【文章內(nèi)容簡介】 硬邏輯并行運行的方式。計算機控制系統(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。可編程控制器控制系統(tǒng)：循環(huán)掃描工作方式，即系統(tǒng)工作任務管理及應用程序執(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、輸出刷新五個工作階段，稱為一個掃描周期。完成一次掃描后，又重新執(zhí)行上述過程，可編程控制器這種周而復始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。（信號傳遞過程(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作。（掃描周期和I/O滯后時間可編程控制器在運行工作狀態(tài)時，執(zhí)行一次掃描操作所需要的時間稱為掃描周期。其典型值為1100ms。I/O滯后時間又稱為系統(tǒng)響應時間，是指可編程控制器外部輸入信號發(fā)生變化的時刻起至它控制的有關外部輸出信號發(fā)生變化的時刻之間的間隔。I/O滯后現(xiàn)象的原因：（1）輸入濾波器有時間常數(shù)（2）輸出繼電器有機械滯后（3）PC循環(huán)操作時，進行公共處理、I/O刷新和執(zhí)行用戶程序等產(chǎn)生掃描周期（4）程序語句的安排，也影響響應時間可編程控制器的技術性能指標 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個不同的基本型號，常見的有CPU221，CPU222，CPU224和CPU226四種基本型號。小型PLC中，CPU221價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，通過可連接的擴展模塊即可處理模擬量。CPU 224具有更多的輸入輸出點及更大的存儲器。CPU 226和226XM是功能最強的單元，可完全滿足一些中小型復雜控制系統(tǒng)的要求。四種型號的PLC具有下列特點：（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20KHz，用于控制步進電機或伺服電機，實現(xiàn)定位任務。 （3） 通信口 CPU 22CPU222和CPU224具有1個RS485通信口。CPU 22CPU 226XM具有2個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個模擬電位器，CPU224/226/226XM有2個模擬電位器。模擬電位器用來改變特殊寄存器（SMB28，SMB29）中的數(shù)值，以改變程序運行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預置值，過程量的控制參數(shù)。 （5） 中斷輸入允許以極快的速度對過程信號的上升沿作出響應。 （6） EEPROM 存儲器模塊（選件） 可作為修改與拷貝程序的快速工具，無需編程器并可進行輔助軟件歸檔工作。 （7） 電池模塊 用戶數(shù)據(jù)（如標志位狀態(tài)、數(shù)據(jù)塊、定時器、計數(shù)器）可通過內(nèi)部的超級電容存儲大約5 天。選用電池模塊能延長存儲時間到200天（10年壽命）。電池模塊插在存儲器模塊的卡槽中。 （8） 不同的設備類型 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 CPU 221具有6個輸入點和4個輸出點；CPU 222具有8個輸入點和6個輸出點；CPU 224 具有14個輸入點和10個輸出點；CPU226/226XM 具有24個輸入點和16個輸出點。CPU22X主機的輸入點為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） 高速計數(shù)器 CPU 221/222有4個30KHz高速計數(shù)器，CPU224/226/226XM有6個30KHz的高速計數(shù)器，用于捕捉比CPU掃描頻率更快的脈沖信號。 S7200系列CPU226型PLC的結構 CPU226型，其輸入、輸出、CPU、電源模塊均裝設在一個基本單元的機殼內(nèi)，是典型的整體式結構。當系統(tǒng)需要擴展時，選用需要的 擴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、電位器和擴展I/O連接器，通過扁平電纜可以連接擴展I/O模塊。西門子整體式PLC配有許多擴展模塊，如數(shù)字量的I/O擴展模塊、模擬量的I/O擴展模塊、熱電偶模塊、通信模塊等，用戶可以根據(jù)需要選用，讓PLC的功能更強大。2. CPU226型PLC端子介紹 （1） 基本輸入端子 CPU224的主機共有24個輸入點（～、～、～）和16個輸出點（～，～），在編寫端子代碼時采用八進制。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?shù)碾娫?，為PLC的負載服務。 （3） 高速反應性 CPU226 PLC有6個高速計數(shù)脈沖輸入端（～），最快的響應速度為30KHz用于捕捉比CPU掃描周期更快的脈沖信號. CPU226 PLC 有2個高速脈沖輸出端（，），輸出頻率可達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 模擬電位器用來改變特殊寄存器（SM28，SM29）中的數(shù)值，以改變程序運行時的參數(shù)。