【文章內(nèi)容簡介】 可缺少的組成單元。 在使用者看來 ,不必要詳細(xì)分析 CPU 的內(nèi)部電路 ,但對(duì)各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。 CPU 的控制器控制 CPU 工作 ,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號(hào)控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算 ,在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算 ,并存儲(chǔ)運(yùn)算的中間結(jié)果 ,它也是在控制器指揮下工作。 CPU 速度和內(nèi)存容量是 PLC 的重要參數(shù) ,它們決定著 PLC 的工作速度 ,IO數(shù)量及軟件容量等 ,因此限制著控制規(guī)模。 I/O 模塊 PLC 與電氣回路的接口 ,是通過輸入輸出部分 (I/O)完成的。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I /O 電路 ,其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài) ,輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng) ,輸出模塊相反。 I/O 分為開關(guān)量輸入 (DI),開關(guān)量輸出 (DO),模擬量輸入 (AI),模擬量輸出 (AO)等模塊。 常用的 I/O 分類如下 : 開關(guān)量 :按電壓水平分 ,有 220VAC、 110VAC、 24VDC,按隔離方式分 ,有繼電器隔離和晶體管隔離。 模擬量 : 按 信 號(hào) 類 型 分 , 有 電 流 型 (420mA,020mA) 、 電 壓 型(010V,05V,1010V)等 ,按精度分 ,有 12bit,14bit,16bit 等。 除了上述通用 IO 外 ,還有特殊 IO 模塊 ,如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 按 I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量 ,I/O模塊可多可少 ,但其最大數(shù)受 CPU所能管理的基本配置的能力 ,即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制。 電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí) ,有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。電源輸入類型有 :交流電源 (220VAC 或 110VAC),直流電源 (常 用的為 24VDC)。 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架 ,其作用是 :電氣上 ,實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系 ,使 CPU 能訪問底板上的所有模塊 ,機(jī)械上 ,實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接 ,使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備 :編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件 ,用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況 ,但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行。小編程器 PLC 一般有手持型編程器 ,目前一般由計(jì)算機(jī) (運(yùn)行編程軟件 )充當(dāng)編程器。也就是我 們系統(tǒng)的上位機(jī)。 人機(jī)界面 :最簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕 ,目前液晶屏 (或觸摸屏 )式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛 ,由計(jì)算機(jī) (運(yùn)行組態(tài)軟件 )充當(dāng)人機(jī)界面非常普及。 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) 依靠先進(jìn)的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以迅速有效地收集、傳送生產(chǎn)和管理數(shù)據(jù)。