【文章內(nèi)容簡介】 存儲器、 I／ O 和通 圖 23 PLC 工作原理 5 訊等是否異常或出錯，如檢查出異常時， CPU 面板上的 LED 及異常繼 電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。當出現(xiàn)致命錯誤時， CPU 被強制為 STOP 方式，所有的掃描便停止。 第三部分是通訊服務(wù)。 PLC 自診斷處理完成以后進入通訊服務(wù)過程。首先檢查有無通訊任務(wù)，如有則調(diào)用相應(yīng)進程，完成與其他設(shè)備的通訊處理，并對通訊數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理；然后進行時鐘、特殊寄存器更新處理等工作。 第四部分是程序掃描過程。 PLC 在上電處理、自診斷和通訊服務(wù)完成以后，如果工作選擇開關(guān)在 RUN 位置，則進人程序掃描工作階段。先完成輸入處理，即把輸入端子的狀態(tài)讀入輸入映像寄存器中，然后執(zhí)行用戶程序，最后把輸出處 理結(jié)果刷新到輸出鎖存器中。 配料 系統(tǒng)的 電氣 控制 方案 該配料生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用于建筑、化工等生產(chǎn)領(lǐng)域，主要由料倉、倉壁振動器、喂料振動器、稱料倉、排料振動器、傳送帶、中間倉、混合倉、攪拌機組成 ； 各振動器、傳送帶、攪拌機均由電機拖動 ； 中間倉門和混合倉卸料門則由電磁閥控制 ； 當某臺電機過載時電鈴報警并禁止所有輸出，故障排除后才能繼續(xù)工作。 控制程序流程如圖 24所示。 其工作過程如下： ⑴ 按下啟動按鈕后兩個倉壁振動器和兩個喂料振動器同時啟動，料倉一和料倉二同時開始下料，將配料喂入稱料倉。 ⑵ 當稱料傳感器 SQ1 和 SQ2 接通時，對應(yīng)的倉壁振動器和喂料振動器停止工作，停止喂料。 ⑶ 啟動 1 號送料傳送帶。 ⑷ 延時 10 秒后啟動兩個排料振動器進行排料，將稱料倉中的配料通過 1 號傳送帶送入中間倉。 ⑸ 延時 300 秒后啟動攪拌機， 1 號送料傳送帶停止工作。 ⑹ 延時 3 秒后，打開中間倉門，將中間倉中的配料放入混合倉通過攪拌機混合均勻。 ⑺ 延時 300 秒后，開啟混合倉卸料門，啟動 2 號傳送帶將混合均勻的配料送 走。 圖 24 PLC 控制程序流程圖 6 ⑻ 延時 300 秒后全部停止工作，一個周期結(jié)束后回到初始狀態(tài)或繼續(xù)下一個周期。該配料生產(chǎn)線要求有自動、單周期和手動三種工作方式 ； 在自動工作方式下，按下啟動按鈕后能連續(xù)不斷地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕，當前工作周期結(jié)束后才停止工作 ； 在單周期工作方式下，按下啟動按鈕后工作一個周期自動停止工作 ； 在手動工作方式下，可手動調(diào)整1 號傳送帶、 2 號傳送帶和攪拌機。 7 3 PLC的選取及 配料系統(tǒng) 硬件設(shè)計 PLC 的選取 PLC 的選型方法 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計時，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計選型。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標準的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC 的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù) 控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 西門子 PLC 的 選取 西門子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強，可靠性更高。 S7 系列 PLC 產(chǎn)品可分為微型 PLC（如 S7200），小規(guī)模性能要求的 PLC（如 S7300）和中、高性能要求的 PLC（如 S7400）等。 可提供 4 個不同的基本型號與 8種 CPU 可供選擇使用。 2. S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中 等性能要求的應(yīng)用；各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。 S7300 PLC 采用模塊化結(jié)構(gòu)，具備高速（ ~）的指令運算速度；用浮點數(shù)運算比較有效地實現(xiàn)了更為復(fù)雜的算術(shù)運算；一個帶標準用戶接口的軟件工具方便用戶給所有模塊進行參數(shù)賦值； 3. S7400 PLC是用于中、高檔性能范圍的可編程序控制器。 S7400 PLC 采用模塊化無風扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的 CPU，并 配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)， 當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或 升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級和充分滿足需要。 S7200 PLC 是超小型化的 PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。 