【正文】 樣由于觸點(diǎn)接觸不良造成誤操作，PLC的開(kāi)關(guān)量啟停都使用軟件完成，所以它具有很高的工作可靠性和安全性。PLC在硬件上和內(nèi)部軟件上都采用了抗干擾措施，使用它的抗干擾性很高。（5）易于維修、自我診斷PLC的故障出現(xiàn)率低，若發(fā)生故障，內(nèi)置程序能快速查找出故障原因。常使用更換模塊的方法來(lái)排除故障。（6）系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試簡(jiǎn)單 PLC控制系統(tǒng)用內(nèi)部軟件完成，省去很多繼電器，計(jì)數(shù)器，定時(shí)器[16]等器件的使用。用戶用編程語(yǔ)言編輯程序時(shí)，由于語(yǔ)言易懂，編程方法簡(jiǎn)單，使得用戶設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單便捷。調(diào)試和模擬時(shí)，一方面可以再實(shí)驗(yàn)室用信號(hào)開(kāi)關(guān)來(lái)模擬查看結(jié)果，另一方面可以再計(jì)算機(jī)上使用STEP 7Micro/WIN編程軟件查錯(cuò)、調(diào)試和模擬，這使得PLC的多方面應(yīng)用都很便捷和人性化。 PLC的應(yīng)用PLC的應(yīng)用已遍布很多工控領(lǐng)域，并且它的應(yīng)用范圍[13]還在不斷地?cái)U(kuò)大，下面簡(jiǎn)單介紹下PLC的應(yīng)用：（1）邏輯量控制和數(shù)字量控制早期的PLC就已具有邏輯量的控制，1/0控制方法簡(jiǎn)化了復(fù)雜的程序，也增快了處理器的運(yùn)作速度。而在PLC發(fā)展較快的年代，針對(duì)數(shù)字量的處理，PLC采用了“與”、“或”、“非”等邏輯控制指令來(lái)編輯程序，以便實(shí)現(xiàn)開(kāi)關(guān)通斷，電路的分支和串并聯(lián)等功能。（2）運(yùn)動(dòng)控制PLC能對(duì)直線運(yùn)動(dòng)、圓周運(yùn)動(dòng)與速度、加速度施以控制，將運(yùn)動(dòng)控制與程序控制有機(jī)結(jié)合起來(lái)。它能廣泛地應(yīng)用于各類(lèi)切割成型機(jī)械，裝配機(jī)械等。（3）閉環(huán)過(guò)程控制閉環(huán)過(guò)程控制是指對(duì)模擬量的控制。例如對(duì)溫度，速度，流量的閉環(huán)控制。其中使用到數(shù)字量和模擬量的轉(zhuǎn)換（A/D和D/A）。對(duì)模擬量實(shí)施PID控制（比例積分微分）。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于化工、電力、冶金等行業(yè)。（4）數(shù)據(jù)處理PLC的數(shù)學(xué)運(yùn)算包含很多種，有整數(shù)運(yùn)算，浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，邏輯預(yù)算，位運(yùn)算等，PLC還具有數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)傳輸，排序查表等功能。在工控各領(lǐng)域都要用到這一應(yīng)用。（5）聯(lián)網(wǎng)通信 PLC和各種設(shè)備聯(lián)網(wǎng)，互相傳遞信息，實(shí)現(xiàn)集散控制。PLC的通信有各個(gè)模塊之間的通信，CPU與I/O口通信，多臺(tái)PLC間互相通信，與計(jì)算機(jī)等智能器件間的通信等。常用于中大型工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)發(fā)場(chǎng)所，多臺(tái)設(shè)備配合控制管理系統(tǒng)的整體運(yùn)行。 系統(tǒng)控制程序根據(jù)第三章的設(shè)計(jì)方案和I/O口地址分配，寫(xiě)出各個(gè)模塊相關(guān)的程序。下面詳細(xì)分析每個(gè)模塊的程序。 發(fā)電機(jī)啟動(dòng)程序發(fā)電機(jī)啟動(dòng)程序中包括系統(tǒng)總啟動(dòng)、風(fēng)速模擬量輸入、與正常風(fēng)速參數(shù)比較、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)和顯示等部分。