【文章內容簡介】 形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員只要花幾天時間就可以熟悉梯形圖語言，并用來編制用戶程序。，性價比高。一臺小型可編程序控制器內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。與相同功能的繼電器系統(tǒng)相比，具有很高的性能價格比。，用戶使用方便，適應性強?？删幊绦蚩刂破鳟a品已經標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選擇，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。，抗干擾能力強。可編程序控制器用軟件代替大量的中間繼電器和時間繼電器，盡剩下與輸入和輸出有關的少量硬件，減少因觸點接觸不良造成的故障。可編程序控制器還采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，平均無故障時間達到數(shù)萬小時。、安裝、調試工作量少?？删幊绦蚩刂破饔密浖δ苋〈死^電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的設計、安裝、接線工作量大大減少。，維護方便?？删幊绦蚩刂破鞯墓收下屎艿?，具有完善的自診斷和顯示功能。，能耗低小型可編程序控制器的體積僅相當于幾個繼電器的大小?？删幊绦蚩刂破鞯呐渚€比繼電器控制系統(tǒng)的配線少得多，故可以節(jié)省下大量的配件和附件。 可編程序控制器的基本結構可編程序控制器主要由 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊和編程裝置組成。如圖 所示。13圖 PLC 控制系統(tǒng)示意圖 模塊在可編程序控制器控制系統(tǒng)中，CPU 相當于人的大腦，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出。I/O 模塊實際上是 PLC 與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O 模塊有良好的電隔離和濾波作用。接到 PLC 輸入接口的輸入器件是各種開關、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。編程裝置是 PLC 的最重要外圍設備。利用編程器將用戶程序送入 PLC 的存儲器，還可以用編程器檢查程序，修改程序，監(jiān)視 PLC 的工作狀態(tài)。除此以外，在個人計算機上添加適當?shù)挠布涌诤蛙浖纯捎脗€人計算機對 PLC 編程。利用微機作為編程器，可以直接編制并顯示梯形圖。可編程序控制器使用 220V 交流電源或 24V 直流電源。內部的開關電源為各模塊提供DC5V、177。12V、24V 等直流電源。小型可編程序控制器一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器（如接近開關）提供 24V 直流電源，驅動可編程序控制器負載的直流電源一般由用戶提供。 PLC 的工作原理PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，在 PLC 中用戶程序按先后順序存放，CPU 從第一條指令開始執(zhí)行程序，直到遇到結束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環(huán)。PLC 的掃描過程分為內部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個階段。全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期。當 PLC 處于停狀態(tài)時，只進行內部處理和通信操作14服務等內容。在 PLC 處于運行狀態(tài)時，從內部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。輸入處理也叫輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通端狀態(tài)，并將讀入的信息存入內存中所對應的映象寄存器。在此輸入映象寄存器被刷新。接著進入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行時，輸入映象寄存器與外界隔離，即使輸入信號發(fā)生變化，其映象寄存器的內容也不會發(fā)生變化，只有在下一個掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。遇到程序跳轉指令，根據(jù)跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時，PLC 從輸入映象寄存器中讀出上一階段采入的對應輸入端子狀態(tài)，從輸出映象寄存器讀出對應映象寄存器，根據(jù)用戶程序進行邏輯運算，存入有關器件寄存器中。