【文章內(nèi)容簡介】 其標志性語 言是極易為 IT 電器人員掌握的梯形圖語言，使得部熟悉計算機的人也能方便地使用。這樣，工作 人員不必在變成上發(fā)費大量地精力，只需集中精力區(qū)考慮如何操作并發(fā)揮改裝置地功能即可，輸入、輸出電平與市電接口，市控制系統(tǒng)可方便地在需要地地方運行。所以，可編程控制器廣泛地應用于各工業(yè)領域。 1969 年，第一臺可編程控制器 PDP— 14 由美國數(shù)字設備公司（ DEC） 制作成功，并在 GM 公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。 PLC 問世時間不長，但是隨著微處理器的發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī) 模集成電路不斷出現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷進步， PLC 迅速發(fā)展。 PLC 進入九十年代后，工業(yè)控制領域幾乎全被 PLC 占領。國外專家預言， PLC 技術(shù)將在工業(yè)自動化的三大支柱（ PLC、機器人和CAC/CAM）種躍居首位。 畢業(yè)設計說明書（論文） 5 我國在八十年代初才開始使用 PLC，目前從國外應進的 PLC 使用較為普遍的由日本OMRON 公司 C 系列、三菱公司 F 系列、滅國 GE 公司 GE 系列和德國西門子公司 S 系列等。 PLC 的工作原理 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同，、中央處理單元 (CPU)，如下圖所 示。 圖 PLC的基本結(jié)構(gòu) 。 PLC 的工作過程 PLC 的工作過程基本上是用戶的梯形圖程序的執(zhí)行過程，是在系統(tǒng)軟件的控制下順次掃描各輸入點的狀態(tài)，按用戶程序解算控制邏輯， .然后順序向各個輸出點發(fā)出相應的控制信號。除此之外，為提高工作的可靠性和及時的接收外來的控制命令，每個掃描周期還要進行故障自診斷和處理與編程器、計算機的通信。因此， PLC 工作過程分為以下五步 : ：基于組態(tài)王的水塔水位控制系統(tǒng)的仿真設計 6 自診斷功能可使 PLC 系統(tǒng)防患于未然，而在發(fā)生故障時能盡快的修復，為此 PLC 每次掃描用戶程序以前都對 CPU、存儲器、輸入輸出 模塊等進行故障診斷，若自診斷正常便繼續(xù)進行掃描，而一旦發(fā)現(xiàn)故障或異常現(xiàn)象則轉(zhuǎn)入處理程序，保留現(xiàn)行工作狀態(tài)，關閉全部輸出，然后停機并顯示出錯的信息。 自診斷正常后 PLC 即掃描編程器、上位機等通信接口，如有通信請求便響應處理。在與編程器通信過程中，編程器把指令和修改參數(shù)發(fā)送給主機，主機把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、錯誤碼進行相應指示，編程器還可以向主機發(fā)送運行、停止、清內(nèi)存等監(jiān)控命令。在與上位機通信過程中 PLC將接收上位機發(fā)出的指令進行相應的操作，把現(xiàn)場工作狀態(tài)、PLC 的內(nèi)部工作狀態(tài)、各種數(shù)值參數(shù)發(fā)送給 上位機以及執(zhí)行啟動、停機、修改參數(shù)等命令。 完成前兩步工作后 PLC 便掃描各個輸入點，讀入各點的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，如開關的通斷狀態(tài)、形成現(xiàn)場的內(nèi)存映象。這一過程也稱為輸入采樣或輸出刷新，在一個掃描周期內(nèi)內(nèi)存映象的內(nèi)容不變，即使外部實際開關狀態(tài)己經(jīng)發(fā)生了變化也只能在下一個掃描過程中的輸入采樣時刷新，解算用戶邏輯所用的輸入值是該輸入值的內(nèi)存映象值而不是當時現(xiàn)場的實際值。 即執(zhí)行用戶程序。一般是從用戶出現(xiàn)存儲器的最低地址存放的第一條程序開始，在無跳轉(zhuǎn)的情況下按存儲器地址的遞增方向順序的 掃描用戶程序，按用戶程序進行邏輯判斷和算術(shù)運算，因此稱之為解算用戶邏輯。解算過程中所用的計數(shù)器、定時器，內(nèi)部繼電器等編程元件為相應存儲單元的即時值，而輸入繼電器，輸出繼電器則用的是內(nèi)存映象值。在一個掃周期內(nèi)，某個輸入信號的狀態(tài)不管外部實際情況是否己經(jīng)變化，對整個用戶程序是一致的，不會造成結(jié)果混亂。 將本次的掃描過程中解算最新結(jié)果送到輸出模塊取代前一次掃描解算的結(jié)果，也稱為輸出刷新。