【正文】 運算功能簡單PLC的運算功能包括邏輯運算,計時和計數(shù)功能。普通 PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位,比較等運算功能。較復(fù)雜運算功能有代數(shù)運算,數(shù)據(jù)傳送等。,目前在PLC中都已具有通信功能,有些產(chǎn)品具有與下位機的通信,有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信,有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計選型時應(yīng)從實際應(yīng)用的要求出發(fā),合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應(yīng)用場合,只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能,有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較,當(dāng)用于模擬量檢測和控制時,才使用代數(shù)運算,。 (二) 控制功能控制功能包括PID控制運算,前饋補償控制運算,比值控制運算等,應(yīng)根據(jù)控制要求確定。PLC 主要用于順序邏輯控制,因此,大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制,有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能,提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量。例如 采用 PID 控制單元,高速計數(shù)器,帶速度補償?shù)哪M單元,ASC碼轉(zhuǎn)換單元等。 (三) 通信功能大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議(如 TCP/IP),需要時應(yīng)能與工廠管理網(wǎng) (TCP/IP) ISO/IEEE 通信標準,應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)。 PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信(RS2232C/422A/423/485),RIO 通信口,工業(yè)以太網(wǎng),常用DCS接口等。大中型PLC通信總線(含接口設(shè)備和電纜)應(yīng)1:1冗余配置,通信總 線應(yīng)符合國際標準,通信距離應(yīng)滿足裝置實際要求 PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中,上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps,通信負荷不大于60%。PLC 系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式:1)PC為主站,多臺同型號PLC為從站,組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)。 2)1臺PLC為主站,其他同型號PLC為從站,構(gòu)成主從式 PLC 網(wǎng)絡(luò)。3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為 DCS 的子網(wǎng)。4)專用PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠商的專用 PLC 通信網(wǎng)絡(luò))。 為減輕CPU通信任務(wù),根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實際需要,應(yīng)選擇具有不同通信功能的通信處理器。 (四) 編程功能離線編程方式:PLC和編程器公用一個CPU,編程器在編程模式時,CPU 只為編程器提供服務(wù),不對現(xiàn)場設(shè)備進行控制。