對每個器件來說，器件映象寄存器中所寄存的內容，會隨著程序執(zhí)行過程而變化。 程序執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器，即器件映象寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉存到輸出鎖存器，通過隔離電路，驅動功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號，驅動外部負載。 PLC 編程語言(SFC)順序功能圖是一種位于其它程語言之上的圖形語言。它提供了一種組織程序的圖形方法，在順序功能圖中可以用別的語言嵌套編程。(LAD)梯形圖沿襲了繼電器控制電路的形式，它是在電器控制系統(tǒng)中常用的繼電器、接觸器邏輯控制基礎上簡化了符號演變來的，形象、直觀、實用。(FBD)功能塊圖是一種類似于數(shù)字邏輯門電路的編程語言，有數(shù)字電路基礎的人很容易掌握。該編程語言用類似與門、或門的方框來表示邏輯運算關系。(STL)15指令語句表示一種與計算機匯編語言相類似的助記符編程方式，但比匯編語言易懂易學。一條指令語句是由步序、指令語和作用器件編號三部分組成。(ST)結構文本是為 IECii313 標準創(chuàng)建的一種專用的高級編程語言。與梯形圖相比，它能實現(xiàn)復雜的數(shù)學運算，編寫的程序非常簡潔和緊湊。 西門子 S7200 系列 PLC西門子S7200系列是一種可編程序邏輯控制器。它能夠控制各種設備以滿足自動化控制需求。西門子S7200的用戶程序中包括了位邏輯、計數(shù)器、定時器、復雜數(shù)學運算以及與其它智能模塊通訊等指令內容，從而使它能夠監(jiān)視輸入狀態(tài)，改變輸出狀態(tài)以達到控制目的。緊湊的結構、靈活的配置和強大的指令集使S7200成為各種控制應用的理想解決方案。西門子 S7200 可編程序控制器工作可靠，功能強，存儲容量大，編程方便，輸出端可直接驅動 2A 的繼電器或接觸器的線圈，抗干擾能力強。因此，能夠滿足電梯對電氣控制系統(tǒng)的要求。西門子 S7200 系列小型 PLC 可應用于各種自動化系統(tǒng)、緊湊的結構、低廉的成本、功能強大的指令集，使得 S7200 PLC 成為各種小型控制任務理想的解決方案。STEP7Micro／WIN 32 是 S7200 系列的 PLC 的編程軟件．可以對 S7200 的所有功能進行編程。該軟件在 Windows 平臺上運行。其基本功能是協(xié)助用戶完成應用軟件任務。西門子 S7200PLC 物理結構如圖 所示。 西門子S7200PLC16 PLC 的輸入/輸出風缸水壓氣壓試驗系統(tǒng)根據(jù)控制要求，輸入量共有 28 個，其中 24 個數(shù)字輸入量，4個模擬輸入量，輸出量共有 20 個。PLC 主要輸入輸出點如表 和表 所示。表 PLC 主要輸入點序號 輸入點編號 注 釋1 手動啟動 1＃工作臺排水排氣閥2 手動啟動 1＃工作臺充氣閥3 手動啟動 1＃工作臺注水閥4 手動啟動 1＃工作臺高壓注水閥5 手動啟動 2＃工作臺排水排氣閥6 手動啟動 2＃工作臺充氣閥7 手動啟動 2＃工作臺注水閥8 手動啟動 2＃工作臺高壓注水閥9 手動啟動 3＃工作臺排水排氣閥10 手動啟動 3＃工作臺充氣閥11 手動啟動 3＃工作臺注水閥12 手動啟動 3＃工作臺高壓注水閥13 手動啟動 4＃工作臺泄壓閥14 手動啟動 4＃工作臺充氣閥15 手動啟動 4＃工作臺注水閥16 手動啟動 4＃工作臺高壓注水閥17 1＃工作臺手動/自動工作信號18 2＃工作臺手動/自動工作信號19 3＃工作臺手動/自動工作信號20 4＃工作臺手動/自動工作信號21 手動啟動 1＃，2＃工作臺高壓注水泵22 手動啟動 1＃，2＃工作臺注水泵23 手動啟動 3＃，4＃工作臺高壓注水泵24 手動啟動 3＃，4＃工作臺注水泵25 AIW0 1＃工作臺壓力傳感器輸入信號26 AIW2 2＃工作臺壓力傳感器輸入信號27 AIW4 3＃工作臺壓力傳感器輸入信號28 AIW6 4＃工作臺壓力傳感器輸入信號表 42 PLC 主要輸出點序號 輸出點編號 注 釋1 1＃工作臺排水排氣閥172 1＃工作臺充氣閥3 1＃工作臺注水閥4 1＃工作臺高壓注水閥5 2＃工作臺排水排氣閥6 2＃工作臺充氣閥7 2＃工作臺注水閥8 2＃工作臺高壓注水閥9 1＃，2＃工作臺高壓注水泵10 1＃，2＃工作臺注水泵11 3＃，4＃工作臺高壓注水泵12 3＃，4＃工作臺注水泵13 3＃工作臺排水排氣閥14 3＃工作臺充氣閥15 3＃工作臺注水閥16 3＃工作臺高壓注水閥17 4＃工作臺排水排氣閥18 4＃工作臺充氣閥19 4＃工作臺注水閥20 4＃工作臺高壓注水閥 PLC 控制單元的選型根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出變量個數(shù)，系統(tǒng)將選擇1個S7226 PLC，1個EM231熱電偶模塊，1個EM222數(shù)字量輸出模塊。