【文章內容簡介】 ：組態(tài)王軟邏輯通過串行通訊（現(xiàn)在也可用以太網(wǎng)）掛接研華的亞當模塊。隨著電子技術、通訊技術和軟件技術的不斷發(fā)展。這種構架將完全取代PLC 和 DCS 成為主流形式。在全球工業(yè)計算機控制領域，圍繞開放與再開放過程控制系統(tǒng)、開放式過程控制軟件、開放性數(shù)據(jù)通信協(xié)議，已經(jīng)發(fā)生巨大變革，幾乎到處都有PLC，但這種趨勢也許不會繼續(xù)發(fā)展下去。隨著軟PLC(Soft PLC)控制組態(tài)軟件技術的誕生與進一步完善和發(fā)展，安裝有Soft PLC組態(tài)軟件和基于工業(yè)PC控制系統(tǒng)的市場份額正在逐步得到增長，這些事實使傳統(tǒng)PLC供應商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化，他們必須面對現(xiàn)實，在傳統(tǒng)PLC的技術發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。對于控制軟件來講，這是PLC控制器的核心，PLC供應商正在向工業(yè)用戶提供開放式的編程組態(tài)工具軟件，而且對于工業(yè)用戶表現(xiàn)得非常積極。此外，開放式通信網(wǎng)絡技術也得到了突破，其結果是將PLC融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)[3]。第3章 設計總體思想設計控制框圖：PLC上電，火車通過進站閉塞區(qū)，觸發(fā)控裝置變軌器行程開關由一號軌道信號燈的色種點亮方式?jīng)Q定當前行駛火車是否需要變軌（南北方向）火車作通過車站作業(yè)，合理駛入空閑軌道，并觸發(fā)當前軌道控制信號燈的第一個行程開關，紅色信號燈點亮；駛離時，觸發(fā)第二個行程開關，綠色信號燈點亮，非一號軌道，同時出站變軌器響應當前軌道閑置，供后續(xù)進站作業(yè)火車使用（南北方向）火車作車站?？孔鳂I(yè)，合理駛入空閑軌道，并觸發(fā)當前軌道控制信號燈的第一個行程開關，紅色信號燈點亮；直至當前軌道火車完成?？孔鳂I(yè)，駛離時觸發(fā)第二個行程開關，綠色信號燈點亮并觸發(fā)出站變軌器響應綠色：無需變軌紅色：需要變軌當前軌道被占用，紅色信號燈點亮觸發(fā)此軌道變軌器停止響應，后續(xù)進站火車依次選擇從一號至五號的空閑軌道。若所有軌道都被占用，一號軌道南北軌道全忙，藍色信號燈點亮圖31 設計控制框圖 軌道 五 號 四 號 三 號 二 號 一號.南北13579108642A12B11站 臺PLC控制臺圖32 設計背景圖示附注：背景注釋說明，二號至五號為車站的輔助軌道?！?0為各軌道的信號燈，紅色信號燈表示此軌道為作業(yè)狀態(tài)（忙）；綠色信號燈表示此軌道為空閑狀態(tài)（閑）；，火車途經(jīng)此站時，根據(jù)需要自動變軌，讓火車依次選擇由一號至五號空閑的軌道完成作業(yè)任務；，所以軌道都被占用時，藍色信號燈點亮，此時途經(jīng)的火車無法進站，需要等待有軌道空閑時才能進站；，控制相應軌道的信號燈色種的變化，當被觸發(fā)時，信號燈作出相應的響應；，同一時間，南北方向只有一個變軌器作出響應。 