因此 ,網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著 ,甚至有人提出 網(wǎng)絡(luò)就是控制器 的觀點(diǎn)說法。 PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能 ,它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息 ,形成一個(gè)統(tǒng)一的整體 ,實(shí)現(xiàn)分 散集中控制。多數(shù) PLC 具有 RS232 接口 ,還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 PLC 的通信現(xiàn)在主要采用通過多點(diǎn)接口 (MPI)的數(shù)據(jù)通訊、 PROFIBUS 或工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。 2 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基本原則 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求。 在滿足控制要求的前提下 ,力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)、使用和維護(hù)方便。 保證控制系統(tǒng)安全可靠。 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)在選擇 PLC 容量時(shí)應(yīng)適當(dāng)留有余量。 3 PLC 軟件系統(tǒng)及常用編程語言 PLC 軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)程序和用戶程序兩部分組成。系統(tǒng)程序包括監(jiān)控程序、編譯程序、診斷程序等 ,主要用于管理全機(jī)、將程序語言翻譯成機(jī)器語言 ,診斷機(jī)器故障。系統(tǒng)軟件由 PLC 廠家提供并已固化在 EPROM 中 ,不能直接存取和干預(yù)。用戶程序是用戶根據(jù)現(xiàn)場控制要求 ,用 PLC 的程序語言編制的應(yīng)用程序 (也就是邏輯控制 )用來實(shí)現(xiàn)各種控制。 STEP7 是用于 SIMATIC 可編程邏輯控制器組態(tài)和編程的標(biāo)準(zhǔn)軟件包 ,也就是用戶程序 ,我們就是使用 STEP7 來進(jìn)行硬件組態(tài)和邏輯程序編制 ,以及邏輯程序執(zhí)行結(jié)果的在線監(jiān)視。 PLC 提供 的編程語言 標(biāo)準(zhǔn)語言梯形圖語言也是我們最常用的一種語言 ,它有以下特點(diǎn) 它是一種圖形語言 ,沿用傳統(tǒng)控制圖中的繼電器觸點(diǎn)、線圈、串聯(lián)等術(shù)語和一些圖形符號(hào)構(gòu)成 ,左右的豎線稱為左右母線。 梯形圖中接點(diǎn) (觸點(diǎn) )只有常開和常閉 ,接點(diǎn)可以是 PLC 輸入點(diǎn)接的開關(guān)也可以是 PLC 內(nèi)部繼電器的接點(diǎn)或內(nèi)部寄存器、計(jì)數(shù)器等的狀態(tài)。 梯形圖中的接點(diǎn)可以任意串、并聯(lián) ,但線圈只能并聯(lián)不能串聯(lián)。 內(nèi)部繼電器、計(jì)數(shù)器、寄存器等均不能直接控制外部負(fù)載 ,只能做中間結(jié)果供 CPU 內(nèi)部使用。 PLC 是按循環(huán)掃描事件 ,沿梯形圖先后順序執(zhí)行 ,在同一掃描周期中的結(jié)果留在輸出狀態(tài)暫存器中所以輸出點(diǎn)的值在用戶程序中可以當(dāng)做條件使用。 語句表語言 ,類似于匯編語言。 邏輯功能圖語言 ,沿用半導(dǎo)體邏輯框圖來表達(dá) ,一般一個(gè)運(yùn)算框表示一個(gè)功能左邊畫輸入、右邊畫輸出。 4 STEP7 程序的使用 創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu) ,項(xiàng)目就象一個(gè)文件夾 ,所有數(shù)據(jù)都以分層 的結(jié)構(gòu)存在于其中 ,任何時(shí)候你都可以使用。在創(chuàng)建一個(gè)項(xiàng)目之后 ,所有其他任務(wù)都在這個(gè)項(xiàng)目下執(zhí)行。 組態(tài)一個(gè)站 ,組態(tài)一個(gè)站就是指定你要使用的可編程控制器 ,例如S7300、 S7400 等。 組態(tài)硬件 ,組態(tài)硬件就是在組態(tài)表中指定你的控制方案所要使用的模板以及在用戶程序中以什么樣的地址來訪問這些模板 ,地址一般不用修改由程序自動(dòng)生成。