【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 便，應(yīng)用面拓展。由于采用軟連接的方法，在生產(chǎn)工藝流程更改或者生產(chǎn)設(shè)備更換時(shí)，可以不必改變PLC的硬設(shè)備，通過(guò)程序的編制與更改就能適應(yīng)生產(chǎn)的需要。這種編程的靈活性是繼電器順序控制系統(tǒng)所不能比擬的。正是由于編程的柔性特點(diǎn)，使PLC能大量地替代繼電器順序控制系統(tǒng)，成為當(dāng)今工業(yè)控制領(lǐng)域的重要控制設(shè)備。在柔性制造單元(FMC)、柔性制造系統(tǒng)(FMS)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)和計(jì)算機(jī)集成過(guò)程控制系統(tǒng)(CIPS)qb，PLC正成為主要的控制設(shè)備，得到廣泛的應(yīng)用。②擴(kuò)展的靈活性。PLC的擴(kuò)展靈活性是它的一個(gè)重要的特點(diǎn)。它可根據(jù)應(yīng)用的規(guī)模不斷擴(kuò)展，即可進(jìn)行容量的擴(kuò)展，功能的擴(kuò)展，應(yīng)用和控制范圍的擴(kuò)展。它不僅可以通過(guò)增加輸入輸出單元來(lái)增加點(diǎn)數(shù)，通過(guò)擴(kuò)展單元來(lái)擴(kuò)大容量和功能，也可以通過(guò)多臺(tái)PLC的通信來(lái)擴(kuò)大容量和功能，甚至可通過(guò)與集散控制系統(tǒng)(DCS)或其他上位機(jī)的通信來(lái)擴(kuò)展它的功能，并與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)的交換等。這種擴(kuò)展的靈活性大大地方便了用戶。③操作的靈活性。操作的靈活性是指設(shè)計(jì)的工作量大大減少，編程的工作量和安裝施工的工作量大大減少，操作十分靈活方便，監(jiān)視和控制變得容易。在繼電器順序控制系統(tǒng)中所需的一些操作可以簡(jiǎn)化，不同的生產(chǎn)過(guò)程可采用相同的控制臺(tái)或控制屏等。 PLC的基本結(jié)構(gòu)PLC的型號(hào)、規(guī)格繁多。它主要由中央處理單元CPU、存儲(chǔ)器、輸入、輸出等部分組成[10]。(1)中央處理單元CPUCPU是PLC的核心，其主要作用是：①接收從編程器輸入的用戶程序，并存入程序存儲(chǔ)器中；②用掃描方式采集現(xiàn)場(chǎng)輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)寄存器；③執(zhí)行用戶程序，從程序存儲(chǔ)器中逐條取出用戶程序，經(jīng)過(guò)解釋程序解釋后逐條執(zhí)行，完成程序規(guī)定的邏輯和算術(shù)運(yùn)算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)去控制輸出電路，實(shí)現(xiàn)程序規(guī)定的各種操作；④通過(guò)故障自診斷程序，診斷PLC的各種運(yùn)行錯(cuò)誤。因此，CPU的性能對(duì)PLC的整機(jī)性能有著決定性的影響。(2) 存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。程序分系統(tǒng)程序和用戶程序。①系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器該存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)程序(系統(tǒng)軟件)。系統(tǒng)程序是PLC研制者所編的程序，它是決定性能的關(guān)鍵。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、解釋程序、故障自診斷程序、標(biāo)準(zhǔn)子程序庫(kù)及其他各種管理程序等。系統(tǒng)程序由制造廠家提供，一般都固化在ROM或EPROM中，用戶不能直接存取。系統(tǒng)程序用來(lái)管理、協(xié)調(diào)PLC各部分的工作，翻譯、解釋用戶程序，進(jìn)行故障診斷等。②用戶程序存儲(chǔ)器該存儲(chǔ)器存放用戶程序(應(yīng)用軟件)。用戶程序是用戶為解決實(shí)際問(wèn)題并根據(jù)PIC的指令系統(tǒng)而編制的程序，它通過(guò)編程器輸入，經(jīng)CPU存放入用戶存儲(chǔ)器。為便于程序的調(diào)試、修改、擴(kuò)充、完善，該存儲(chǔ)器使用RAM。③變量(數(shù)據(jù))存儲(chǔ)器變量存儲(chǔ)器存放PLC的內(nèi)部邏輯變量，如內(nèi)部繼電器、FO寄存器、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器中邏輯變臉的現(xiàn)行值等，這些現(xiàn)行值在CPU進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí)需隨時(shí)讀出、更新有關(guān)內(nèi)容，所以，變量存儲(chǔ)器也采用RAM?