【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 硬邏輯并行運(yùn)行的方式。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)：采用等待命令的工作方式，如鍵盤掃描方式或I/O掃描方式?？删幊炭刂破骺刂葡到y(tǒng)：循環(huán)掃描工作方式，即系統(tǒng)工作任務(wù)管理及應(yīng)用程序執(zhí)行都是按循環(huán)掃描方式完成的?？删幊炭刂破鞴ぷ髟砜删幊炭刂破髟陂_機(jī)后，完成內(nèi)部處理、通信處理、輸入刷新、程序執(zhí)行、輸出刷新五個(gè)工作階段，稱為一個(gè)掃描周期。完成一次掃描后，又重新執(zhí)行上述過(guò)程，可編程控制器這種周而復(fù)始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。（信號(hào)傳遞過(guò)程(從輸入到輸出)最終輸出刷新：將輸出映像寄存器的狀態(tài)寫入輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路傳遞輸出端子，從而控制外接器件動(dòng)作。（掃描周期和I/O滯后時(shí)間可編程控制器在運(yùn)行工作狀態(tài)時(shí)，執(zhí)行一次掃描操作所需要的時(shí)間稱為掃描周期。其典型值為1100ms。I/O滯后時(shí)間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指可編程控制器外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻之間的間隔。I/O滯后現(xiàn)象的原因：（1）輸入濾波器有時(shí)間常數(shù)（2）輸出繼電器有機(jī)械滯后（3）PC循環(huán)操作時(shí)，進(jìn)行公共處理、I/O刷新和執(zhí)行用戶程序等產(chǎn)生掃描周期（4）程序語(yǔ)句的安排，也影響響應(yīng)時(shí)間可編程控制器的技術(shù)性能指標(biāo) S7200系列PLC概述一、S7200CPU 西門子S7系列可編程控制器分為S7400、S7300、S7200三個(gè)系列，分別為S7系列的大、中、小型可編程控制器系統(tǒng)。S7200系列可編程控制器有CPU21X系列，CPU22X系列，其中CPU22X型可編程控制器提供了4個(gè)不同的基本型號(hào)，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號(hào)。小型PLC中，CPU221價(jià)格低廉能滿足多種集成功能的需要。CPU 222是S7200家族中低成本的單元，通過(guò)可連接的擴(kuò)展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點(diǎn)及更大的存儲(chǔ)器。CPU 226和226XM是功能最強(qiáng)的單元，可完全滿足一些中小型復(fù)雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號(hào)的PLC具有下列特點(diǎn)：（1） 集成的24V電源 可直接連接到傳感器和變送器執(zhí)行器，CPU 221和CPU222具有180mA 輸出。CPU224輸出280mA，CPU 22CPU 226XM輸出400mA 可用作負(fù)載電源。 （2） （2）高速脈沖輸出 具有2 路高速脈沖輸出端，輸出脈沖頻率可達(dá)20KHz，用于控制步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，實(shí)現(xiàn)定位任務(wù)。 （3） 通信口 CPU 22CPU222和CPU224具有1個(gè)RS485通信口。CPU 22CPU 226XM具有2個(gè)RS485通信口。支持PPI、MPI通信協(xié)議，有自由口通信能力。 （4） 模擬電位器 CPU221/222有1個(gè)模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個(gè)模擬電位器。模擬電位器用來(lái)改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過(guò)程量的控制參數(shù)。 （5） 中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 （6） EEPROM 存儲(chǔ)器模塊（選件） 可作為修改與拷貝程序的快速工具，無(wú)需編程器并可進(jìn)行輔助軟件歸檔工作。 （7） 電池模塊 用戶數(shù)據(jù)（如標(biāo)志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器）可通過(guò)內(nèi)部的超級(jí)電容存儲(chǔ)大約5 天。選用電池模塊能延長(zhǎng)存儲(chǔ)時(shí)間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲(chǔ)器模塊的卡槽中。 （8） 不同的設(shè)備類型 CPU 221~226 各有2種類型CPU，具有不同的電源電壓和控制電壓。 （9） 數(shù)字量輸入/輸出點(diǎn) CPU 221具有6個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 222具有8個(gè)輸入點(diǎn)和6個(gè)輸出點(diǎn)；CPU 224 具有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)；CPU226/226XM 具有24個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。CPU22X主機(jī)的輸入點(diǎn)為24V直流雙向光電耦合輸入電路，輸出有繼電器和直流（MOS型）兩種類型。