模板的特性也可以用參數(shù)進(jìn)行賦值。 組態(tài)網(wǎng)絡(luò)和通訊連接 ,通訊的基礎(chǔ)是預(yù)先組態(tài)網(wǎng)絡(luò) ,也就是要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)滿足你的控制方案的子網(wǎng) ,設(shè)置網(wǎng)絡(luò)特性、設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接特性以及任 何聯(lián)網(wǎng)的站所需要的連接。網(wǎng)絡(luò)地址也是程序自動(dòng)生成如果沒有更改經(jīng)驗(yàn)一定不要修改。 定義符號(hào) ,可以在符號(hào)表中定義局部或共享符號(hào) ,在你的用戶程序中用這些更具描述性的符號(hào)名替代絕對(duì)地址。符號(hào)的命名一般用字母編寫不超過 8個(gè)字節(jié) ,最好不要使用很長的漢字進(jìn)行描述 ,否則對(duì)程序的執(zhí)行有很大的影響。 創(chuàng)建程序 ,用梯形圖編程語言創(chuàng)建一個(gè)與模板相連結(jié)或與模板無關(guān)的程序并存儲(chǔ)。創(chuàng)建程序是我們控制工程的重要工作之一 ,一般可以采用線形編程(基于一個(gè)塊內(nèi) ,OB1)、分布編程 (編寫功能塊 FB,OB1 組織調(diào)用 )、結(jié)構(gòu)化 編程 (編寫通用塊 )。我們最常采用的是結(jié)構(gòu)化編程和分布編程配合使用 ,很少采用線形編程。 下載程序到可編程控制器 ,完成所有的組態(tài)、參數(shù)賦值和編程任務(wù)之后 ,可以下載整個(gè)用戶程序到可編程控制器。在下載程序時(shí)可編程控制器必須在允許下載的工作模式下 (STOP 或 RUNP), RUNP模式表示 ,這個(gè)程序?qū)⒁淮蜗螺d一個(gè)塊 ,如果重寫一個(gè)舊的 CPU程序就可能出現(xiàn)沖突 ,所以一般在下載前將 CPU 切換到 STOP 模式。 5 WINCC 程序的使用 簡介 ,WINCC 是在生產(chǎn)和過程自動(dòng)化中解決可視化和控制任 務(wù)的工業(yè)技術(shù)中性系統(tǒng)。具有控制自動(dòng)化過程的強(qiáng)大功能 ,是基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作監(jiān)視系統(tǒng) ,它很容易結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的和用戶的程序建立人機(jī)界面精確的滿足生產(chǎn)實(shí)際要求。 WINCC 有兩個(gè)版本 RC 版 (具有組態(tài)和開發(fā)環(huán)境 )、 RT 版 (只有運(yùn)行環(huán)境 ),我們一般使用的是 RC 版。 WINCC 簡單使用步驟 變量管理 ,首先確定通訊方式安裝驅(qū)動(dòng)程序 ,然后定義內(nèi)部變量和外部變量 ,外部變量是受你買的 WINCC軟件授權(quán)限制的最大授權(quán) 64K字節(jié) ,內(nèi)部變量沒有限制。 畫面生成 ,進(jìn)入圖形編輯器 ,圖形編輯器是一種用 于創(chuàng)建過程畫面的面向矢量的作圖程序。也可以使用包含在對(duì)象和樣式庫中的眾多的圖形對(duì)象來創(chuàng)建復(fù)雜的過程畫面?？梢酝ㄟ^動(dòng)作編程將動(dòng)態(tài)添加到單個(gè)圖形對(duì)象上。 報(bào)警記錄設(shè)置 ,報(bào)警記錄提供了顯示和操作選項(xiàng)來獲取和歸檔結(jié)果。可以任意地選擇消息塊、消息級(jí)別、消息類型、消息顯示以及報(bào)表。為了在運(yùn)行中顯示消息 ,可以使用包含在圖形編輯器中的對(duì)象庫中的報(bào)警控件。 變量記錄 ,變量記錄是用來從運(yùn)行過程中采集數(shù)據(jù)并準(zhǔn)備將它們顯示和歸檔。 報(bào)表組態(tài) ,報(bào)表組態(tài)是通過報(bào)表編輯器來實(shí)現(xiàn)的。是為消息 、操作、歸檔內(nèi)容和當(dāng)前或已歸檔的數(shù)據(jù)定時(shí)器或事件控制文檔的集成的報(bào)表系統(tǒng) ,可以自由選擇用戶報(bào)表的形式。 全局腳本的應(yīng)用 ,全局腳本就是 C 語言函數(shù)和動(dòng)作的通稱 ,根據(jù)不同的類型腳本被用于給對(duì)象組態(tài)動(dòng)作并通過系統(tǒng)內(nèi)部 C 語言編譯器來處理。全局腳本動(dòng)作用于過程執(zhí)行的運(yùn)行中。一個(gè)觸發(fā)可以開始這些動(dòng)