設計方案(1) 預想背景為此車站有5條軌道，主行軌道為一號，其余為輔助軌道；當系統(tǒng)上電時，車站軌道為空閑狀態(tài)，各軌道南北綠色信號燈點亮；(2) 以一號軌道為例，火車從南邊駛入（北邊駛入同理，只是兩個觸點的上升沿和下降沿互換），首先觸發(fā)南方選擇變軌器的行程開關，當一號軌道空閑時，軌道變軌器不做響應，火車直接運行在一號軌道進入車站。，上升沿觸發(fā)觸點，一號軌道綠色信號燈熄滅，紅色信號燈點亮，并持續(xù)點亮。直至該火車完成作業(yè)任務離開此車站時，下降沿觸發(fā)使信號燈復位，綠色信號燈持續(xù)點亮，紅色信號燈熄滅。(3) 當一號軌道被其他火車占用時，軌道此時紅色信號燈點亮，同時作為輸入信號觸發(fā)道岔作出響應，火車進站之前變軌至二號軌道，同理當火車進入二號軌道后，二號軌道綠色信號燈熄滅，紅色信號燈電亮，并將持續(xù)點亮。當火車駛離車站時，信號燈復位響應，同時觸發(fā)出站變軌器，變軌至一號軌道，完成作業(yè)任務。(4) 同理，二號軌道被占用（即有火車此時作?？咳蝿眨?，進站道岔變軌至三號軌道，三號軌道被占用，道岔變軌至四號道岔，以此類推?；疖囘M站的原則遵循由一號至五號軌道順序的選擇空閑的軌道完成作業(yè)任務。當所有軌道同時被占用時，主行軌道信號燈藍色信號燈點亮，火車無法途經(jīng)車站，需要停車等候，直至有空閑軌道方可進站完成作業(yè)任務。 設計目標在PLC統(tǒng)一控制下，軌道閑置時，綠色信號燈點亮；軌道繁忙時，紅色信號燈點亮；一號軌道閑置時，進站變軌器不工作，出站變軌器工作；一號軌道繁忙時，進\出站變軌器工作，變軌原則遵循一號至五號軌道依次選擇閑置軌道變軌。車站的信號燈和軌道變軌器作出合理的響應，指揮和引導火車進行正確的進站方式，有效的完成通過、停靠、進站變軌、出站變軌、停車等待軌道全忙等作業(yè)任務。 軟件配置本設計主要基于STEP7 。STEP 7是一種用于對SIMATIC可編程邏輯控制器進行組態(tài)和編程的標準軟件包。它具有更廣泛的功能：（1）可作為SIMATIC工業(yè)軟件的軟件產(chǎn)品中的一個擴展選項包；（2）為功能模塊和通訊處理器分配參數(shù)的時機；（3）強制模式與多值計算模式；（4）全局數(shù)據(jù)通訊；（5）使用通訊功能塊進行的事件驅動數(shù)據(jù)傳送；（6）組態(tài)連接 ；SIMATIC管理器是用于組態(tài)和編程的基本應用程序，主要包括：（1）創(chuàng)建項目結構項目類似一個文件夾，所有的數(shù)據(jù)均可按照一種體系化的結構存儲在其中，并可供隨時使用。在項目創(chuàng)建完畢之后，所有其他的任務均將在該項目中執(zhí)行；（2）組態(tài)站在對站進行組態(tài)時，可指定希望使用的可編程控制器；（3）組態(tài)硬件在對硬件進行配置時，可在組態(tài)表中指定自動化解決方案要使用的模塊以及用戶程序中對模塊進行訪問的地址。也可對使用參數(shù)對模塊的屬性進行設置；（4）組態(tài)網(wǎng)絡和通訊連接通訊的基礎是預先組態(tài)的網(wǎng)絡。為此，需要創(chuàng)建自動化網(wǎng)絡所需要的子網(wǎng)、設置子網(wǎng)屬性、以及設置已聯(lián)網(wǎng)工作站的網(wǎng)絡連接屬性和某些通訊連接；（5）定義符號可在符號表中定義局部符號或具有更多描述性名稱的共享符號，以便代替用戶程序中的絕對地址進行使用；（6）創(chuàng)建程序使用一種可選編程語言創(chuàng)建一個與模塊相鏈接或與模塊無關的程序，并將其存儲為塊、源文件或圖表；（7）對程序進行調試和系統(tǒng)仿真。