，F(xiàn)今用戶程序存儲(chǔ)器和變量存儲(chǔ)器常采用低功耗的CMOS—RAM及鋰電池供電的掉電保持技術(shù)，以提高運(yùn)行可靠性。通常PLC產(chǎn)品資料中所指的內(nèi)存儲(chǔ)器容量，是指用戶程序存儲(chǔ)器而言，且以字(6位/字)為單位來(lái)表示存儲(chǔ)器的容量。(3) 輸入輸出接口(簡(jiǎn)稱I/O)輸入輸出接口是CPU與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)裝置之問(wèn)的連接部分，是PLC的重要組成部分。與微機(jī)的I/O接口工作于弱電的情況不同，PLC的I/O接口是按強(qiáng)電要求設(shè)計(jì)的，即其輸入接口可以接受強(qiáng)電信號(hào)，其輸出接口可以直接和強(qiáng)電設(shè)備相連接。對(duì)于小型PLC，廠家通常將I/O部分就裝在PLC的本體部分，而對(duì)于中、大型PLC，各廠家通常都將I/O部分做成可供選取、擴(kuò)充的模塊組件，用戶可根據(jù)自己的需要選取不同功能，不同點(diǎn)數(shù)的組件來(lái)組成自己的控制系統(tǒng)。為便于檢查，每個(gè)I/O點(diǎn)都接有指示燈，某點(diǎn)接通時(shí)，相應(yīng)的指示燈發(fā)光指示。用戶可以方便地檢查各點(diǎn)的通斷狀態(tài)。①輸入接口輸入接口的功能是采集現(xiàn)場(chǎng)各種開關(guān)接點(diǎn)的狀態(tài)信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平，送給CPU處理．一般的輸入信號(hào)多為開關(guān)量信號(hào)，各種開關(guān)量輸入接口的基本結(jié)構(gòu)大同小異，常有直流和交流開關(guān)量輸入接口電路兩種。交流開關(guān)量輸入接口電路與直流開關(guān)量輸入接口電路的主要區(qū)別是，前者要由現(xiàn)場(chǎng)提供交流電流，輸入的交流信號(hào)經(jīng)整流后得到直流，再去驅(qū)動(dòng)光電耦合器。在機(jī)械設(shè)備中，除開關(guān)量外，還常遇到一些模擬量如溫度、壓力、位移和速度等。對(duì)這些模擬量進(jìn)行采集時(shí)，必須經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ACD)將模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，才能為PLC的CPU所接受。②輸出接口為適應(yīng)不同的負(fù)載，輸出接口有多種方式。常用的有晶體管輸出方式、晶閘管輸出方式和繼電器輸出方式。晶體管輸出方式用于直流負(fù)載；雙向晶閘管輸出方式用交流負(fù)載，繼電器輸出方式可用于直流負(fù)載，也可用于交流負(fù)載。一些PLC還具有模擬輸出接口，用于需要摸擬信號(hào)驅(qū)動(dòng)的負(fù)載。(4) 編程器編程器是PLC中一種主要的外部設(shè)備，它是開發(fā)、維護(hù)PLC擰制系統(tǒng)的必備設(shè)備。編程器用于用戶程序的編制、編輯、調(diào)試、檢查和監(jiān)視，還可以通過(guò)其鍵盤去調(diào)用與顯示PLC的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。它通過(guò)通信端口與CPU聯(lián)系，完成人機(jī)對(duì)話連接。編程器上有供編程用的各種功能鍵和顯示燈，以及編程、監(jiān)控轉(zhuǎn)換丌關(guān)。編程器的鍵盤采用梯形圖語(yǔ)言鍵符，也可以采用軟件指定的功能鍵符，通過(guò)屏幕對(duì)話方式進(jìn)行編程．編程器有便攜式和CRT智能式兩大類，前者只能聯(lián)機(jī)編程，而后者既可聯(lián)機(jī)編程，又可脫機(jī)編程。便攜式編程器體積小，重量輕，可隨身攜帶，便于在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用。一般的小型PLC主要采用便攜式編程器。編程器是專用的，不同型號(hào)的PLC都有自己專用的編程器，不能通用。PLC正常工作時(shí)，不一定需要編程器。因此，多臺(tái)同型號(hào)的PLC可以只配一個(gè)編程器。(5)其他設(shè)備PLC的外部設(shè)備還有盒式錄音機(jī)、打印機(jī)、EPROM寫入器及高分辨率屏幕彩色圖形監(jiān)控設(shè)備等。 PLC的工作原理與普通微機(jī)類似，PLC也是由硬件和軟件兩大部分組成的。在軟件的控制下，PLC才能正常地工作。軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩部分。