【正文】 單主控制網(wǎng)絡(luò)；通過(guò)簡(jiǎn)單的通信報(bào)文完成對(duì)從節(jié)點(diǎn)的讀寫(xiě)操作；；在主節(jié)點(diǎn)輪詢即逐一單獨(dú)訪問(wèn)從節(jié)點(diǎn)時(shí)，要求從節(jié)點(diǎn)返回一個(gè)應(yīng)答信息；主節(jié)點(diǎn)也可以對(duì)網(wǎng)段上所有的從節(jié)點(diǎn)進(jìn)行廣播通信。8．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖構(gòu)圖給出系統(tǒng)中節(jié)點(diǎn)(包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站)的互聯(lián)模式，目前常用的拓?fù)漕?lèi)型有星形、樹(shù)型、環(huán)型、總線型和混合型。1）星型星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是各工作站以星型方式連接起來(lái)。如圖a所示，網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)設(shè)備都以中心節(jié)點(diǎn)為中心，通過(guò)連接線路與中心節(jié)點(diǎn)相連。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)都必須先將數(shù)據(jù)發(fā)向中心節(jié)點(diǎn)，然后由中心節(jié)點(diǎn)發(fā)向接收節(jié)點(diǎn)。在星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，中心節(jié)點(diǎn)是控制中心。2）樹(shù)型樹(shù)型拓?fù)涫菑目偩€型拓?fù)溲莼鴣?lái)的，其形狀像一棵倒置的樹(shù)。當(dāng)任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)總是先將數(shù)據(jù)發(fā)向根節(jié)點(diǎn)，再通過(guò)根節(jié)點(diǎn)向全網(wǎng)發(fā)送，所示如圖。3）環(huán)型網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)通過(guò)一條首尾相連的通信線路連接起來(lái)，形成一個(gè)閉合的環(huán)形結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)沿固定的方向單向流動(dòng)。4）總線結(jié)構(gòu)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)和一根總線相連，網(wǎng)絡(luò)中的所有節(jié)點(diǎn)都通過(guò)總線進(jìn)行信息交換。任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)出的信號(hào)都沿著總線傳送，而且能被所有的節(jié)點(diǎn)接收。9．現(xiàn)場(chǎng)總線的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在兩方面，一是在體系結(jié)構(gòu)上成功實(shí)現(xiàn)了串行連接；二是在技術(shù)上成功答決了開(kāi)放競(jìng)爭(zhēng)和設(shè)備兼容兩大難題，實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備智能化和控制系統(tǒng)分散化兩大目標(biāo)。技術(shù)特點(diǎn)：① 開(kāi)放性；② 交互性；③ 自治性；④ 適應(yīng)性。體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：① 基礎(chǔ)性；② 靈活性；③ 分散性；④ 經(jīng)濟(jì)性。10．1）遠(yuǎn)程I/O站通信；2）遠(yuǎn)程設(shè)備站通信；3) 本地站通信練習(xí)題。答：PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則涉及很多方面，其中最基本的設(shè)計(jì)原則可以歸納為四個(gè)方面。（1）完整性原則。最大限度地滿足工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程或機(jī)械設(shè)備的控制要求。（2）可靠性原則。確保計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的可靠性。（3）經(jīng)濟(jì)性原則。力求控制系統(tǒng)合理、實(shí)用、簡(jiǎn)單。（4）發(fā)展性原則。適當(dāng)考慮生產(chǎn)發(fā)展和工藝改進(jìn)的需求，在I/O接口、通信能力等方面應(yīng)留有余地。