（10） 高速計(jì)數(shù)器 CPU 221/222有4個(gè)30KHz高速計(jì)數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個(gè)30KHz的高速計(jì)數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號(hào)。 S7200系列CPU226型PLC的結(jié)構(gòu) CPU226型，其輸入、輸出、CPU、電源模塊均裝設(shè)在一個(gè)基本單元的機(jī)殼內(nèi)，是典型的整體式結(jié)構(gòu)。當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)展時(shí)，選用需要的 擴(kuò)展模塊與基本單元連接。底部端子蓋下是輸入量的接線端子和為傳感器提供的24V直流電源端子?；締卧吧w下有工作模式選擇開關(guān)、電位器和擴(kuò)展I/O連接器，通過(guò)扁平電纜可以連接擴(kuò)展I/O模塊。西門子整體式PLC配有許多擴(kuò)展模塊，如數(shù)字量的I/O擴(kuò)展模塊、模擬量的I/O擴(kuò)展模塊、熱電偶模塊、通信模塊等，用戶可以根據(jù)需要選用，讓PLC的功能更強(qiáng)大。2. CPU226型PLC端子介紹 （1） 基本輸入端子 CPU224的主機(jī)共有24個(gè)輸入點(diǎn)（～、～、～）和16個(gè)輸出點(diǎn)（～，～），在編寫端子代碼時(shí)采用八進(jìn)制。CPU226輸入電路采用了雙向光電耦合器，24V直流極性可任意選擇，系統(tǒng)設(shè)置1M為輸入端子（～）的公共端，2M為（～）輸入端子的公共端。 （2） 基本輸出端子 ～，～，～,在公共端上需要用戶連接適當(dāng)?shù)碾娫?，為PLC的負(fù)載服務(wù)。 （3） 高速反應(yīng)性 CPU226 PLC有6個(gè)高速計(jì)數(shù)脈沖輸入端（～），最快的響應(yīng)速度為30KHz用于捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號(hào). CPU226 PLC 有2個(gè)高速脈沖輸出端（，），輸出頻率可達(dá)20KHz，用于PTO （高速脈沖束）和PWM（寬度可變脈沖輸出）高速脈沖輸出。 （4） 模擬電位器 模擬電位器用來(lái)改變特殊寄存器（SM28，SM29）中的數(shù)值，以改變程序運(yùn)行時(shí)的參數(shù)。如定時(shí)器、計(jì)數(shù)器的預(yù)置值，過(guò)程量的控制參數(shù)。 （5） 存儲(chǔ)卡 該卡位可以選擇安裝擴(kuò)展卡。擴(kuò)展卡有EEPROM存儲(chǔ)卡，電池和時(shí)鐘卡等模塊。存儲(chǔ)卡用于用戶程序的拷貝復(fù)制。在PLC通電后插此卡，通過(guò)操作可將PLC中的程序裝載到存儲(chǔ)卡。當(dāng)卡已經(jīng)插在基本單元上，PLC通電后不需任何操作，卡上的用戶程序數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)拷貝在PLC中。利用這一功能，可對(duì)無(wú)數(shù)臺(tái)實(shí)現(xiàn)同樣控制功能的CPU22X系列進(jìn)行程序?qū)懭搿? 注意：每次通電就寫入一次，所以在PLC運(yùn)行時(shí)，不要插入此卡。電池模塊用于長(zhǎng)時(shí)間保存數(shù)據(jù)，使用CPU226內(nèi)部存儲(chǔ)電容數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間達(dá)190小時(shí)，而使用電池模塊數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)間可達(dá)200天。 三、PLC的CPU226的工作方式1. CPU的工作方式：CPU前面板上用兩個(gè)發(fā)光二極管顯示當(dāng)前工作方式，綠色指示燈亮，表示為運(yùn)行狀態(tài)，紅色指示燈亮，表示為停止?fàn)顟B(tài)，在標(biāo)有SF指示燈亮?xí)r表示系統(tǒng)故障，PLC停止工作。 （1）STOP（停止）：CPU在停止工作方式時(shí)，不執(zhí)行程序，此時(shí)可以通過(guò)編程裝置向PLC裝載程序或進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)置，在程序編輯、上下載等處理過(guò)程中，必須把CPU置于STOP方式。 （2）RUN（運(yùn)行）：CPU在RUN工作方式下，PLC按照自己的工作方式運(yùn)行用戶程序。 2. 改變工作方式的方法 （1）用工作方式開關(guān)改變工作方式。 工作方式開關(guān)有3個(gè)擋位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。 把方式開關(guān)切到STOP位，可以停止程序的執(zhí)行。 把方式開關(guān)切到RUN位，可以起動(dòng)程序的執(zhí)行。 把方式開切到TERM（暫態(tài)）或RUN位，允許STEP7 Micro/WIN32軟件設(shè)置CPU工作狀態(tài)。 如果工作方式開關(guān)設(shè)為STOP或TERM，電源上電時(shí)，CPU自動(dòng)進(jìn)入STOP工作狀態(tài)。 設(shè)置為RUN時(shí)，電源上電時(shí)，CPU自動(dòng)進(jìn)入RUN工作狀態(tài)。 （2） 用編程軟件改變工作方式。 把方式開關(guān)切換到TERM（暫態(tài)），可以使用STEP 7Micro/WIN32編程軟件設(shè)置工作方式。 （3） 在程序中用指令改變工作方式。 在程序中插入一個(gè)STOP指令，CPU可由RUN方式進(jìn)入STOP工作方式。