解算用戶邏輯到用戶程序為止，每一步所得到的輸出信號被存入輸出信號寄存表并未發(fā)送到輸出模塊，相當于輸出信號被輸出門阻 隔，待全部解算完成后打開輸出門一并輸出，所用輸出信號由輸出狀態(tài)表送到輸出模塊，其相應開關動作。驅(qū)動用戶輸出設備即 PLC 的實際輸出。 在依次完成上述五個步驟操作后 PLC 又開始進行下一次掃描。如此不斷的反復循環(huán)掃描，實現(xiàn)對全過程及設備的連續(xù)控制，直至接收到停止命令、停電、或出現(xiàn)故障。 畢業(yè)設計說明書（論文） 7 PLC 的編程語言 —— 梯形圖 梯形圖簡介 梯形圖在形式上類似于繼電器控制電路圖，它簡單，直觀，易讀，好懂，是 PLC 中普遍采用的一種編程方式。梯形圖中沿用了繼電器線路的一些圖形符號，這些圖形符號被稱為編程元件，每一個編程元件對應有一個 編號。不同廠家的 PLC，其編程元件的多少及編號方法不盡相同，但是基本的元件及功能很相近。 梯形圖特點 、從左到右的順序排列。每一個繼電器為一個邏輯行，稱為梯形。每一個邏輯行起始于左母線，然后是觸點的各種聯(lián)接，最后是線圈，整個圖形呈梯形。 ，它實質(zhì)上是變量存儲器中的位觸發(fā)器，因此稱為軟繼電器，相應的某位觸發(fā)器為真態(tài)，表示該繼電器通電，其常開觸點閉合，常閉觸點打開。 梯形圖中的繼電器的線圈的定義是廣義的，除了輸出繼電器、內(nèi)部繼電器以外，還包 括定時器、計數(shù)器等。 ，一般情況下某個編號的繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而繼電器的觸點是可以被無限制的引用，既可是常開觸點也可以是常閉觸點。 PLC 形象化的編程方式，其左右兩側(cè)的母線不接任何電源，因而圖中各個支路也沒有真實的電流通過，但是為了方便，常用有電流來形象的描述解算中滿足輸出線圈的動作條件。所以僅僅是概念上的電流，而且認為它只能從左向右流動，層次的改變只能是先上后下。歐姆龍可編程序控制器 PLC 的優(yōu)點： (1)能適應工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，不要求空調(diào)，能抗電磁干擾與電壓沖擊。 （ 2）簡 單，易于使用，不必要求微機軟硬件方面的知識，編程不需要高級語言。 （ 3）可靠性高，平均故障間隔時間 (MTBF)超過 20200 小時。 （ 4）編程或修改程序容易，程序可以保存和固化。 （ 5）體積小，價格低。 （ 6）可直接將數(shù)據(jù)送入處理器中，可直接連接到現(xiàn)場。 ，系統(tǒng)容易配置，與負載最遠距離可達 10000 英尺，內(nèi)存可以擴展。 ，可與多種支持設備連接。 ：基于組態(tài)王的水塔水位控制系統(tǒng)的仿真設計 8 ，有標準外圍接口模塊。 ，仍可改在另一種現(xiàn)場上使用等一系列優(yōu)點。 SYSMACC 系 列 P 型機的概述 本原理圖是采用 CP20 實現(xiàn)的，基于原理圖所用 I/O 接口點數(shù)較少，無需擴展單元，快速響應輸入點與外部中斷輸入點公用，實現(xiàn)單循環(huán)控制，不需要有可選擇輸入時間常數(shù)的過濾器，配置簡單，經(jīng)濟適用，可使用個人計算機進行輔助設計。 C20P 的通道分配：是指對 PLC 內(nèi)的每個通道及每個繼電器都分配給一個地址號，以便 CPU 能夠識別。在 OMRON 公司 C 系列的 PLC 中，每個通道由 16 位組成，或者說在一個通道中包含 16 個“繼電器”。 輸入 /輸出繼電器通道 (I/O)的分配 P 型機的輸入 /輸出繼電器通道（ CH）分配是固定 的， 00~04CH 是輸入繼電器通道，05~09CH 是輸出繼電器通道，不同型號的 PLC 機的基本單位和擴展單位所能使用的通道號是不同的。 每個輸入 /輸出繼電器的編號為四位十進制數(shù)，前兩位表示通道號，后兩位表示位號，即該通道中的某一位。對 C20P 基本單元，輸入繼電器（輸入點）為 12 個，占用的輸入點是 00CH 的 0000~0011；輸出繼電器（輸出點）共 8 個，占用的輸出點是 10CH 的1000~1007。 內(nèi)部輔助繼電器（ IR）通道的分配 在 P 型機中共有 136 個內(nèi)部輔助繼電器，其通道號為 10~18CH，占用的地址為1000~1807，注意，內(nèi)部輔助繼電器不能接負載。 定時器和計數(shù)器通道（ TIM/CNT） 在 P 型機中的定時器（ TIM） ,高速定時器（ TIMH），計數(shù)器（ CNT），可逆計數(shù)器（ CNTR） ,共計 48 個，編號為 00~47，它們即可用于定時器，用可用于計數(shù)器，但如果已經(jīng)用作定時器（如 TIM01），則這個編號就不能再用作計數(shù)器（如 CNT01）。如果程序