【文章內(nèi)容簡介】 分為系統(tǒng)管理程序，他控制PLC的運(yùn)行，使整個PLC按部就班地工作。第二部分為用戶指令解釋程序，通過用戶指令程序，將PLC的變成語言變?yōu)闄C(jī)器語言指令，再有CPU執(zhí)行這些指令。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序。用戶程序即應(yīng)用程序，是可編程序控制器的使用者針對具體控制對象編制的應(yīng)用程序。根據(jù)不同控制要求編寫不同的程序，相當(dāng)于改變可編程序控制器的用途，也就相當(dāng)于繼電接觸器控制設(shè)備的硬件接線線路進(jìn)行重設(shè)計和重接線，這就是所謂的“可編程序”。程序既可由編程器方便的送入PLC內(nèi)部儲存器，也能通過他方便地讀出、檢查與修改。 利用可編程序控制器控制 可編程邏輯控制器(PLC)是20世紀(jì)60年代末期在硬接線邏輯控制技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的一種新型工業(yè)控制裝置。其具有功能強(qiáng)、可靠性高、配置靈活、編程簡單及體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝維修方便等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于自動化控制的各個領(lǐng)域。PLC是一種數(shù)字式運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于工業(yè)控制形成一個整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計。PLC的主要特點是可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單、使用方便、設(shè)計、安裝容易，維護(hù)工作量少、功能完善、功用性強(qiáng)、體積小、能耗低和性價比高。PLC的工作原理是循環(huán)掃描的工作原理，也就是從自診斷→與編程器通信→讀入現(xiàn)場信號→解用戶程序→輸出結(jié)果→自診斷的周而復(fù)始地重復(fù)。PLC采用的是典型的計算機(jī)結(jié)構(gòu)，它主要包括：⑴中央處理單元CPU；⑵存儲器；⑶輸入/輸出存儲器；⑷輸入、輸出接口；⑸電源；⑹總線系統(tǒng)。中央處理單元（CPU）的主要任務(wù)：⑴從存儲器中讀取指令；⑵執(zhí)行指令；⑶取下一條指令；⑷處理中斷；⑸自診斷。 輸入/輸出接口（I/O）的主要任務(wù)：⑴獲取現(xiàn)場信號；⑵對信號進(jìn)行處理；⑶轉(zhuǎn)換電信號；⑷隔離CPU電信號。存儲器主要類型有：⑴系統(tǒng)存儲器ROM；⑵用戶存儲器RAM、EPROM、EEPROM。 利用單片機(jī)控制 單片機(jī)誕生于20世紀(jì)70年代末，單片機(jī)是把構(gòu)成一臺微型計算機(jī)所必須的功能部件集成到一個芯片內(nèi)，它由CPU、片內(nèi)儲存器、寄存器、I/O接口、定時/計數(shù)器、串行口和一套完善的中斷管理和處理系統(tǒng)。目前大部分還會具有外存。同時集成諸如通訊接口、定時器，實時時鐘等外圍設(shè)備。而現(xiàn)在最強(qiáng)大的單片機(jī)系統(tǒng)甚至可以將聲音、圖像、網(wǎng)絡(luò)、復(fù)雜的輸入輸出系統(tǒng)集成在一塊芯片上。單片機(jī)也被稱為微控制器（Microcontroller），是因為它最早被用在工業(yè)控制領(lǐng)域。單片機(jī)由芯片內(nèi)僅有CPU的專用處理器發(fā)展而來。最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中，使計算機(jī)系統(tǒng)更小，更容易集成進(jìn)復(fù)雜的而對體積要求嚴(yán)格的控制設(shè)備當(dāng)中。單片機(jī)不是完成某一個邏輯功能的芯片,而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。不同的是它的部件性能都相對我們的家用電腦弱很多，不過價錢也是低的，作為控制部分的核心部件。單片機(jī)是靠程序的，并且可以修改。通過不同的程序?qū)崿F(xiàn)不同的功能，尤其是特殊的獨特的一些功能，這是別的器件需要費(fèi)很大力氣才能做到的，有些則是花大力氣也很難做到的。由于單片機(jī)對成本是敏感的，所以目前占統(tǒng)治地位的軟件還是最低級匯編語言。 