完成編程后,編程器切換到運行模式,CPU 對現(xiàn)場設(shè)備進行控制,不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本,但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式:CPU和編程器有各自的CPU,主機 CPU 負責(zé)現(xiàn)場控制,并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換,編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機,下一掃描周期,但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便,在大中型PLC中常采用五種標準化編程語言:順序功能圖(SFC),梯形圖(LD),功能模塊圖(FBD)三種圖形化語言和語句表(IL),結(jié)構(gòu)文本(ST)(IEC6113123)同時,還應(yīng)支持多種語言編程形式如 Basic 等,以滿足特殊控制場合的控制要求。 PLC的選擇與控制電路的設(shè)計 PLC的選擇原則（1）結(jié)構(gòu)選擇根據(jù)物理結(jié)構(gòu)的不同，PLC分為整體式、模塊式和疊裝式。整體式的每一I/O點的平均價格比模塊式便宜，小型電氣控制系統(tǒng)一般使用整體式可編程控制器。此次所設(shè)計的電氣控制系統(tǒng)屬于小型開關(guān)量電氣控制系統(tǒng)沒有特殊的控制任務(wù)，整體式PLC完全可以滿足控制要求，且在性能相同的情況下，整體式PLC較模塊式和疊裝式PLC價格便宜。簡單順序控制系統(tǒng)適宜選用整體式PLC。（2）輸入輸出點數(shù)確定PLC的實際輸出點數(shù)應(yīng)等于或大于所需輸出點數(shù)11，在條件許可的情況下盡可能留有10%20%的裕量。（3）輸出模塊類型選擇PLC輸出模塊有繼電器型、晶體管型和雙向可控硅型三種。繼電器型輸出模塊的觸點工作電壓范圍廣，導(dǎo)通壓降小，承受瞬間過電壓和過電流的能力較強，每一點的輸出容量較大（可達2A）,在同一時間內(nèi)對導(dǎo)通的輸出點的個數(shù)沒有限制，但動作速度慢，壽命有一定的限制。晶體管型與雙向可控硅型輸出模塊分別用于直流負載和交流負載，它們的可靠性高，反應(yīng)帶寬快，壽命長，但是過載能力差，4點同時輸出的總?cè)萘坎坏贸^2A。根據(jù)設(shè)計要求有啟動、限位開關(guān)SQSQSBSB接觸器觸頭5個,九個輸入點Y0、YYYYY六個輸出點，如表31所示：表31輸入輸出輸入點數(shù)量輸出點數(shù)量SQ1～SQ22Y0～Y56 SB1～SB22其它5合計9合計6S7200系列PLC具有功能強、擴展容易、編程軟件使用方便、性價比高等優(yōu)點，所以本次設(shè)計采用S7200CPU224系列PLC。此系統(tǒng)有14個輸入10個輸出。 硬件接線圖1. 電動機M1和M2的主電路FU M1正反轉(zhuǎn)控制線路 M2全壓起動控制線路KM1SB1KM2SB2KM1SQ1SQ2QK1QK2QK3COMQK4COM 圖34 I/O接線圖（要加各種保護裝置如熔斷器，熱保護器等）第四章 系統(tǒng)軟件的設(shè)計與實現(xiàn) PLC的I/O分配 分配I/O地址時要注意以下問題：（1） 設(shè)備I/O地址盡可能連續(xù)；（2） 相鄰設(shè)備I/O地址盡可能連續(xù)；（3） 輸入/輸出I/O地址分開；（4） 每一框架I/O地址不要全部占滿，要留有一定的余量，便于系統(tǒng)擴展和工藝流程的改，但不宜保留太多，否則會增加系統(tǒng)成本；（5） 充分考慮控制柜與控制柜之間、框架與框架之間、模塊與模塊之間的信號聯(lián)系，合理地安排I/O地址，減少它們之間的內(nèi)部連線。I/O分配表名稱代號輸入名稱代號輸出啟動按鈕SB1控制電動機M1正轉(zhuǎn)接觸器Y0停止按鈕SB2控制電動機M1反轉(zhuǎn)接觸器Y1上限位開關(guān)SQ1M2運行、加料Y2下限位開關(guān)SQ2料斗上升指示燈Y3上升單動開關(guān)QK1料斗下降指示燈Y4下降單動開關(guān)QK2加料指示燈Y5加料單動開關(guān)QK3單動\連續(xù)開關(guān)QK4 順序功能圖、梯形圖及程序工作過程簡析 順序功能圖 順序控制就是按照生產(chǎn)工藝預(yù)先規(guī)定的順序，在各個輸入信號作用下，根據(jù)內(nèi)部狀態(tài)和時間順序，使生產(chǎn)過程中各個執(zhí)行機構(gòu)自動而有序地進行工作。用ＰＬＣ進行生產(chǎn)過程的順序控制時，首先要根據(jù)系統(tǒng)工藝過程畫出順序功能圖，然后將功能圖轉(zhuǎn)換成梯形圖或語句指令表程序。