答：（1）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般以設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的形式來(lái)確定，它是整個(gè)PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的依據(jù)。（2）選擇電氣傳動(dòng)形式和電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（3）選定PLC的型號(hào)。（4）編制PLC的I/O分配表、繪制PLC的I/O端子接線圖。（5）根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫(xiě)軟件規(guī)格說(shuō)明書(shū)，并選用編程語(yǔ)言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。（6）設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜、模擬顯示盤(pán)和非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件。（7）編寫(xiě)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)和使用說(shuō)明書(shū)。在實(shí)際設(shè)計(jì)工程中，根據(jù)工程項(xiàng)目任務(wù)與要求的不同，上述內(nèi)容可適當(dāng)調(diào)整。？答：PLC的選擇包括機(jī)型、容量、I/O模塊、外圍設(shè)備的選擇等方面。1. PLC規(guī)模選擇；2. 對(duì)時(shí)間和其它特殊功能的要求；3. PLC的特殊功能要求；4. PLC容量估算5. PLC聯(lián)網(wǎng)通信的考慮；6. 系統(tǒng)可靠性的考慮；7. PLC機(jī)型統(tǒng)一的考慮等。？答：PLC的可靠性設(shè)計(jì)問(wèn)題，主要涉及到以下幾方面：1. 系統(tǒng)供電設(shè)計(jì)；2. 系統(tǒng)接地設(shè)計(jì)；3. 冗余設(shè)計(jì)；。，控制要求分別為：（1）起動(dòng)：MM2同時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)；停止：M1先停止，M2才能停。（2）起動(dòng)：Ml先運(yùn)轉(zhuǎn)，M2才能運(yùn)轉(zhuǎn)；停止：M2先停止，M1才能停止。（3）起動(dòng)：M1先運(yùn)轉(zhuǎn)，5分鐘后，M2跟著運(yùn)轉(zhuǎn)；停止：M1和M2同時(shí)停止。試編寫(xiě)出其梯形圖程序。解： I/O表如下:序號(hào)地址說(shuō)明1X0M1電機(jī)啟動(dòng)2X1M1電機(jī)停止3X3M2電機(jī)啟動(dòng)4X4M2電機(jī)停止5Y0M1電機(jī)控制線圈6Y1M2電機(jī)控制線圈(1)(2)(3)，小車(chē)由異步電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，其動(dòng)作程序如下：（1）小車(chē)由原位開(kāi)始前進(jìn)，到終端后自動(dòng)停止。（2）在終端停留2min后自動(dòng)返回原位停止。（3）要求能在前進(jìn)或后退中任意位置都能停止或起動(dòng)。 試選擇PLC主機(jī)的型號(hào)，畫(huà)出其I/O模塊分配圖并設(shè)計(jì)其梯形圖。 小車(chē)的往返運(yùn)動(dòng)解：可選擇FX1S 10MR001，有6輸入，4輸出(繼電器)，有超過(guò)20%的余量。1）I/O表如下：序號(hào)地址說(shuō)明1X0電機(jī)啟動(dòng)2X1電機(jī)停止3X2SQ14X3SQ25Y0KM1正向控制線圈6Y1KM2反向控制線圈 2）程序如下：：第1臺(tái)先運(yùn)轉(zhuǎn)5s后自動(dòng)停止，并自動(dòng)切換到第2臺(tái)運(yùn)轉(zhuǎn)，10s后第2臺(tái)自動(dòng)停止，如此循環(huán)反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，試編寫(xiě)出相應(yīng)的程序。解：1）I/O表如下：序號(hào)地址說(shuō)明1X0啟動(dòng)2X1停止3Y0M1控制線圈4Y1M2控制線圈2）程序如下：，要求起動(dòng)時(shí)每隔10min依次起動(dòng)一臺(tái)，每臺(tái)運(yùn)行1小時(shí)自動(dòng)停止。運(yùn)行的過(guò)程中還可以用停止按鈕將三臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)停機(jī)，如此循環(huán)反復(fù)運(yùn)轉(zhuǎn)，試編出其程序。