【文章內(nèi)容簡介】 0）模擬電位器外部設(shè)定：S7200的面板上有一個(gè)（CPU 212）或二個(gè)（CPU 214～CPU 216）模擬型電位器，用戶可利用它們作連續(xù)型的定時(shí)時(shí)間設(shè)定等工作；圖21是說明S7200系統(tǒng)基本工作原理的結(jié)構(gòu)框圖。S7200的CPU從整體上看有下述四部分：（1）輸入部分：主要用于接收現(xiàn)場的控制信號(hào)。（2）輸出部分：主要用于向現(xiàn)場輸出具有足夠的驅(qū)動(dòng)能力的控制信號(hào)。（3）程序存儲(chǔ)器：用于存放用戶程序。（4）處理器：它是S7200系統(tǒng)中的核心，它控制著整個(gè)S7200系統(tǒng)作有序的工作。處理器周期性地執(zhí)行掃描程序：首先它讀入所有輸入端上各控制信號(hào)的狀態(tài)，并把讀入的狀態(tài)存入過程輸入映象區(qū)（PII）。然后，處理器在內(nèi)部計(jì)數(shù)器、位存儲(chǔ)器和定時(shí)器的控制下逐行掃描用戶程度，并執(zhí)行有關(guān)的運(yùn)算或操作，得到當(dāng)時(shí)應(yīng)有的控制信號(hào)（狀態(tài)）；最后處理器將處理所得到的結(jié)果（控制信號(hào)）輸出到過程輸出映象區(qū)（PIQ）中，并在周期的末尾，將輸出映象區(qū)中的信號(hào)同時(shí)輸出到它們的輸出端。如此周而復(fù)始，S7200實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)場過程的控制。 輸入0 1 … PII … 0位存儲(chǔ)器計(jì)時(shí)器計(jì)數(shù)器 循環(huán)執(zhí)行 用戶程序 讀輸入 程序處理 寫輸出計(jì)數(shù)器中斷處理程序時(shí)間或過程中斷 處理器 程序存儲(chǔ)器0 1 … PIQ … 0 輸出圖21 S7200系統(tǒng)基本工作原理 程序設(shè)計(jì)根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，采用合適的設(shè)計(jì)方法來設(shè)計(jì)西門子PLC程序。程序要以滿足系統(tǒng)控制要求為主線，逐一編寫實(shí)現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序，逐步完善系統(tǒng)指定的功能。除此之外，程序通常還應(yīng)包括以下內(nèi)容：（1）初始化程序。在西門子PLC上電后，一般都要做一些初始化的操作，為啟動(dòng)作必要的準(zhǔn)備，避免系統(tǒng)發(fā)生誤動(dòng)作。初始化程序的主要內(nèi)容有：對某些數(shù)據(jù)區(qū)、計(jì)數(shù)器等進(jìn)行清零，對某些數(shù)據(jù)區(qū)所需數(shù)據(jù)進(jìn)行恢復(fù)，對某些繼電器進(jìn)行置位或復(fù)位，對某些初始狀態(tài)進(jìn)行顯示等等。（2）檢測、故障診斷和顯示等程序。這些程序相對獨(dú)立，一般在程序設(shè)計(jì)基本完成時(shí)再添加。（3）保護(hù)和連鎖程序。保護(hù)和連鎖是程序中不可缺少的部分，必須認(rèn)真加以考慮。它可以避免由于非法操作而引起的控制邏輯混亂。 程序模擬調(diào)試程序模擬調(diào)試的基本思想是，以方便的形式模擬產(chǎn)生現(xiàn)場實(shí)際狀態(tài)，為程序的運(yùn)行創(chuàng)造必要的環(huán)境條件。根據(jù)產(chǎn)生現(xiàn)場信號(hào)的方式不同，模擬調(diào)試有硬件模擬法和軟件模擬法兩種形式。（1）硬件模擬法是使用一些硬件設(shè)備（如用另一臺(tái)PLC或一些輸入器件等）模擬產(chǎn)生現(xiàn)場的信號(hào)，并將這些信號(hào)以硬接線的方式連到PLC系統(tǒng)的輸入端，其時(shí)效性較強(qiáng)；（2）軟件模擬法是在西門子PLC中另外編寫一套模擬程序，模擬提供現(xiàn)場信號(hào)，其簡單易行，但時(shí)效性不易保證。模擬調(diào)試過程中，可采用分段調(diào)試的方法，并利用編程器的監(jiān)控功能。 西門子PLC硬件實(shí)施硬件實(shí)施方面主要是進(jìn)行控制柜等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場施工，主要內(nèi)容有：設(shè)計(jì)控制柜和操作臺(tái)等部分的電器布置圖及安裝接線圖；設(shè)計(jì)系統(tǒng)各部分之間的電氣互連圖；根據(jù)施工圖紙進(jìn)行現(xiàn)場接線，并進(jìn)行詳細(xì)檢查。由于程序設(shè)計(jì)與硬件實(shí)施可同時(shí)進(jìn)行，因此西門子PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短。 西門子PLC聯(lián)機(jī)調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試是將通過模擬調(diào)試的程序進(jìn)一步進(jìn)行在線統(tǒng)調(diào)。聯(lián)機(jī)調(diào)試過程應(yīng)循序漸進(jìn)，從西門子PLC只連接輸入設(shè)備、再連接輸出設(shè)備、再接上實(shí)際負(fù)載等逐步進(jìn)行調(diào)試。