SIMATIC管理器中的基本操作步驟為：設置項目對程序進行調試配置硬件并為其分配參數(shù)系統(tǒng)仿真組建組態(tài)硬件網(wǎng)絡分配程序塊編寫主程序和程序塊程序圖 33 STEP7 基本操作步驟 硬件配置本設計所采用的是模塊式PLC的結構，以最優(yōu)、最合理的硬件組態(tài)構成滿足設計所需的的硬件配置。設計中，機架選擇5米長，能滿足各模塊的組裝；CPU 312最多能組態(tài)8個模塊，設計只需組態(tài)2個擴展模塊；設計中，輸入\輸出量均為數(shù)字量；輸入點為：14個；輸出點為：19個。所選CPU 312自帶10輸入口，6輸出口，擴展輸入模塊（DI）自帶16輸入口，擴展輸出模塊（DO）自帶16輸出口，完全滿足設計I\O口數(shù)量；電源（PS 307）負載電源為常規(guī)市電，輸出電壓電流提供各模塊征程工作。硬件組態(tài)均在PLC的編程軟件中進行，主要為了方便個模塊的匹配以及兼容。仿真時，方便查錯，同時所給出的參數(shù)清晰，明確，有利于計算I\O接口的計算。以下為本設計中所選擇的硬件配置：圖 24 設計硬件配置表 25 設計硬件詳細表硬件名稱 數(shù)量 相關參數(shù)機架（UR 0） 1條 5m電源（PS 307 10A） 1個 負載電源120\230V；AC:24VDC:10A。CPU（CPU 312） 1個 16 KB 工作內存； ms/1000 條指令；MPI 連接。單排最多可組態(tài) 8個模塊；S7 通訊(可加載的 FB/FC)；固化程序 。數(shù)字輸入模塊（DI） 1個 16輸入口；電源：24 V；分成 16 組，不能和主站總線的子模塊進行組態(tài)。數(shù)字輸出模塊（DO） 1個 16輸出口；電源：24 VDC/ A；具有診斷功能，可在線重新組態(tài)。第4章 軟件編程和系統(tǒng)仿真 梯形程序圖編程 （注：以上程序為主控制程序、一號軌道和二號軌道的控制子程序，三號軌道至五號軌道的控制程序與二號軌道的控制程序完全一樣，其功能也一樣，在此不一一列舉，詳細的程序將在附錄中體現(xiàn)） 梯形圖符號說明編程所用到的梯形圖符號說明（1）常開觸點 | | 存儲在指定地址的位值為1時，(常開觸點)處于閉合狀態(tài)。觸點閉合時，梯形圖軌道能流流過觸點，邏輯運算結果(RLO) =1。否則，如果指定地址的信號狀態(tài)為0，觸點將處于斷開狀態(tài)。觸點斷開時，能流不流過觸點，邏輯運算結果(RLO) =0。串聯(lián)使用時，通過AND邏輯將| | 與RLO位進行鏈接。并聯(lián)使用時，通過OR邏輯將其與RLO位進行鏈接。（2）常閉觸點 | / | 存儲在指定地址的位值為0時，(常閉觸點)處于閉合狀態(tài)。觸點閉合時，梯形圖軌道能流流過觸點，邏輯運算結果(RLO) =1。否則，如果指定地址的信號狀態(tài)為1，將斷開觸點。觸點斷開時，能流不流過觸點，邏輯運算結果(RLO) =0。串聯(lián)使用時，通過AND邏輯將 | / | 與RLO位進行鏈接。并聯(lián)使用時，通過OR邏輯將其與RLO位進行鏈接。（3）復位線圈 ( R )只有在前面指令的RLO為1(能流通過線圈)時，才會執(zhí)行 ( R ) (復位線圈)。如果能流通過線圈(RLO為1)，將把單元的指定地址復位為0。