【文章內(nèi)容簡介】 外，PLC 與其他外接設(shè)備和信號的聯(lián)系都需要相應(yīng)的接口單元。主要包括 I\O 擴(kuò)展接口、通信借口、編程器借口、存儲器接口、其他外部設(shè)備借口。6 外部設(shè)備PLC 的外部設(shè)備主要包括編程設(shè)備、監(jiān)控設(shè)備、存儲設(shè)備、輸入輸出設(shè)備，這里主要介紹編程設(shè)備。編程器用來編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視用戶程序，并且能調(diào)用和顯示 PLC 的一些內(nèi)部狀態(tài)和系統(tǒng)參數(shù)。編程器分簡易型和智能型兩種。簡易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，它通過編程器接口與 PLC 連接。智能型編程器即可聯(lián)機(jī)編程又可脫機(jī)編程，還以遠(yuǎn)離 PLC 插到現(xiàn)場控制站的相應(yīng)接口進(jìn)行編程。采用個人計算機(jī)作為 PLC 系統(tǒng)的開發(fā)工具是目前的發(fā)展趨勢，各廠家均提供可安裝在個人計算機(jī)上的專用編程軟件，用戶可直接在計算機(jī)上聯(lián)機(jī)或脫機(jī)編程，開發(fā)功能強(qiáng)大，具備監(jiān)控能力、通信能力，還可對用戶程序進(jìn)行仿真 [5]。 PLC 的特點 1 具有可靠性高，適用于工業(yè)環(huán)境 　　可編程控制器在硬件設(shè)計方面，采用了一些提高可靠性的措施。一方面采用更先可靠的原件、加工工藝進(jìn)行制造，加強(qiáng)了抗干擾能力；另一方面存儲器內(nèi)容可以自行警報、診斷、便于維修等；與此同時，系統(tǒng)的維修簡單，維修時間短，可靠性得到提高。 2 控制程序可變，具有很好的柔性在生產(chǎn)工藝流程改變或生產(chǎn)設(shè)備更新的情況下，不必改變 PLC 的硬設(shè)備，只需改變程序就可滿足。因此，除單機(jī)控制外，PLC 在柔性制造單元（FMC） 、柔性制造系統(tǒng)（FMS）,以致工廠自動化（FA）中也被大量采用。且編程方法簡便易學(xué)，使用方便。 　　3 功能完善現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)字和模擬量輸入輸出、邏輯和算術(shù)運算、定時、計數(shù)、順序控制、PID 調(diào)節(jié)、各種智能模塊、遠(yuǎn)程 I\O 模塊、通信、人機(jī)對話、自診斷、組態(tài)、記錄和圖形顯示等功能。處理適用于離散型開關(guān)量控制系統(tǒng)外，現(xiàn)在也能適用于流程控制系統(tǒng)，從而使設(shè)備的控制水平大大提高。4 安裝簡單，維修方便 　　PLC 不需要專門的機(jī)房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC 相連，即可投入運行。由于 PLC 有完善的自診斷功能，輸入\輸出均有明顯的指示，在線監(jiān)控軟件的功能很強(qiáng)。因此，很容易進(jìn)行維修，能很快查找出故障的原因。5 體積小，重量輕，省電 與傳統(tǒng)的控制系統(tǒng)相比，PLC 的體積很小，而且 PLC 用軟件取代了繼電器控制系統(tǒng)中大量的中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件，使控制柜的體積縮小。由于 PLC 體積小，很容易裝在機(jī)械設(shè)備內(nèi)部，是實現(xiàn)機(jī)電一體化的理想控制設(shè)備。由于減少了中間繼電器、時間繼電器、計數(shù)器等器件線圈用電，PLC消耗的電能只是傳統(tǒng)控制系統(tǒng)的 1\3~1\2。 6 PLC 的性價比高 隨著集成電路芯片功能的提高，價格的降低，PLC 硬件的價格也一直不斷的在下降。雖然 PLC 的軟件價格在系統(tǒng)中所占的比重在不斷提升，但由于縮短了整個工程項目的設(shè)計和編程時間，減少了投運費用以及縮短了整個投運周期，因此，使用 PLC 的總造價是低廉的，而且還呈不斷下降的趨勢。PLC 網(wǎng)絡(luò)具有較高的性能價格比，使得 PLC 在工廠中備受歡迎，用量高居首位，成為現(xiàn)代工業(yè)自動化三大支柱之首 [6]。 PLC 的基本功能1 邏輯控制功能邏輯控制功能就是位處理功能，是 PLC 的最基本功能之一。PLC 設(shè)置有“與” （AND） 、 “或” （OR） 、 “非” （NOT）等邏輯指令，利用這些指令，根據(jù)外部現(xiàn)場（開關(guān)、按扭或其他傳感器）的狀態(tài)，按照指定的邏輯進(jìn)行運算處理后，將結(jié)果輸出到現(xiàn)場的被控對象（電磁閥、電機(jī)等） 。2 定時控制功能定時控制功能是 PLC 的最基本的功能之一。PLC 中有許多可供用戶使用的定時器，其功能類似于繼電器線路中的時間繼電器。3 計數(shù)控制功能計數(shù)控制功能是 PLC 的最基本功能之一。PLC 為用戶提供了許多計數(shù)器，計數(shù)器計數(shù)到某一數(shù)值時，產(chǎn)生一個狀態(tài)信號（計數(shù)值到） ，利用該狀態(tài)信號實現(xiàn)對某個操作的計數(shù)控制。4 數(shù)據(jù)處理功能PLC 大部分都具有數(shù)據(jù)處理功能，可以實現(xiàn)算術(shù)運算、數(shù)據(jù)比較、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)移位、數(shù)制轉(zhuǎn)換、譯碼編碼等操作。5 回路控制功能有些 PLC 具有模數(shù)轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，可以方便地完成對模擬量的控制和調(diào)節(jié)。