圖 41 系統(tǒng)總啟動(dòng)、模擬量轉(zhuǎn)換梯形圖 在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中需要用到模擬量的輸入和A/D轉(zhuǎn)換值的轉(zhuǎn)換。假設(shè)模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)為A0Am（例如：420mA），A/D轉(zhuǎn)換以后的數(shù)值為D0Dm（例如：640032000），模擬量的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)是A，A/D轉(zhuǎn)換后的相應(yīng)數(shù)值為D，由于是線性關(guān)系，函數(shù)關(guān)系A(chǔ)=f（D）可以表示為數(shù)學(xué)方程： A=(DD0) (AmA0)/(DmD0)+A0 ()根據(jù)該方程，可以依據(jù)D的值計(jì)算出A值。將該方程逆變換，得出函數(shù)關(guān)系D=f（A）可以表示為數(shù)學(xué)方程： D=(AA0) (DmD0)/ (AmA0)+D0 ()在以下程序中遇到模擬量轉(zhuǎn)換。網(wǎng)絡(luò)1中。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，外部風(fēng)速模擬量由EM231輸入模塊讀入，該模塊的第一個(gè)通道連接一塊帶420mA變送輸出的風(fēng)速顯示儀表，轉(zhuǎn)換為數(shù)值640032000。該儀表的量程設(shè)置為020m/s，即0m/s時(shí)輸出4mA，20m/s時(shí)輸出20mA。風(fēng)速顯示儀的鉑電阻輸入端接入一個(gè)220歐姆可調(diào)電位器。X表示輸入的模擬量，D表示轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。X=(200)(D6400)/(320006400)0 ()D=1280X+6400 ()將風(fēng)速模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，AIW0送AC0,AC0/。模擬量轉(zhuǎn)換后存在VD220，將VD220中數(shù)值與正常風(fēng)力發(fā)電參數(shù)的上下限值進(jìn)行比較，在3m/s5m/s風(fēng)速范圍內(nèi)有信號(hào)則啟動(dòng)發(fā)電機(jī)（）；假若大于風(fēng)速范圍，則發(fā)出停機(jī)警報(bào)（），工作人員察覺(jué)后可以手動(dòng)停機(jī)。圖 42 參數(shù)比較、發(fā)電機(jī)啟動(dòng)梯形圖 偏航控制程序偏航控制程序是根據(jù)不同值的風(fēng)向標(biāo)夾角而采取不同的偏航控制策略。根據(jù)上一節(jié)關(guān)于風(fēng)速模擬量轉(zhuǎn)換的介紹，同樣地，風(fēng)向模擬量可以同樣的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。外部風(fēng)向模擬量AIW2由EM231輸入模塊讀入。該模塊的第二個(gè)通道連接一塊帶420mA變送輸出的風(fēng)向顯示儀表，轉(zhuǎn)換為數(shù)值640032000。該儀表的量程設(shè)置為0360176。，即0176。時(shí)輸出4mA，360176。時(shí)輸出20mA。風(fēng)速顯示儀的鉑電阻輸入端接入一個(gè)220歐姆可調(diào)電位器。X表示輸入的模擬量，D表示轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。X=(3600)(D6400)/(320006400)0 ()D=+6400 ()將風(fēng)向模擬量進(jìn)行轉(zhuǎn)換，AIW2送AC1,AC0/。圖43詳細(xì)表示這一轉(zhuǎn)換過(guò)程。圖 43 風(fēng)向模擬量轉(zhuǎn)換梯形圖網(wǎng)絡(luò)7中，176。176。