四、可編程控制器的工作方式PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)，不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式—循環(huán)掃描技術(shù)。循環(huán)掃描技術(shù)是指，當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，如圖4所示，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。圖4 PLC工作過(guò)程根據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域、采集數(shù)據(jù)的類型和大小、I/O點(diǎn)數(shù)、以及設(shè)置數(shù)據(jù)需要得內(nèi)存大小，本系統(tǒng)選用西門子公司S7200系列CPU為226型號(hào)的PLC。該系列可以單機(jī)運(yùn)行，容易地組成PLC網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，具有可靠性高，運(yùn)行速度快的特性，使用方便靈活等特點(diǎn)。所以在規(guī)模不太大的領(lǐng)域是較為理想的控制設(shè)備。2. PLC內(nèi)部分配CPU226I/O接口分配如表3所示。表3 I/O接口分配表輸入輸出1變頻器啟動(dòng)SB5總運(yùn)行燈L11變頻器停止SBS5總停止燈L2井口溫度低于5度KV121變頻器啟、停KV1井口溫度高于10度KV132變頻器啟、停KV2換熱器進(jìn)口溫度低于20度KV141變頻器頻率增加KV3換熱器進(jìn)口溫度高于30度KV151變頻器頻率減小KV4外部氣溫低于0度KV162變頻器頻率增加KV5外部氣溫高于10度KV172變頻器頻率減小KV61變頻器達(dá)到50HZKV182風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行KV71變頻器降到15HZKV194風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行KV82變頻器達(dá)到50HZKV204風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行KV92變頻器降到15HZKV213風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行KV102變頻器啟動(dòng)SB64風(fēng)機(jī)變頻運(yùn)行（小變頻器控制）KV112變頻器停止SBS6低溫報(bào)警燈H0總開始開關(guān)SB0總停止開關(guān)SBS0 CPU模塊的外部連接CPU226接線規(guī)則： （1）輸入端接線：DC24V電源的正極接輸入開關(guān)，連接到CPU226各個(gè)輸入端；負(fù)極接公共端1M，2M；一般規(guī)定DC輸入端中1M、～，2M、～（1M、2M分別為各級(jí)公共端）。（2）輸出端接線：DC24V電源的正極接1L+端；負(fù)極接1M端，輸出負(fù)載的一端接到1M端，另一端接到CPU226各輸出端；一般規(guī)定DC輸出端中1M、1L+、～，2M、2L+、～（1L+、2L+分別為公共）。PLC輸入/輸出接線圖如圖5所示。 圖5 PLC輸入/輸出接線圖 溫度傳感器部分 常州匯邦溫控儀智能溫度控制器儀表CHB系列智能溫度調(diào)節(jié)儀是匯邦公司潛心研發(fā)的一款普及型溫控儀表。該儀表以單片計(jì)算機(jī)為控制中樞，具有數(shù)字PID及自整定功能，精煉的電路設(shè)計(jì)、成熟的控制程序加上進(jìn)口的主要器件、使儀表具有穩(wěn)定可靠、適應(yīng)性廣，抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。廣泛用于常規(guī)的控溫場(chǎng)合。此款儀表經(jīng)濟(jì)實(shí)用，性價(jià)比極高，是普通指針、撥碼儀表最具實(shí)力的替代品。根據(jù)匯邦儀表功能能表選擇型號(hào)為： CHB401 PT1000400℃ 繼電器 180240V 48X48 匯邦表功能、尺寸分類表型號(hào)輸入量程輸出電壓準(zhǔn)確度等級(jí)面板尺寸CHB401E0400℃繼電器180V240V48X48CHB401K0400℃10A繼電器180240V48X48CHB401K0400℃繼電器180240V48X48CHB401 K 0400℃ 邏輯電平180240V 48X48 CHB401 PT1000400℃ 繼電器 180240V 48X48 CHB401 PT1000400℃ 邏輯電平180240V 48X48 CHB401 K 0999℃繼電器 180240V 48X48CHB402 E0400℃ 繼電器180240V 48X96 CHB402PT100 0400℃繼電器 180240V 48X96 CHB402K 0400℃ 繼電器 180240V 48X96 CHB402 K 0400℃邏輯電平 180240V 48X96 CHB402 K 0400℃ 10A繼電器180240V 48X96 CHB702 PT100 0400℃繼電器 180240V 72X72CHB702 E0400℃ 繼電器 180240V 72X72CHB702 E0400℃ 邏輯電平 180240V 72X72 CHB702 K 0400℃10A繼電器 180240V 72X72 CHB702 K0400℃ 繼電器180240V 72X72CHB702 K0400℃ 邏輯電平180240V 72X72CHB702 PT1000400℃ 邏輯電平180240V 72X72CHB902 E 0400℃繼電器 180240V 96X96 CHB902 K0400℃ 繼電器 180240V 96X96 CHB902 K 0400℃ 10A繼電器180240V 96X96 CHB902K0400℃ 邏輯電平 180240V 96X96 CHB902 PT1000400℃ 繼電器180240V 96X96