單片機(jī)廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域，單片機(jī)具有體積小、功耗低、控制功能強(qiáng)、擴(kuò)展靈活、微型化和使用方便等優(yōu)點，結(jié)合不同類型的傳感器，可實現(xiàn)諸如電壓、功率、頻率、濕度、溫度、流量、速度、厚度、角度、長度、硬度、元素、壓力等物理量的測量。 將傳感器的檢測輸入到單片機(jī)，在運(yùn)用內(nèi)部計算，程序控制輸出使電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，讓畫面移動。在本設(shè)計中利用單片機(jī)控制構(gòu)成框圖如31所示： 圖31 單片機(jī)控制框圖 綜合比較論證選擇控制系統(tǒng)綜上兩種所述，本設(shè)計的控制系統(tǒng)需要在露天環(huán)境下工作，要求抗干擾強(qiáng)，編程簡單，成本低廉，安裝容易，工作穩(wěn)定和維護(hù)工作量少等要求，利用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)比較符合本設(shè)計的要求。而單片機(jī)的I/O控制不容易，難以實現(xiàn)，內(nèi)部程序指令也比較復(fù)雜不太符合本設(shè)計的要求；因此，本設(shè)計選用PLC控制系統(tǒng)對廣告機(jī)進(jìn)行電氣部分控制。 4 可變畫面廣告機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計 可編程序控制器和傳感器選擇 可編程序控制器選擇可編程序控制器是以中央處理器為核心的數(shù)字式電子、電氣自動控制裝置，其實質(zhì)是一種工業(yè)控制專用計算機(jī)。目前可編程序控制器的品種很多，各種不同型號的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)也各不相同。但其基本組成原理卻基本相同。 PLC實質(zhì)上是一種工業(yè)控制計算機(jī)，PLC與計算機(jī)的組成十分相似。只不過它比一般的計算機(jī)具有更強(qiáng)的與工業(yè)過程相連接的接口，以及更直接的適應(yīng)于控制要求的編程語言。從硬件結(jié)構(gòu)看，它也有中央處理器(CPU)、存儲器、輸入／輸出(I／O)接口、電源等組成，可編程序控制器的基本組成如圖41所示：圖41 PLC控制系統(tǒng)示意圖: 如按鈕開關(guān)、限位開關(guān)等，直接與PLC輸入端子相連接，用以產(chǎn)生輸入控制信號，這些信號一般來自操作臺上的人工指令。PLC以重復(fù)掃描方式執(zhí)行用戶處理程序，在執(zhí)行程序前首先按地址編碼順序?qū)⑺休斎攵俗拥耐〝酄顟B(tài)(輸入信號)讀入輸入映象寄存器中，即使輸入信號發(fā)生變化，輸入映象寄存器的內(nèi)容也不變，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才重新讀取輸入狀態(tài)。 :在程序執(zhí)行階段，PLC順序掃描用戶程序，每執(zhí)行一條程序所需要的信息都從輸入映象寄存器和其他內(nèi)部寄存器中讀出并參與計算，然后將執(zhí)行結(jié)果寫入有關(guān)輸出映象寄存器中。 :當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象寄存器中的狀態(tài)全部傳送到輸出鎖存寄存器中，構(gòu)成PLC的實際輸出并由輸出端子送出。SIMATIC S7200系列可編程序控制器是德國西門子（Siemens)公司生產(chǎn)的具有高性能價格比的微型可編程序控制器。由于它具有機(jī)構(gòu)小巧，運(yùn)行速度高，價格低廉及多功能多用途等特點。SIMATIC系列PLC有S7400、S7300和S7200三種子系列，分別為S7系列的大、中、?。ㄎⅲ┬蚉LC系統(tǒng)。綜上所述：由于控制系統(tǒng)在露天工作，工作空間狹小，工作需要穩(wěn)定，節(jié)能等因素的考慮，所以選擇S7200系列PLC作為控制器，S7200屬于微小型PLC，符合本設(shè)計的要求。 傳感器選擇本設(shè)計采用位置檢測的霍爾傳感器，價格在50120之間不算太昂貴，霍爾開關(guān)具有無觸點、低功耗、長使用壽命、相應(yīng)頻率高等特點，如圖42所示，當(dāng)半導(dǎo)體薄片置于磁場強(qiáng)度為B的磁場中，磁場方向垂直于薄片。當(dāng)有電流I流過薄片時，在垂直于電流和磁場的方向上將產(chǎn)生電動勢EH，這種現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)，該電動勢為霍爾電勢，上述半導(dǎo)體稱為霍爾原件?；魻杺鞲衅鞯墓ぷ髟砭褪菓?yīng)用了半導(dǎo)體材料的霍爾效應(yīng)。圖42 霍爾