之間的數(shù)。圖 44 風(fēng)向標(biāo)夾角區(qū)間設(shè)置梯形圖圖44表示將風(fēng)向標(biāo)夾角（范圍145176。205176。）分為7個(gè)區(qū)間：155176。；155176。165176。之間；165176。171176。之間；171176。189176。之間；189176。195176。之間；195176。205176。之間；205176。接下來(lái)將對(duì)這7個(gè)角度區(qū)間進(jìn)行不同的控制策略。180176。表示正對(duì)迎風(fēng)面。接下來(lái)將對(duì)這7個(gè)角度區(qū)間進(jìn)行不同的控制策略。180176。表示正對(duì)迎風(fēng)面。180176。將啟動(dòng)向左偏航的電動(dòng)機(jī)，180176。將啟動(dòng)向右偏航的電動(dòng)機(jī)。機(jī)艙偏轉(zhuǎn)角度的大小由電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間決定，偏轉(zhuǎn)角度越小，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間越短，相反偏轉(zhuǎn)角度越大，電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間越長(zhǎng)。在合適的風(fēng)向范圍內(nèi)（傳感器、電機(jī)工作有誤差171176。189176。），則兩個(gè)電動(dòng)機(jī)均不做任何動(dòng)作，顯示合適風(fēng)向指示燈。圖 45 145176。155176。、155176。165176。、165176。171176。角度區(qū)間控制梯形圖圖45表示了風(fēng)向標(biāo)夾角為145176。155176。、155176。165176。和165176。171176。時(shí)的控制方法。在145176。155176。時(shí)，啟動(dòng)向右偏航的電動(dòng)機(jī)（）并且運(yùn)作延時(shí)90s；在155176。165176。時(shí)，啟動(dòng)向右偏航的電動(dòng)機(jī)（）并且運(yùn)作延時(shí)50s；在165176。171176。時(shí)，啟動(dòng)向右偏航的電動(dòng)機(jī)（）并且運(yùn)作延時(shí)20s。風(fēng)向標(biāo)夾角為145176。155176。（），經(jīng)上升沿有效接通，接通延時(shí)定時(shí)器T37開(kāi)始計(jì)時(shí)。在計(jì)時(shí)90s后，定時(shí)器位OFF,當(dāng)前值=0。這段程序?qū)崿F(xiàn)了偏航電機(jī)延時(shí)工作的功能。風(fēng)向標(biāo)夾角為155176。165176。區(qū)間和165176。171176。區(qū)間控制方法也是如出一轍。越接近180176。，偏航電動(dòng)機(jī)運(yùn)作時(shí)間越短，使之接近合適風(fēng)向角度區(qū)間。由于篇幅限制，不列出其他三個(gè)角度區(qū)間的控制梯形圖。其他三個(gè)角度區(qū)間的控制方法和前兩種相似。在189176。195176。時(shí)，啟動(dòng)向左偏航的電動(dòng)機(jī)（）并且運(yùn)作延時(shí)20s。在195176。205176。時(shí)，啟動(dòng)向左偏航的電動(dòng)機(jī)（）并且運(yùn)作延時(shí)50s。在205176。215176。時(shí)，啟動(dòng)向左偏航的電動(dòng)機(jī)（）并且運(yùn)作延時(shí)90s。171176。189176。屬于傳感器和電機(jī)運(yùn)作的誤差范圍之內(nèi)，所以不需要偏航電機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，只需對(duì)其這種狀態(tài)進(jìn)行顯示，打開(kāi)指示燈（）顯示在合適的風(fēng)向標(biāo)夾角內(nèi)。圖 46 171176。189176。