊硬件 這一 圖標(biāo)，則 可以 打開(kāi)硬件配置窗口。 雙擊 SIMATIC 300 下的 RACK300子目錄下的 Rail圖標(biāo)插入一個(gè) S7300機(jī)架。 建立導(dǎo)軌后，點(diǎn)擊一號(hào)槽位，先插入電源模塊，展開(kāi) PS300 子目錄，雙擊 PS 307 2A 模塊，一號(hào)槽位只能放電源模塊。選中二號(hào)槽位，在硬件目錄內(nèi)展開(kāi) CPU300 下的 CPU 313C 子目錄，選擇 6ES7 3135BE01OABO。 3 號(hào)位不需要放置連接模塊，保持空缺。 點(diǎn)擊 四號(hào)槽位，在硬件目錄內(nèi)展開(kāi) SM300 板塊 ，選中 AI/AO300 下的 SM334 AI4/A02 8/8Bit（訂貨號(hào)為 6ES7 3340CE010AA0），此模塊 由于已經(jīng)存在 輸入 和 輸出 兩種 模塊，故五號(hào)位不需要再插入輸出模塊。硬件組態(tài)好畫(huà)面如圖 6 所示。 圖 6 在導(dǎo)軌中硬件組態(tài) 13 符號(hào)表示符號(hào)地址 ，在數(shù)據(jù)庫(kù)中可以被調(diào)用 。在項(xiàng)目管理器的 S7程序（ 1）文件夾內(nèi)，雙擊符號(hào)圖標(biāo)，即可打開(kāi)符號(hào)表編輯器。定義相應(yīng) 的符號(hào)名、符號(hào)地址 和數(shù)據(jù)類(lèi)型，定義好的符號(hào)表如圖 7所示。 圖 7 符號(hào)表 在項(xiàng)目管理器的塊文件夾內(nèi)，雙擊程序塊（如 OB、 FB、 FC）圖標(biāo)，即可打開(kāi) LAD/STL/FBD編輯器窗口，如圖 8所示。 圖 8 程序編輯窗口 在編輯器窗口添加 FC FC FC FC FC FC6六個(gè)功能，整個(gè)系統(tǒng)由七個(gè)部分組成組成。 OB1 里編寫(xiě)的是啟動(dòng)程序，在點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕后，整個(gè)電梯即會(huì)進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)。 FC1里編寫(xiě)了樓層指示程序，指示電梯的當(dāng)前位置，且位置指示燈也會(huì)亮。 FC2為電梯內(nèi)呼功能，乘客進(jìn)入轎廂后，按下某一層的內(nèi)呼按鈕，電梯運(yùn)行至內(nèi)呼樓層。 FC3表示門(mén)廳外呼功能，即乘客在門(mén)廳呼叫，電梯會(huì)移至乘客所在樓層并開(kāi)門(mén)。 FC4為電梯定向功能，電梯 會(huì)根據(jù)電梯自身所在樓層以及內(nèi)呼外呼信號(hào)來(lái)判斷移動(dòng)方向是上行還是下行。 FC5表示開(kāi)關(guān)門(mén)控制，此功能可以控制電梯的開(kāi)門(mén)和關(guān)門(mén)情況。 FC6表示電梯的運(yùn)行，電梯準(zhǔn)備好后，運(yùn)行至指定樓層。運(yùn)用 STEP7編輯五層電梯 LAD程序： (1)OB1（啟動(dòng)程序）： OB1為組織塊，它是 CPU的主 循環(huán) ， 也是 STEP7 程序的主干 [8]。如 14 果 PLC中編寫(xiě) 程序比較簡(jiǎn)單，可以在 OB1內(nèi)編輯整個(gè)程序。此例中 OB1中編寫(xiě)的是啟動(dòng)程序，點(diǎn)擊啟動(dòng)后，電梯各個(gè)功能進(jìn)入準(zhǔn)備執(zhí)行階段，條件滿(mǎn)足即可執(zhí)行功能。梯形圖見(jiàn)圖 9所示。 圖 9 電梯啟動(dòng)梯形圖 （ 2） FC1（樓層指示程序）： FC1中編寫(xiě)的是樓層指示梯形圖，電梯有五層，每層都有樓層指示燈，用以指示電