1. S7226 PLCS7226 。18 S7226 PLCCPU 226集成24 輸入/16 輸出共40 個數(shù)字量I/O 點?？蛇B接7 個擴展模塊，最大擴展至248 路數(shù)字量I/O 點或 35 路模擬量I/O 點。 26K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間。6 個獨立的30kHz 高速計數(shù)器，2 路獨立的20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。2 個RS485 通訊/編程口，具有PPI 通訊協(xié)議、MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。I/O 端子排可很容易地整體拆卸。用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入/輸出點，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。可完全適應于一些4 復雜的中小型控制系統(tǒng)。所選型號為：CPU 226 AC/DC/RLY。EM231熱電偶模塊主要用于給系統(tǒng)提供4路模擬量輸入，EM231熱電偶模塊提供一個方便的，隔離的接口，用于七種熱電偶類型：J，K，E，N，S，T，和R型。它允許S7200 CN 連接微小的模擬量信號，177。80mV 范圍。用戶必須用DIP 開關來選擇熱電偶的類型，斷線檢查，測量單位，冷端補償和開路故障方向。所有連到模塊上的熱電偶必須是相同類型。所選型號為：EM 231 AI4 x 12Bit。 EM231熱電偶模塊EM222數(shù)字量輸出模塊具有8個輸出點數(shù)，額定電壓24 VDC，耐沖擊電流（最大）30 A，主要用于擴充輸出量。所選型號為：EM 222 8DQ RELAY。19 EM222數(shù)字量輸出模塊 PLC 程序系統(tǒng)中PLC程序 [12][13]以梯形圖形式編寫，由于論文篇幅有限，將轉換成語句表形式， STEP 7 MicroWIN SP3編程軟件下梯形圖與語句表可相互轉換。MAIN主程序Network 1 LD CALL SBR_0Network 2 LD MOVB 39。139。, VB406NOTMOVB 39。039。, VB406Network 3 LD MOVB 39。139。, VB407NOTMOVB 39。039。, VB407Network 4 LD MOVB 39。139。, VB408NOTMOVB 39。039。, VB408Network 5 LD MOVB 39。139。, VB409NOTMOVB 39。039。, VB409 Network 6 LD MOVB 39。139。, VB410NOTMOVB 39。039。, VB410// 調用子程序SBR_0// 網絡2至網絡28執(zhí)行輸入輸出量裝表操作，如果是激活狀態(tài)，將把字符39。139。裝入相應表的位置中，反之，將裝入字符39。039。Network 7 LD MOVB 39。139。, VB411NOTMOVB 39。039。, VB411Network 8 LD MOVB 39。139。, VB416NOTMOVB 39。039。, VB416Network 9 LD MOVB 39。139。, VB417NOTMOVB 39。039。, VB417Network 10 LD MOVB 39。139。, VB418NOTMOVB 39。039。, VB418Network 11 LD MOVB 39。139。, VB419NOTMOVB 39。039。, VB41920Network 12 LD MOVB 39。139。, VB420NOTMOVB 39。039。, VB420Network 13 LD MOVB 39。139。, VB421NOTMOVB 39。039。, VB421Network 14 LD MOVB 39。139。, VB426NOTMOVB 39。039。, VB426Network 15 LD MOVB 39。139。, VB427NOTMOVB 39。039。, VB427Network 16 LD MOVB 39。139。, VB428NOTMOVB 39。039。, VB428Network 17 LD MOVB 39。139。, VB429NOTMOVB 39。039。, VB429Network 18 LD MOVB 39。139。, VB430NOTMOVB 39。039。, VB430Network 19 LD MOVB 39。139。, VB431NOTMOVB 39。0