角度區(qū)間控制梯形圖 溫度控制程序在溫度控制中，主控制完成系統(tǒng)的初始化，總系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止，單個(gè)系統(tǒng)溫控啟動(dòng)、停止和急停，計(jì)時(shí)器的設(shè)定等。根據(jù)系統(tǒng)的按鍵信息調(diào)用子程序SBR0和SBR1傳送PID控制參數(shù)。子程序SBR0是機(jī)艙溫度參數(shù)輸入和PID參數(shù)設(shè)定，子程序SBR1是塔架內(nèi)部溫度參數(shù)輸入和PID參數(shù)設(shè)定。定時(shí)器0每20ms中斷一回，進(jìn)入中斷程序INT0進(jìn)行處理。中斷程序INT0對(duì)兩個(gè)對(duì)象分別進(jìn)行控制。每一個(gè)控制對(duì)象都有溫度傳感器檢測(cè)室內(nèi)溫度值。在這個(gè)溫度控制系統(tǒng)中，一共有8個(gè)按鍵開(kāi)關(guān)量輸入，溫度總啟動(dòng)按鈕與溫度總停止按鈕控制總個(gè)系統(tǒng)?？倖?dòng)按鈕控制整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行，總停止按鈕控制整個(gè)系統(tǒng)停止運(yùn)行。機(jī)艙和塔架內(nèi)部每個(gè)均可以通過(guò)各自的按鈕實(shí)現(xiàn)自行控制，啟動(dòng)按鈕控制啟動(dòng)溫度調(diào)控系統(tǒng)的運(yùn)行，停止按鈕控制停止溫度調(diào)控系統(tǒng)的運(yùn)行，急停按鈕禁止機(jī)艙或塔架內(nèi)部的輸出控制，保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作。在溫控系統(tǒng)中，需要處理的數(shù)據(jù)分配在多個(gè)內(nèi)存地址。表41列出溫控系統(tǒng)的內(nèi)存分配表：表41溫控系統(tǒng)內(nèi)存分配表名稱(chēng)地址數(shù)據(jù)大小機(jī)艙P(yáng)ID表VB1008位機(jī)艙過(guò)程變量VD10032位機(jī)艙參數(shù)設(shè)定值VD10432位機(jī)艙輸出值VD10832位機(jī)艙溫度增益VD11232位機(jī)艙采樣時(shí)間VD11632位機(jī)艙積分時(shí)間VD12032位機(jī)艙微分時(shí)間VD12432位機(jī)艙積分前項(xiàng)VD12832位機(jī)艙過(guò)程前值VD13232位塔架內(nèi)部PID表VB1368位塔架內(nèi)部過(guò)程變量VD13632位塔架內(nèi)部參數(shù)設(shè)定值VD14032位塔架內(nèi)部輸出值VD14432位塔架內(nèi)部溫度增益VD14832位塔架內(nèi)部采樣時(shí)間VD15232位塔架內(nèi)部積分時(shí)間VD15632位塔架內(nèi)部微分時(shí)間VD16032位塔架內(nèi)部積分前項(xiàng)VD16432位塔架內(nèi)部過(guò)程前值VD16832位機(jī)艙溫度VD20016位塔架內(nèi)部溫度VD20216位機(jī)艙P(yáng)ID輸出VD21616位塔架內(nèi)部PID輸出VD21816位圖 47溫控系統(tǒng)初始化梯形圖圖 48系統(tǒng)啟動(dòng)和停止控制梯形圖圖47中網(wǎng)絡(luò)26完成定時(shí)中斷的設(shè)置、中斷使能、中斷條件設(shè)置的任務(wù)，設(shè)置中斷INT_1的中斷時(shí)間為10，定時(shí)中斷的時(shí)間間隔為20ms。操作人員摁下溫控總啟動(dòng)或溫控總停止按鈕。處理系統(tǒng)讀取按鍵信息，根據(jù)信息執(zhí)行相關(guān)的動(dòng)作，啟動(dòng)或停止系統(tǒng)，操作總進(jìn)氣閥和排氣閥。，兩者均為上升沿時(shí)有效接通。，（=1）。, （=0）。圖 49機(jī)艙溫度控制梯形圖圖49中程序的功能是根據(jù)運(yùn)行信息判斷確認(rèn)系統(tǒng)的進(jìn)氣閥開(kāi)與關(guān)，控制送風(fēng)機(jī)的運(yùn)行等。在溫度控制系統(tǒng)中，選用冷卻機(jī)來(lái)控制制冷系統(tǒng)，冷卻機(jī)控制電路的控制電壓Vk為0~5V。