【文章內容簡介】 UP21X和CPU22X兩代產品。其中CPU22X型PLC有CPU22CPU22CPU224和CPU226四種基本型號?，F將S7200 CPU的主要性能如表21，供用戶在進行系統(tǒng)設計時進行選擇。表2—1SIMATIC S7200 CPU 主要性能表項目CPU 221CPU 222CPU 224CPU 226程序存儲器4KB4KB8KB8KB用戶存儲器類型EEPROMEEPROMEEPROMEEPROM本機I/O6入/4出8入/6出14入/10出24入/16出擴展模塊數量無2個模塊7個模塊7個模塊數字量I/O128入/128出128入/128出128入/128出128入/128出模擬量I/O無16入/16出32入/32出32入/32出內部繼電器256256256256計數器/定時器256/256256/256256/256256/256順序控制繼電器256256256256內置高速計數器4個(20kHz)4個(20kHz)6個(20kHz)6個(20kHz)模擬量調節(jié)電位器1122脈沖輸出2（20kHz,DC）2（20kHz,DC）2（20kHz,DC）2（20kHz,DC）通信中斷1發(fā)送器/2接收器1發(fā)送器/2接收器1發(fā)送器/2接收器1發(fā)送器/2接收器定時中斷2（1255ms）2（1255ms）2（1255ms）2（1255ms）硬件輸入中斷4，輸入濾波器4，輸入濾波器4，輸入濾波器4，輸入濾波器通信口（RS485）1112通過對上表各參數的比較,CPU226輸入輸出口多，可擴展模塊多便于以后繼續(xù)開發(fā)和升級，最后選用CPU226型。 CPU226型PLC的特點圖22 CPU226外部電路連接示意圖CPU226主機共有24個輸入點和16個輸出點，可連接7個擴展模塊，最大擴展至248路數字量I/O或35路模擬I/O點。8KB程序和數據存儲空間。CPU226輸入電路采用了雙向光電耦合器，DC24V極性可任意選擇，系統(tǒng)設置1M為I0B輸入端子的公共端，2M為I1B輸入端子的公共端。在晶體管輸出電路中采用了MOSFET功率驅動器件，并將數字量輸出分為兩組，每組有一個獨立公共端，共有1L、2L兩個公共端，可接入不同的負載電源。CPU226可用于較高要求的控制系統(tǒng)，更多的I/O點，更強的模塊擴展能力，更快的運行速度和功能更強的內部集成特殊功能使其完全適應于復雜的中小型控制系統(tǒng)。如圖22為CPU226外部電路連接圖。 EM235模擬量模塊由于液位傳感器的輸出為模擬信號,所以選用模擬量模塊EM235。 因為它同時具有模擬量輸入輸出通道,可滿足以后對系統(tǒng)的繼續(xù)開發(fā)。圖23 EM235模塊模擬量I/O連線示意圖如圖23所示為模擬量I/O組合模塊EM235（4路模擬量輸入、1路模擬量輸出）I/O連接示意圖。24V DC電源正極接入模塊左下方L+端子，負極接入M端子。EM235模塊的上部端子排為標注A、B、C、D的四路模擬量輸入接口，可分別接入標準電壓、電流信號。為電壓輸入時，如A口所示，電壓正極接入A+端，負極接入A端，RA端懸空。為電流輸入時，如B口所示須將RB與B+短接。然后與電流信號輸出端相連，電流信號輸入端則接入B接口。若4個接口未能全部使用，如C口所示，未用的接口要將C+與C端用短路子短接，以免收到外部干擾。下部端子為一路模擬量輸出的3個接線端子MO、VO、IO，其中MO為數字接地接口，VO為電壓輸出接口，IO為電流輸出接口。若為電壓負載，則將負載接入MO、VO接口若為電流負載則接入MO、IO接口。在進行接線時應注意以下幾點。傳感器接線的長度應盡可能的短，并使用屏蔽雙絞線。