T37T37T38原點初始啟動單步/連續(xù)PLC運行指示燈皮帶電機M2轉(zhuǎn)動皮帶運行指示燈延時20S電動機M1正轉(zhuǎn)料斗上升提示（綠燈）電動機M1停止延時XS電動機M1反轉(zhuǎn)料斗下降提示（紅燈）電動機M1停止上限位下限位 梯形圖及程序工作過程簡析　　梯形圖編程是目前用的最多的ＰＬＣ編程語言。梯形圖是在繼電器－接觸器控制電路的基礎(chǔ)上簡化了符號而演變來的，也可以說它是借助于類似繼電器的常開觸點、常閉觸點、線圈及串聯(lián)與并聯(lián)等術(shù)語和符號，根據(jù)控制要求聯(lián)接而成的表示ＰＬＣ輸入與輸出之間邏輯關(guān)系的圖形，在簡化的同時還增加了許多功能強大、使用靈活的基本指令和功能指令等，同時將計算機的特點結(jié)合進去，使編程更加容易，而實現(xiàn)的功能卻大大超過傳統(tǒng)繼電器控制電路，它形象、直觀、實用。（程序考慮加一些通電禁止輸出程序、故障顯示程序等，盡量再復(fù)雜一些，否則感覺有點簡單）加料指示燈亮電動機Ｍ２啟動，給爬斗加料延時２０Ｓ加料時間爬斗下降到加料位置，電動機Ｍ１停轉(zhuǎn)下降指示燈亮電動機Ｍ１反轉(zhuǎn)，爬斗下降爬斗上升到翻斗位置，電動機Ｍ１停轉(zhuǎn)，爬斗翻斗上升指示燈亮電動機Ｍ１正轉(zhuǎn)，爬斗上升單步＼連續(xù)切換第5章 檢測與調(diào)試后期工作操作過程簡要說明（1）。，程序連續(xù)運行；，程序單動運行。（2）當(dāng)選擇單動時，M1正轉(zhuǎn)爬斗上升，；，M1反轉(zhuǎn)爬斗下降，；，M2運行，進行加料。（3）當(dāng)選擇連續(xù)運行時，M1正轉(zhuǎn)爬斗上升，；到達SQ1位置時，M1正轉(zhuǎn)停止，開始反轉(zhuǎn)，爬斗下降，；到達SQ2位置時，M1停止運行，M2開始運行，進行加料，；加料20秒后，M2停止運行，M1又開始正轉(zhuǎn)，爬斗上升，如此循環(huán)下去。（4），啟動時可以使爬斗從上升或下降開始運行。常見故障及排除方案(1)檢查單動/連續(xù)開關(guān)能否正常選擇？不能：、連線錯誤或者是程序編輯錯誤。解決方案：檢查設(shè)備連線和開關(guān)，程序重編。(2)檢查PLC能否從最后1步(加料完畢)回到步1(爬斗上升)開始新一輪循環(huán)?不能：可能少一個互鎖環(huán)節(jié)或者程序錯誤。解決方案：加一個互鎖環(huán)節(jié)或程序重編。(3)按下停止按鈕爬斗能否停止在任意位置，啟動時可以使爬斗從上升或下降開始運行?不能：程序錯誤。解決方案：修改程序。課程設(shè)計總結(jié)通過此次程序設(shè)計以及在其中遇到的種種調(diào)試問題和運行故障，讓我充分的認識到了自己知識結(jié)構(gòu)的漏洞和處理問題的弊端。之前我們也做過一些程序由于那些程序相比之下比較簡單還有就是基于指導(dǎo)書上的程序做一下改動就能實現(xiàn)，而此次設(shè)計則是完全由自己編寫，當(dāng)我把自己寫的程序到輸?shù)絇LC中驗證的時候，才發(fā)現(xiàn)不是不能運行，就是運行的結(jié)果不符合要求。面對在調(diào)試中出現(xiàn)種種的問題，才發(fā)現(xiàn)自己對PLC的理解還很不到位之前只是對程序有個大體的理解，對細節(jié)的準確把握上還很不夠。此次設(shè)計不同于以往之處就是不再是和同學(xué)分工與合作的完成的，而是由我自己獨立編輯并完成的，當(dāng)然其中難免會遇到各種問題，然而這些正是我的此次設(shè)計的收獲。它不僅加強了我發(fā)現(xiàn)問題解決問題的能力，而且是我充分理解了“他山之石可以攻玉”這句話的深刻含義，因為個人的力量畢竟是有限的，所以在處理和一些較為棘手的問題的時，通過和老師同學(xué)的溝通后思路就變得清晰了很多，并且還可以省去一些不必要的步驟，使自己的程序變得更加簡單明了?？偟膩碚f這次設(shè)計除了使我掌握一套適合自己的解決問題的方法外同樣也在對理論的運用中，提高了我的工程素質(zhì)。致謝最后要感謝幫助我的老師和同學(xué)，特別感謝這門課程指導(dǎo)老師喬守全老師平日里教于我們的基礎(chǔ)知識；更是在畢業(yè)之季來臨之前連續(xù)好幾次的指導(dǎo)和幫助；同樣也感謝我的同學(xué)們對我學(xué)習(xí)上的交流和提示；沒有你們的幫助我也不可能這么順利的完成該程序設(shè)計。此外也感謝學(xué)校給我們這樣的一個自己動手設(shè)計的好機會！參考文獻[1] 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