然而模擬量輸出模塊EM232提供的電壓為0~10V。EM232模塊0~10V的電壓可以轉(zhuǎn)換為0~32000之間的數(shù)字量進(jìn)行控制，因?yàn)槔鋮s機(jī)電壓只可以是0~5V，所以PLC送到EM232的最大數(shù)字量為16000，在PID的輸出值送到模塊EM232時(shí)，要乘以16000不是乘以32000，保證送至冷卻機(jī)電路的電壓在5V之內(nèi)。另外，PID的輸出值不可以直接加至EM232，冷卻機(jī)控制信號(hào)變大時(shí)，冷卻機(jī)內(nèi)部控制的導(dǎo)通角后移，使得輸出電壓反而降低。所以PLC輸出的數(shù)字量必須為16000（16000PID輸出值），這樣才能實(shí)現(xiàn)溫度的控制。PLC輸出的數(shù)字量正好為16000時(shí)表示進(jìn)氣閥停止進(jìn)氣。分析程序網(wǎng)絡(luò)28，首先分別對(duì)機(jī)艙溫度控制啟動(dòng)（）和停止（）的運(yùn)行標(biāo)志置位，；。遇到緊急情況，需按下急停按鈕（），即使禁止機(jī)艙的輸出控制同時(shí)使得電動(dòng)機(jī)狀態(tài)復(fù)位，保護(hù)設(shè)備誤動(dòng)作。，循環(huán)室內(nèi)氣體均勻降溫。在機(jī)艙溫控系統(tǒng)工作時(shí)，控制風(fēng)機(jī)狀態(tài)（）運(yùn)行并且進(jìn)入子程序SBR_0。調(diào)用子程序?qū)C(jī)艙溫度控制PID參數(shù)傳送到相關(guān)地址，進(jìn)行檢測(cè)判斷，執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。假設(shè)機(jī)艙溫度過(guò)程變量大于溫度設(shè)定值，將運(yùn)算所得的PID輸出送到擴(kuò)展模擬量輸出模塊EM232的AQW0進(jìn)氣閥；假設(shè)機(jī)艙溫度過(guò)程變量小于等于溫度設(shè)定值，控制機(jī)艙溫控系統(tǒng)急停（）,并將模塊EM232的AQW0值設(shè)為16000，這表示進(jìn)氣閥關(guān)閉。由于塔架內(nèi)部溫度控制與機(jī)艙溫度控制方式類(lèi)似且限于篇幅，將塔架內(nèi)部溫控系統(tǒng)程序略去。塔架內(nèi)部溫控系統(tǒng)的啟動(dòng)、。圖410為機(jī)艙溫控子程序。這段程序?qū)C(jī)艙的實(shí)際溫度模擬量轉(zhuǎn)換并且傳送到控制器相關(guān)地址，再傳送PID參數(shù)也傳送至相關(guān)內(nèi)存單元，進(jìn)行溫度檢測(cè)與判斷，再返回主程序與參數(shù)比對(duì)，執(zhí)行相關(guān)的操作，例如打開(kāi)排氣閥或關(guān)閉進(jìn)氣閥。其中網(wǎng)絡(luò)1中將擴(kuò)展模擬量輸入模塊EM231中的AIW4機(jī)艙溫度模擬值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。根據(jù)上一節(jié)關(guān)于風(fēng)向模擬量轉(zhuǎn)換的介紹，同樣地，溫度模擬量可以同樣的方法進(jìn)行轉(zhuǎn)換。外部風(fēng)向模擬量AIW4由EM231輸入模塊讀入。該模塊的第三個(gè)通道連接一塊帶420mA變送輸出的風(fēng)向顯示儀表，轉(zhuǎn)換為數(shù)值640032000。該儀表的量程設(shè)置為0100℃，即0℃時(shí)輸出4mA，100℃時(shí)輸出20mA。風(fēng)速顯示儀的鉑電阻輸入端接入一個(gè)220歐姆可調(diào)電位器。X表示輸入的模擬量，D表示轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量。X=(1000)(D6400)/(320006400)0 ()D=256X+6400 ()溫度值送至內(nèi)存地址VW200,VW2006400送VW200,VW200/256送VW200,VW200中即為機(jī)艙溫度數(shù)字量。下圖則明確說(shuō)明了機(jī)艙的實(shí)際溫度模擬量轉(zhuǎn)換具體過(guò)程。圖 410 機(jī)艙溫控子程序SBR_0梯形圖網(wǎng)絡(luò)2中傳送機(jī)艙溫控