解：1）I/O表如下：序號(hào)地址說(shuō)明1X0啟動(dòng)2X1停止3Y0M1控制線圈4Y1M2控制線圈5Y2M3控制線圈2）程序如下：～D27中，A/D轉(zhuǎn)換得到的數(shù)值0～2000對(duì)應(yīng)長(zhǎng)度值0～1500MM，在X0的上升沿，用循環(huán)指令將它轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度值，存放在D30～D37中。試設(shè)計(jì)該梯形圖程序。解：轉(zhuǎn)換公式為：長(zhǎng)度值=測(cè)量值/20001500。梯形圖如下。～Y17上的16個(gè)彩燈是否移位。每1s移1位，用X1控制左右移，用MOV指令將彩燈的初值設(shè)定為十六進(jìn)制數(shù)H000F。試設(shè)計(jì)其梯形圖程序。解：梯形圖如下。練習(xí)11。答：SIMATIC S7200系列PLC由CPU單元、編程設(shè)備、數(shù)字量擴(kuò)展單元、模擬量擴(kuò)展單元、智能擴(kuò)展模塊、TD200文本顯示器、通信處理模塊、可選擴(kuò)展卡等組成。其硬件配置靈活，既可用一個(gè)單獨(dú)的S7200 CPU構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)，也可通過(guò)擴(kuò)展電纜進(jìn)行數(shù)字量I/O模塊、模擬量模塊或智能模塊的擴(kuò)展，構(gòu)成較復(fù)雜的中等規(guī)?？刂葡到y(tǒng)。答：（1）數(shù)字量擴(kuò)展模塊內(nèi)部沒(méi)有處理器，必須與CPU模塊相連，使用CPU模塊的尋址功能，對(duì)模塊上的輸入、輸出接口進(jìn)行控制。（2）數(shù)字量擴(kuò)展模塊須由CPU模塊通過(guò)擴(kuò)展接口提供正常工作所需的+5VDC電源，其外部不再提供工作電源。（3）數(shù)字量擴(kuò)展模塊I/O接口所需+24VDC電源可以由CPU模塊的傳感器電源提供，但由于受到最大電流的限制，通常用外部DC+24V開(kāi)關(guān)電源為I/O接口供電。（4）擴(kuò)展模塊秉承了整體式PLC的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，也吸收了模塊式PLC便于擴(kuò)展的優(yōu)勢(shì)，其結(jié)構(gòu)緊湊，與CPU模塊同寬同高而長(zhǎng)度不同，擴(kuò)展后與CPU形成一個(gè)整齊的長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)，十分方便在控制柜內(nèi)整體安裝。~5V模擬量輸入，模擬量模塊EM235的最小分辨率為多少？答：0~5V模擬量輸入。4. S7200系列PLC中，智能模塊包括哪幾種？簡(jiǎn)述它們的功能。答：智能模塊是指本身帶有CPU單元，能夠自行處理數(shù)據(jù)并完成一定功能的模塊。在S7200系列PLC中，智能接口模塊主要是特殊功能模塊，如位控模塊EM25調(diào)制解調(diào)器模塊EM241及PROFIBUS DP模塊EM277等。位控模塊EM253：能夠自動(dòng)產(chǎn)生速度或位置控制所需的脈沖串，用于對(duì)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的速度和位置的開(kāi)環(huán)控制，同時(shí)可利用I/O點(diǎn)對(duì)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)檢測(cè)或進(jìn)行控制。調(diào)制解調(diào)模塊EM241：提供國(guó)際電話線接口。提供與STEP 7Micro/WIN的調(diào)制解調(diào)接口，可進(jìn)行編程和診斷。支持?jǐn)?shù)字和文本的尋呼，支持SMS 短信息。支持Modbus RTU 協(xié)議，允許CPU到CPU或CPU到Modbus的數(shù)據(jù)傳送。提供密碼保護(hù)功能。提供安全回拔功能。PROFIBUSDP擴(kuò)展從站模塊EM277：PROFIBUSDP模塊EM277可通過(guò)I /O擴(kuò)展總線與S7200 CPU模塊連接，通過(guò)DP通信接口和PROFIBUS網(wǎng)絡(luò)相連，同時(shí)還支持主從協(xié)議MPI，連接S7200 CPU模塊使其作為MPI從站。試設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)二分頻電路的程序。 解：(1) I/O分配：I/O分配表如表1所示：表1 保持與釋放交替變化I/O分配表輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明信號(hào)輸入按鈕信號(hào)輸出端子(2) 程序如圖所示：保持與釋放交替變化程序試設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)水箱自動(dòng)儲(chǔ)水控制系統(tǒng)。