S7200 PLC 的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 8 它 是 SIEMENS 公司推出的一種小型 PLC，相對于 S7300 和 S7400 來說具有極高的性價比，具有以下特點： (1)結(jié)構(gòu)緊湊； (2)擴展性良好；基本單元的基礎(chǔ)上， S7200 系統(tǒng)最多可擴展 7 個模塊。 (3)指令功能強大； (4)價格低廉。 S7200 PLC 的硬件配置 德國西門子（ SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（ SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品除了 S 系列的 PLC 外，還包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)， HMI 人機界面，工業(yè)軟件等。下面就著重介紹 S7200 PLC的硬件配置。 S7200 系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6 種型號的擴展單元。其系統(tǒng)構(gòu)成包括基本單元、擴展單元、編程器、存儲卡、寫入器、文本顯示器等。 S7200 系列 PLC 中 可提供 4 種不同的基本型號的 8 種 CPU 供選擇使用，其輸入輸出點數(shù)的分配見表： 表 31 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本單元 型 號 輸入點 輸出點 可帶擴展模塊數(shù) S7200CPU221 6 4 — S7200CPU222 8 6 2 個擴展模塊 ； 78 路數(shù)字量 I/O點或 10 路模擬量 I/O 點 S7200CPU224 14 10 7 個擴展模塊 ； 168 路數(shù)字量 I/O點或 35 路模擬量 I/O 點 S7200CPU226 24 16 2 個擴展模塊 ； 248 路數(shù)字量 I/O點或 35 路模擬量 I/O 點 S7200CPU226XM 24 16 2 個擴展模塊 ； 248 路數(shù)字量 I/O點或 35 路模擬量 I/O 點 9 S7200 系列 PLC 主要有 6 種擴展單元，它本身沒有 CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展 I/O 點數(shù)， S7200 系列 PLC 擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表所示 : 表 32 S7200 系列 PLC 擴展單元型號及輸入輸出點數(shù) 類 型 型 號 輸入點 輸出點 數(shù)字量擴展模塊 EM221 8 無 EM222 無 8 EM223 4/8/16 4/8/16 模擬量擴 展模塊 EM231 3 無 EM232 無 2 EM235 3 1 PLC 在正式運行時，不需要編程器。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入 PLC 中，在調(diào)試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。 S7200系列 PLC 可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。 簡易型編程器是袖珍型的，簡單實用，價格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。智能型編程器采用計算機進行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機內(nèi)，可直接采用梯形 圖語言編程，實現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強大， S7200 系列 PLC 的專用編程軟件為 STEP7Micro/WIN。 本設(shè)計用的是 STEP7Micro/WIN。 為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型 PLC 設(shè)有外接 EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入 PLC，也可將 PLC 內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接 EEPROM 卡盒內(nèi)作為備份。程序存儲卡 EEPROM 有 6ES 72918GC000XA0 和 6ES 72918GD000XA0 兩種，程序容量分別為 8K 和 16K 程序步。 寫入器的功能是實現(xiàn) PLC 和 EEPROM 之間的程序傳送，是將 PLC 中 RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)?PLC 中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到 RAM 區(qū)。 10 物料配送系統(tǒng)中 S7200 PLC 的 I/O 分配 根據(jù)該配料生產(chǎn)線的電氣控制要求，該系統(tǒng)有 9 臺電機、 2 個電磁閥和 1 個過載報警電鈴需要控制 ； 在手動工作方式下，手動調(diào)整 1 號傳送帶、 2 號傳送帶和攪拌機，需要 3個點動按鈕 ； 在自動工作方式下的啟動和停止按鈕 ； 稱料傳感器 SQ1 和 SQ2 有兩對 4 個輸入點，工作方 式轉(zhuǎn)換開關(guān)有 3 個輸入點， 9 臺電機的熱繼電器串聯(lián)共用一個輸入點，因此該配料生產(chǎn)線的電氣控制系統(tǒng)采用 PLC 控制需要有 13 個輸入點， 12 個輸出點，在設(shè)計過程中我們選用西門子 S7200 系列 PLC，基本單元選用 CPU224 模塊 DC14