如不符合要求，則對硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可。全部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改，應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。3 電熱鍋爐供熱系統(tǒng)圖31所示為一臺(tái)電鍋爐供熱系統(tǒng)工作原理圖。鍋爐首次使用時(shí)，通過補(bǔ)水泵往鍋爐內(nèi)注水，自來水管接有軟水裝置，將自來水軟化成鍋爐內(nèi)使用熱量傳遞的軟水。當(dāng)鍋爐內(nèi)液位符合使用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，由液壓傳感器發(fā)出信號(hào)到PLC控制器，開始進(jìn)行加熱。同時(shí)，PLC根據(jù)傳感器傳送來的數(shù)據(jù)，確定電加熱管投入的數(shù)量。而鍋爐提供的熱量，通過循環(huán)泵傳送到供熱系統(tǒng)。不經(jīng)過軟化的水，易于結(jié)垢。由于蒸汽不斷蒸發(fā)，鍋爐內(nèi)水的鈣、鎂、雜質(zhì)濃度非常高——是自然水的 30 — 50 倍，其結(jié)垢的速度超出了我們的想象，只需半年至一年，就可結(jié)垢 1 — 2mm 。水垢的危害極大，嚴(yán)重時(shí)，可引起鍋爐爆裂。水垢導(dǎo)熱性能只有金屬的 % 左右，在鍋爐結(jié)垢后，要想達(dá)到無水垢時(shí)的熱效，就要提高受熱面的溫度，如：爐壁溫為 250 ℃， 當(dāng)結(jié)垢 1mm 時(shí)，要達(dá)到同樣的熱效，壁溫要提高到 650 ℃，此時(shí)熱吸收率極低，能耗增加。 水垢主要有三大危害：減少熱吸收，降低鍋爐熱效率，浪費(fèi)燃料，從而增加鍋爐運(yùn)行成本；結(jié)垢導(dǎo)致爐壁溫度成倍升高，鋼材應(yīng)力破壞，強(qiáng)度降低，嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)爆裂，降低了使用壽命；影響蒸汽品質(zhì)，使蒸汽中含鈣、鎂離子、易使鍋爐配件（安全閥、壓力表、壓力控制器等）、蒸汽器械（如熨斗等）結(jié)水垢、堵塞。 使用軟化水的三大理由：《蒸汽（熱水）鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》規(guī)定所必須；保持熱效、節(jié)約燃料、提高蒸汽品質(zhì)、延長壽命；經(jīng)濟(jì)劃算，就整個(gè)鍋爐使用期來核算，軟化水帶來的燃料節(jié)約費(fèi)用遠(yuǎn)大于投資軟化水的費(fèi)用。因此，要在自來水入口端設(shè)置軟水箱，將自來水軟化后方可注入鍋爐內(nèi)。 BP1 BT BTO 鍋爐 EW 供熱系統(tǒng) 循環(huán)泵 BTB 落地膨脹水箱 BP2 自來水 軟水箱 補(bǔ)水泵 水處理圖31 電熱鍋爐供熱系統(tǒng)工作原理圖本系統(tǒng)中采用三個(gè)傳感器，分別是溫度傳感器BTB、溫度傳感器BTO和液壓傳感器BP。溫度傳感器是指能感受溫度并轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的傳感器。溫度傳感器是溫度測量儀表的核心部分，品種繁多。按測量方式可分為接觸式和非接觸式兩大類，按照傳感器材料及電子元件特性分為熱電阻和熱電偶兩類。熱電偶由兩個(gè)不同材料的金屬線組成，在末端焊接在一起，是把冷端(與儀表相接的兩端)，與熱端(要求測量的溫度端)之間的溫度差異轉(zhuǎn)化為電動(dòng)勢(電壓)的溫度傳感器。例如，溫度傳感器兩端均處于20度環(huán)境溫度下，現(xiàn)在熱端加熱，要求儀表測量出加熱端的溫度。顯然，這時(shí)熱端(加熱處)和冷端(接二次儀表的兩端)有溫度差，此溫度差就會(huì)產(chǎn)生對應(yīng)的電動(dòng)勢(電壓)，相應(yīng)的也會(huì)產(chǎn)生電流，因所產(chǎn)生的熱電勢(電壓)大小與測量溫度呈一定的比例關(guān)系，儀表將溫度差產(chǎn)生的電壓大小轉(zhuǎn)化為溫度，假設(shè)轉(zhuǎn)化后為70度，此溫度值就會(huì)出現(xiàn)在儀表上，即由溫度差轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(電壓)溫度的過程。這種現(xiàn)象可以在很寬的溫度范圍內(nèi)出現(xiàn)，如果精確測量這個(gè)電位差，再測出不加熱部位的環(huán)境溫度，就可以準(zhǔn)確知道加熱點(diǎn)的溫度。由于它必須有兩種不同材質(zhì)的導(dǎo)體，所以稱之為熱電偶。不同材質(zhì)做出的熱電偶使用于不同的溫度范圍，它們的靈敏度也各不相同。熱電偶的靈敏度是指加熱點(diǎn)溫度變化1℃時(shí)，輸出電位差的變化量。對于大多數(shù)金屬材料支撐的熱電偶而言，這個(gè)數(shù)值大約在5～40微伏/℃之間。熱電偶傳感器有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺陷，它靈敏度比較低，容易受到環(huán)境干擾信號(hào)的影響，也容易受到前置放大器溫度漂移的影響，因此不適合測量微小的溫度變化。由于熱電偶溫度傳感器的靈敏度與材料的粗細(xì)無關(guān)，用非常細(xì)的材料也能夠做成溫度傳感器。也由于制作熱電偶的金屬材料具有很好的延展性，這種細(xì)微的測溫元件有極高的響應(yīng)速度，可以測量快速變化的過程。由于溫度