敷設線路時應使用電纜槽，避免將導線彎成銳角。避免將信號線與電源線平行接近布置。使用高質量的24V DC傳感器電源，以保證無噪聲及穩(wěn)定運行。僅在傳感器側端截屏。未用通道應短接。液位傳感器作為水位信號的檢測元件，選用CYG型擴散硅壓力變送器，安裝在水箱的底部。正常情況下，擴散硅壓力傳感器測量的是壓力信號，根據壓力與水位高度之間的關系，可知水箱中水位的高度。因此可以根據測量的壓力信號得到水位信號，從而將水位測量轉換為壓力測量。這就實現了對水位信號的測量。測得的信號經轉換后，以電流的形式傳給PLC。圖24 液位傳感器目前國內的流量控制閥有很多種，由于系統(tǒng)要求不高，普通控制閥即可滿足要求，這里選擇直動式電磁閥。直動式電磁閥： 原理：通電時，電磁線圈產生電磁力把關閉件從閥座上提起，閥門打開；斷電時，電磁力消失，彈簧把關閉件壓在閥座上，閥門關閉。 特點：在真空、負壓、零壓時能正常工作，但直徑一般不超過30mm。可根據電流大小做出相應的調節(jié)。圖24 直動式電磁閥 PLC輸入和輸出分配表PLC的輸入和輸出分配表（如表22所示）表22 I/O分配表編號地址說明功能1AQW0輸出模擬量控制流量控制閥YV2按鈕，手動自動切換SB10為手動，1為自動3AIW0輸入模擬量液位傳感器的值4急停按鈕SB2使系統(tǒng)快速停止5手動供水起動按鈕SB3手動供水6手動供水停止按鈕SB4手動供水停止7接觸器KM1使水泵得電8接觸器KM1斷開水泵電路9高水位指示燈提醒水位過高10低水位指示燈提醒水位過低YV為直動式電磁閥。圖25 EM231接線圖圖26 CPU226接線圖圖27 手動供水電路圖在手動狀態(tài)下，閉合SB3，使接觸器KM1得電，水泵得電運行，向水箱里供水。當水位達到預定值時，閉合SB4，使接觸器KM2得電，長閉觸點KM2得電斷開，水泵失電，停止運行。電路圖如圖27所示。當水位過高或過低時會對系統(tǒng)造成危害，所以要避免這種情況的出現，需要設置報警電路。本系統(tǒng)的報警電路是有兩個指示燈組成。當紅色知識燈亮時說明水位高，當黃色知識燈亮時說明水位低。由此為依據可以做出調整，使水位保持恒定。16第3章 PID控制 PID控制介紹在工業(yè)生產中，常常需要用閉環(huán)控制方式來控制溫度、液位、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量。無論是使用模擬控制器的模擬控制系統(tǒng)，還是使用計算機（包括PLC）的數字控制系統(tǒng)，PID控制都等到了廣泛的應用。PID控制簡單易懂，使用中不必能清楚系統(tǒng)的數字模型。PID控制器是比例積分微分控制(ProportionalIntegralDerivative)的簡稱,之所以得到廣泛應用是因為它具有如下優(yōu)點：不需要精確地控制系統(tǒng)數字模型。由于非線性和時變性很多工業(yè)控制對象難以得到其準確的數字模型，因此不能使用控制理論中的設計方法。對于這一類系統(tǒng)，使用PID控制可以得到比較滿意的效果。有較強的靈活性和適應性。積分控制可以消除系統(tǒng)的靜差，微分控制可以改善系統(tǒng)動態(tài)響應速度，比例、積分、微分控制三者有效地結合就可以滿足不同的控制要求。根據被控制對象的具體情況，還可以采用各種PID控制的變種和改進的控制方式，如PI、PD、帶死區(qū)的PID、積分分離PID、變速積分PID等。PID控制器的結構典型，程序簡單，工程上易于實現，參數調整方便。在工業(yè)控制過程中，除了大量的開關量控制以外，還有許多模擬量控制，例如對電壓，電流，溫度，壓力，流量的控制。有時，在同一個控制系統(tǒng)中既要對開關量控制還要對某些模擬