6 監(jiān)控功能PLC 設(shè)置了較強(qiáng)的監(jiān)控功能，利用編程器可對 PLC 運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視。利用編程器，可以調(diào)整定時器、計數(shù)器的設(shè)定值和當(dāng)前值，并可以根據(jù)需要改變PLC 內(nèi)部邏輯信號的狀態(tài)及數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)內(nèi)容，為調(diào)試和維護(hù)提供了極大的方便。7 停電記憶功能PLC 內(nèi)部的部分 RAM 設(shè)置了停電保持器件，以保持 PLC 斷電后的數(shù)據(jù)內(nèi)容不變；電源恢復(fù)后，PLC 繼續(xù)工作。8 故障診斷功能PLC 可以對系統(tǒng)硬件、指令等進(jìn)行自診斷，發(fā)現(xiàn)異常情況，發(fā)出報警并顯示錯誤類型，必要時則自動中止運行 [7]。 變頻器簡介變頻器（Variablefrequency Drive，VFD）是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器主要由整流（交流變直流） 、濾波、逆變（直流變交流） 、制動單元、驅(qū)動單元、檢測單元微處理單元等組成。通過改變電源的頻率來達(dá)到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機(jī)的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能、調(diào)速的目的，另外，變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等等。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應(yīng)用。 S7200 編程軟件概述 STEP 7 Micro/WIN32(西門子 S7200 編程軟件)STEP 7 Micro/WIN32 編程軟件是基于 Windows 的應(yīng)用軟件，支持 32 位Windos95/98/ 使用環(huán)境，其基本功能是創(chuàng)建、編輯調(diào)試用戶程序、系統(tǒng)組態(tài)等。1 硬件要求要求個人計算機(jī)（PC）配置：CPU 為 80586 或更高的處理器，16MB 的內(nèi)存；VGA 顯示器；硬盤空間至少 50MB；Microsoft Windos 所支持的鼠標(biāo)。使用PC/PPI 電纜可將計算機(jī)與 PLC 連接。2 軟件要求STEP 7 Micro/WIN32 可以安裝在下列操作系統(tǒng)平臺上；Microsoft Windows 1995Microsoft Windows 1998Microsoft Windows 2022Microsoft Windows XP STEP 7 Micro/WIN32 梯形圖簡介在西門子 S7200 的圖形編程語言中，常見的有梯形圖、程序流程圖、順序功能圖，其中又以梯形圖最長用。梯形圖是 PLC 使用的最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 第一編程語言。梯形圖與電氣控制系統(tǒng)的電路圖相似，具有直觀易懂的優(yōu)點，很容易被工廠電氣人員掌控，特別適用于開關(guān)量邏輯控制。梯形圖中左、右垂直線稱為左、右母線。STEP7Micro\Win32 梯形圖編輯器在繪圖時，通常將右母線省略。在左右母線之間是由觸電、線圈或功能框組合的有序排列。梯形圖的輸入總是在圖形的左邊，輸出總是在圖形的右邊，因而觸點與左母線相連，線圈或功能框終止右母線，從而構(gòu)成一個梯級。在一個梯級中，左右母線之間是一個完整的“電路” ，不允許“短路” 、 “開路” ，也不允許“能流”反向流動 [8]。以下是梯形圖的程序界面:圖 PLC 梯形圖 PID 在模擬量閉環(huán)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 PID 控制的特點及常用方法一 PID 控制在工業(yè)生產(chǎn)中使用廣泛，用閉環(huán)控制方式來控制溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量， PID 控制具有以下的優(yōu)點：1 不用求出控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。2 PID 控制器的結(jié)構(gòu)典型，程序設(shè)計簡單，易于實現(xiàn)，參數(shù)調(diào)整方便。3 有較強(qiáng)的靈活性和適應(yīng)性。二 用可編程控制器對模擬量進(jìn)行 PID 控制時，可采用以下幾種方法：1 使用 PID 過程控制模塊PID 模塊控制程序存放在擴(kuò)展模塊中，用戶在使用時只需設(shè)置一些參數(shù)，使用起來非常方便，一個模塊可以控制多個閉環(huán)回路。2 自編程序?qū)崿F(xiàn) PID 閉環(huán)控制有的可編程序控制器沒有 PID 過程控制模塊及功能指令，如果要改進(jìn)的PID 控制算法，都需要用戶自己編制 PID 控制程序。三 用可編程控制器對模擬量進(jìn)行 PID 控制時，可采用以下幾種方法：1 使用 PID 過程控制模塊這種模塊的 PID 控制程序是可編程序控制器生產(chǎn)廠家設(shè)計的，并存放在模塊中，用戶在使用時只需設(shè)置一些參數(shù)，使用起來非常方便，一塊模塊可以控制幾路甚至幾十路閉環(huán)回路。但是這種模塊的價格昂貴，一般在大型控制系統(tǒng)中使用。2 用自編的程序?qū)崿F(xiàn) PID 閉環(huán)控制有的可編程序控制器沒有 PID 過程控制模塊和 PID 控制用的功能指令，有時雖然可以使用 PID 控制指令，但