控制要求如下：，由電磁閥控制進(jìn)水。當(dāng)水位低于下限位時(shí)，電磁閥Y打開(kāi)進(jìn)水。當(dāng)水位高于上限位時(shí)，電磁閥Y關(guān)閉。下限位傳感器為S1，水位低于S1時(shí)，S1閉合；水位高于S1時(shí)，S1斷開(kāi)。上限位傳感器為S2，水位高于S2時(shí)，S2閉合；水位低于S2時(shí)，S2斷開(kāi)。 水箱自動(dòng)儲(chǔ)水控制系統(tǒng)示意圖解：(1) I/O分配：I/O分配表如表2所示：表2 水箱自動(dòng)儲(chǔ)水控制系統(tǒng)I/O分配表輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明下限位傳感器S1電磁閥Y上限位傳感器 S2(2) 程序如圖所示：水箱自動(dòng)儲(chǔ)水控制程序試設(shè)計(jì)程序?qū)崿F(xiàn)運(yùn)料車(chē)自動(dòng)裝、卸料的控制程序?？刂埔笕缦拢孩伲稍贏、B兩地分別啟動(dòng)。運(yùn)料車(chē)啟動(dòng)后，自動(dòng)返回A地停止，同時(shí)控制料斗門(mén)的電磁閥Y1打開(kāi)，開(kāi)始下料。1分鐘后，電磁閥Y1斷開(kāi)，關(guān)閉料斗門(mén)，運(yùn)料車(chē)自動(dòng)向B地運(yùn)行。到達(dá)B地后停止，小車(chē)底門(mén)由電磁閥Y2控制打開(kāi)，開(kāi)始卸料。1分鐘后，運(yùn)料車(chē)底門(mén)關(guān)閉，開(kāi)始返回A地。之后重復(fù)運(yùn)行。②運(yùn)料車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中，可用手動(dòng)開(kāi)關(guān)使其停車(chē)。再次啟動(dòng)后，可重復(fù)①中內(nèi)容。 運(yùn)料車(chē)自動(dòng)裝、卸料控制示意圖解：(1) I/O分配：I/O分配表如表3所示。表3 運(yùn)料車(chē)自動(dòng)裝、卸料控制I/O分配表輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明正轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕正轉(zhuǎn)輸出反轉(zhuǎn)啟動(dòng)按鈕反轉(zhuǎn)輸出A點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)電磁閥Y1B點(diǎn)行程開(kāi)關(guān)電磁閥Y2停止按鈕(2) 程序如圖所示：運(yùn)料車(chē)自動(dòng)裝、卸料控制程序 試設(shè)計(jì)三臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)、反序停止的控制的程序?？刂埔笕缦拢喊聪聠?dòng)按鈕后，三臺(tái)電機(jī)按MMM3的順序隔2秒啟動(dòng)；按下停止按鈕后，三臺(tái)電機(jī)按MMM1的順序隔2秒停止。解：(1) I/O分配：I/O分配表如表4所示。表4 三臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)、反序停止控制I/O分配表輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明啟動(dòng)按鈕M1控制繼電器停止按鈕M2控制繼電器M3控制繼電器(2) 程序如圖所示：三臺(tái)電機(jī)順序啟動(dòng)，反序停止控制程序9. 試設(shè)計(jì)工業(yè)檢測(cè)打標(biāo)控制的程序?？刂埔笕缦拢海?號(hào)位置通過(guò)傳感器SB1可以檢測(cè)工件有無(wú)缺陷，若有缺陷(SB1閉合)則在4號(hào)位置將電磁閥Y通電100ms控制噴槍向工件噴射次品標(biāo)志。檢測(cè)臺(tái)通過(guò)傳感器SB2在每個(gè)工件到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)時(shí)發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)。試編程實(shí)現(xiàn)檢測(cè)及打標(biāo)控制。 工業(yè)檢測(cè)打標(biāo)系統(tǒng)控制示意圖解：(1) I/O分配I/O分配表如表5所示。表5 工業(yè)檢測(cè)打標(biāo)系統(tǒng)控制I/O分配表輸入觸點(diǎn)功能說(shuō)明輸出線圈功能說(shuō)明工件檢測(cè)信號(hào)(SB1)電磁閥Y工件到位脈沖(SB2)(2) 程序如圖所示：工業(yè)檢測(cè)打標(biāo)系統(tǒng)控制程序。解：程序如圖所示：