PLC的基本工作如下：(1) 輸入現(xiàn)場(chǎng)信息：在系統(tǒng)軟件的控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)；(2) 執(zhí)行程序：順次掃描用戶程序中的各條指令，根據(jù)輸入狀態(tài)和指令內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算；(3) 輸出控制信號(hào)：根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，輸出狀態(tài)寄存器向各輸出點(diǎn)并行發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)所要求的邏輯控制功能。上述過(guò)程執(zhí)行完后，又重新開始，反復(fù)地執(zhí)行。每執(zhí)行一遍所需的時(shí)間稱為掃描周期。PLC的掃描周期通常為幾十毫秒。在實(shí)際應(yīng)用中，大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的工作過(guò)程可以分為一系列不斷重復(fù)的順序操作，PLC的工作方式與此相似。因此，PLC的程序可與機(jī)器的動(dòng)作一一對(duì)應(yīng)，程序編制簡(jiǎn)單、直觀，不容易出錯(cuò)，而且容易修改，從而大大減少了軟件的開發(fā)費(fèi)用，縮短了軟件的開發(fā)周期。為了提高工作的可靠性，及時(shí)接收外來(lái)的控制命令，PLC在每次掃描期間，除完成上述三步操作外，通常還要進(jìn)行故障自診斷，完成與編程器等的通信。每次掃描開始，先執(zhí)行一次自診斷程序，對(duì)各輸入輸出點(diǎn)、存儲(chǔ)器和CPU等進(jìn)行診斷，診斷的方法通常是測(cè)試出各部分的當(dāng)前狀態(tài)，并與正常的標(biāo)準(zhǔn)狀念進(jìn)行比較，若兩者一致，說(shuō)明各部分工作正常，若不一致則認(rèn)為有故障。此時(shí)，PLC立即啟動(dòng)關(guān)機(jī)程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，并關(guān)斷所有輸出點(diǎn)，然后停機(jī)。診斷結(jié)束后，如沒(méi)發(fā)現(xiàn)故障，PLC將繼續(xù)往下掃描，檢查是否有編程器等的通信請(qǐng)求。如果有則進(jìn)行相應(yīng)的處理，比如，接受編程器發(fā)來(lái)的命令，把要顯示的狀態(tài)數(shù)據(jù)、出錯(cuò)信息送給編程器顯示等。處理完通信后，PLC繼續(xù)往下掃描，輸入現(xiàn)場(chǎng)信息，順序執(zhí)行用戶程序，輸出控制信號(hào)，完成一個(gè)掃描周期。然后又從自診斷開始，進(jìn)行第二輪掃描。PLC就這樣不斷反復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器的連續(xù)控制，直到接收到停機(jī)命令，或因停電、出現(xiàn)故障等才停止工作。 本章小結(jié)本章主要講了PLC的定義和發(fā)展，PLC能夠迅速發(fā)展的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，以及講解了PLC的基本結(jié)構(gòu)和PLC的工作原理。5 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)本系統(tǒng)主要由檢測(cè)系統(tǒng)子系統(tǒng)、中央控制器、報(bào)警子系統(tǒng)系統(tǒng)和滅火子系統(tǒng)系統(tǒng)四個(gè)部分組成，檢測(cè)子系統(tǒng)主要傳感器組成。為了提高系統(tǒng)可靠性，減少誤報(bào)和漏報(bào)，本系統(tǒng)采用了感煙和感溫兩種傳感器，能同時(shí)根據(jù)情況發(fā)出火災(zāi)信號(hào)。報(bào)警子系統(tǒng)主要采用喇叭式和燈閃爍式兩種方案，本系統(tǒng)采用喇叭報(bào)警，便于長(zhǎng)距離的火災(zāi)信號(hào)傳遞，以便于人們的疏散和系統(tǒng)自動(dòng)的控制。 建筑狀況教學(xué)樓是學(xué)院學(xué)生集中上課的場(chǎng)所，教學(xué)樓內(nèi)來(lái)往學(xué)生教師較多，在其內(nèi)部還有各種貴重設(shè)備、資料、文獻(xiàn)等，所以一定要做好防火等工作。該樓共八層，三到八層為通用層，一層高5m，標(biāo)準(zhǔn)層為4m，總共33m。 。依據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》，該建筑為二類建筑，耐火等級(jí)為二級(jí)。 防火分區(qū)的劃分教學(xué)樓共八層，其中三到八層為通用層，一二層高5m，標(biāo)準(zhǔn)層為4m，總共34m。 。依據(jù)《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》將其界定為二級(jí)保護(hù)對(duì)象。依據(jù)《高層民用建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范》，該建筑為二類建筑，耐火等級(jí)為二級(jí)。高層建筑內(nèi)應(yīng)采用防火墻等劃分防火分區(qū)，每個(gè)防火分