RLO為0(沒有能流通過線圈)將不起作用，單元指定地址的狀態(tài)將保持不變。地址也可以是值復位為0的定時器(T編號)或值復位為0的計數(shù)器(C編號)。只有將復位線圈置于激活的MCR區(qū)內時，才會激活MCR依存。在激活的MCR區(qū)內，如果MCR處于接通狀態(tài)并且復位線圈有能流通過，將把尋址位狀態(tài)復位為0。如果MCR處于斷開狀態(tài)，則無論能流狀態(tài)如何，單元指定地址的當前狀態(tài)均保持不變。（4）置位線圈 ( S ) 只有在前面指令的RLO為1(能流通過線圈)時，才會執(zhí)行 ( S ) (置位線圈)。如果RLO為1，將把單元的指定地址置位為1。RLO = 0將不起作用，單元的指定地址的當前狀態(tài)將保持不變。只有將置位線圈置于激活的MCR區(qū)內時，才會激活MCR依存關系。在激活的MCR區(qū)內，如果MCR處于接通狀態(tài)并且置位線圈有能流通過，將把尋址位的狀態(tài)置位為1。如果MCR處于斷開狀態(tài)，則無論能流狀態(tài)如何，單元指定地址的當前狀態(tài)均保持不變。（5）RLO負跳沿檢測( N ) (RLO負跳沿檢測)檢測地址中1到0的信號變化，并在指令后將其顯示為RLO =1。將RLO中的當前信號狀態(tài)與地址的信號狀態(tài)(邊沿存儲位)進行比較。如果在執(zhí)行指令前地址的信號狀態(tài)為1，RLO為0，則在執(zhí)行指令后RLO將是1(脈沖)，在所有其它情況下將是0。指令執(zhí)行前的RLO狀態(tài)存儲在地址中。（6）RLO正跳沿檢測 ( P ) (RLO正跳沿檢測)檢測地址中0到1的信號變化，并在指令后將其顯示為RLO =1。將RLO中的當前信號狀態(tài)與地址的信號狀態(tài)(邊沿存儲位)進行比較。如果在執(zhí)行指令前地址的信號狀態(tài)為0，RLO為1，則在執(zhí)行指令后RLO將是1(脈沖)，在所有其它情況下將是0。指令執(zhí)行前的RLO狀態(tài)存儲在地址中。（7）輸出線圈 ( )(輸出線圈)的工作方式與繼電器邏輯圖中線圈的工作方式類似。如果有能流通過線圈(RLO = 1)，將置位地址位置的位為1。如果沒有能流通過線圈(RLO = 0)，將置位地址位置的位為0。只能將輸出線圈置于梯級的右端?？梢杂卸鄠€(最多16個)輸出單元。使用 |NOT| (能流取反)單元可以創(chuàng)建取反輸出。只有在將輸出線圈置于激活的MCR區(qū)內時，才會激活MCR依存關系。在激活的MCR區(qū)內，如果MCR處于接通狀態(tài)并且輸出線圈有能流通過，將把尋址位設置為能流的當前狀態(tài)。如果MCR處于斷開狀態(tài)，則無論能流狀態(tài)如何，都會將邏輯0寫入指定地址。（8）S_OFFDT斷開延時S5定時器如果啟動(S)輸入端只有一個下降沿，S_OFFDT(即斷開延時S5定時器)將啟動指定的定 時器。信號變化始終是啟用定時器的必要條件。如果S輸入端的信號狀態(tài)為1，或定時器正在運行，則輸出端Q的信號狀態(tài)為 圖 1。如果在定時器運行期間信號輸入端 S的信號狀態(tài)從0變?yōu)?時，定時器將復位。輸入端S的信號狀態(tài)再次從1變?yōu)?后，定時器才能重新啟動[12]。圖 41 斷開延遲定時器實例 I\O地址分配 表 42 系統(tǒng)的I\O地址分配軌道12345綠燈紅燈軌道變軌器南方