如定時器、計數(shù)器的預置值，過程量的控制參數(shù)。 （5） 存儲卡 該卡位可以選擇安裝擴展卡。擴展卡有EEPROM存儲卡，電池和時鐘卡等模塊。存儲卡用于用戶程序的拷貝復制。在PLC通電后插此卡，通過操作可將PLC中的程序裝載到存儲卡。當卡已經(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)會自動拷貝在PLC中。利用這一功能，可對無數(shù)臺實現(xiàn)同樣控制功能的CPU22X系列進行程序?qū)懭搿? 注意：每次通電就寫入一次，所以在PLC運行時，不要插入此卡。電池模塊用于長時間保存數(shù)據(jù)，使用CPU226內(nèi)部存儲電容數(shù)據(jù)存儲時間達190小時，而使用電池模塊數(shù)據(jù)存儲時間可達200天。 三、PLC的CPU226的工作方式1. CPU的工作方式：CPU前面板上用兩個發(fā)光二極管顯示當前工作方式，綠色指示燈亮，表示為運行狀態(tài)，紅色指示燈亮，表示為停止狀態(tài)，在標有SF指示燈亮時表示系統(tǒng)故障，PLC停止工作。 （1）STOP（停止）：CPU在停止工作方式時，不執(zhí)行程序，此時可以通過編程裝置向PLC裝載程序或進行系統(tǒng)設置，在程序編輯、上下載等處理過程中，必須把CPU置于STOP方式。 （2）RUN（運行）：CPU在RUN工作方式下，PLC按照自己的工作方式運行用戶程序。 2. 改變工作方式的方法 （1）用工作方式開關改變工作方式。 工作方式開關有3個擋位：STOP、TERM（Terminal）、RUN。 把方式開關切到STOP位，可以停止程序的執(zhí)行。 把方式開關切到RUN位，可以起動程序的執(zhí)行。 把方式開切到TERM（暫態(tài)）或RUN位，允許STEP7 Micro/WIN32軟件設置CPU工作狀態(tài)。 如果工作方式開關設為STOP或TERM，電源上電時，CPU自動進入STOP工作狀態(tài)。 設置為RUN時，電源上電時，CPU自動進入RUN工作狀態(tài)。 （2） 用編程軟件改變工作方式。 把方式開關切換到TERM（暫態(tài)），可以使用STEP 7Micro/WIN32編程軟件設置工作方式。 （3） 在程序中用指令改變工作方式。 在程序中插入一個STOP指令，CPU可由RUN方式進入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行方式，即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點，不會立即動作，必須等掃描到該觸點時才會動作。PLC采用了一種不同于一般微型計算機的運行方式—循環(huán)掃描技術。循環(huán)掃描技術是指，當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，如圖4所示，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。圖4 PLC工作過程根據(jù)系統(tǒng)的應用領域、采集數(shù)據(jù)的類型和大小、I/O點數(shù)、以及設置數(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型號的PLC。該系列可以單機運行，容易地組成PLC網(wǎng)絡，同時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，運行速度快的特性，使用方便靈活等特點。所以在規(guī)模不太大的領域是較為理想的控制設備。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SB5總運行燈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換熱器進口溫度低于20度KV141變頻器頻率增加KV3換熱器進口溫度高于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變頻器達到50HZKV182風機變頻運行KV71變頻器降到15HZKV194風機變頻運行KV82變頻器達到50HZKV204風機變頻運行KV92變頻器降到15HZKV213風機變頻運行KV102變頻器啟動SB64風機變頻運行（小變頻器控制）KV112變頻器停止SBS6低溫報警燈H0總開始開關SB0總停止開關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，連接到CPU226各個輸入端；負極接公共端1M，2M；一般規(guī)定DC輸入端中1M、～，2M、～（1M、2M分別為各級公共端）。（2）輸出端接線：DC24V電源的正極接1L+端；負極接1M端，輸出負載的一端接到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。該儀表以單片計算機為控制中樞，具有數(shù)字PID及自整定功能，精煉的電路設計、成熟的控制程序加上進口的主要器件、使儀表具有穩(wěn)定可靠、適應性廣，抗干擾能力強等特點。廣泛用于常規(guī)的控溫場合。此款儀表經(jīng)濟實用，性價比極高，是普通指針、撥碼儀表最具實力的替代品。根據(jù)匯邦儀表功能能表選擇型號為： CHB401 PT1000400℃ 繼電器 180240V 48X48 匯邦表功能、尺寸分類表型號輸入量程輸出電壓準確度等級面板尺寸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