【正文】 . 運行中編輯模式 . 診斷 LED . 浮點運算 最大數(shù)字 I/O 點 114 DI / 110 DO 執(zhí)行時間 (位指令 ) μs 程序存儲器 16384 B 數(shù)據(jù)存儲器 10240 B 存儲器模塊 可用 模擬量 I/O CPU 本體內(nèi)置 2AI / 1 AO AI 32 / AO 29 最大 45 溫度測量模塊 16 位分辨率（ 15 位 +1 符號位） T， S， R， E， N， K， J， TC， 100,200,500,1000 ohm Pt100 特殊模塊 因特網(wǎng)和內(nèi)置 Web 服 23 務器； SIWAREX 稱重傳感器單元；運動；調(diào)制解調(diào)器 網(wǎng)絡(luò)功能 串 行 通 訊 ；ASInterface； Profi busDP 從站；模擬電話；以太網(wǎng) /因特網(wǎng)； GPRS； Modbus 主站 /從站 網(wǎng) 絡(luò) 主 站 功 能 Modbus RTU 主站和 ASInterface 主站 TRCW 檢重秤采用一系列模塊化設(shè)計，可以滿足嚴苛的生產(chǎn)要求，食品衛(wèi)生級設(shè)計、清洗方便、維護便捷、操作簡單、結(jié)構(gòu)耐用；快速稱重信號采集，實現(xiàn)高精度控制；可定制稱重臺大小、可調(diào)的皮帶速度、可選的自動分選剔除機構(gòu)，滿足食品、飲料、日化、制藥等行業(yè)基本檢重需求。是具有模擬量 I/O 和強大控制能力的新型 CPU。 20K 字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲空間， 6 個獨立的高 速計數(shù)器（ 100KHz）， 2個 100KHz 的高速脈沖輸出， 2個 RS485通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。 本設(shè)計采用 SIEMENS S7224XP 的 PLC。但模塊式具有功能擴展靈活，維修方便（換模塊），容易判斷故障等優(yōu)點，要按實際需要選擇 PLC的結(jié)構(gòu)形式。但對模擬量控制的系統(tǒng)、特別是閉環(huán)系統(tǒng)就要考慮這個問題。 4. 對 I/O 口響應速度的選擇 PLC 的 I/O 響應時間包括輸入電路延遲、輸出電路延遲和掃描工作方式引起的時間延遲（一般在 2～ 3 個掃描周期）等。 3. 根據(jù)輸出負載的特點選型 不同的負載對 PLC 的輸出方式有不同的要求。 20 在存儲容量上，只能大概的進行估算，一般估算按容量的 50%~100%留有余量，對于缺乏經(jīng)驗的設(shè)計者。 /輸出點的選擇 盲目的選擇點數(shù)多的機型會造成一定的浪費。 第三 章 系統(tǒng)硬件設(shè)計 PLC 的選擇 目前，國內(nèi)外眾多的生產(chǎn)廠家提供了多種功能各異 的 PLC產(chǎn)品，應用中應該全面權(quán)衡利弊、合理地選擇機型才能達到經(jīng)濟實用的目的、一般選擇機型要滿足系統(tǒng)功能需要為宗旨，不要盲目貪大求全，以免造成投資和設(shè)備資源的浪費。也就是我們系統(tǒng)的上位機。 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應用、監(jiān)測運行、檢查維護不可缺少的器件，用于編程、對系統(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)場控制運行。 PLC系統(tǒng)的其他設(shè)備 PLC 系統(tǒng)的其他設(shè)備 ，基本功能是對信息和數(shù)據(jù)的處理。 19 2. 雙絞線 —— 是一種使用廣泛且價格便宜的傳輸介質(zhì)，分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線兩種，它由兩根彼此絕緣的導線按照一定規(guī)則以螺旋狀絞合在一起構(gòu)成的，雙絞線既可以傳輸模擬信號又可以傳輸數(shù)字信號，一般在傳輸模擬信號時，每隔 56Km 加一個放大器，傳輸數(shù)字信號時，每隔 23Km 加一個中繼器。在 PLC網(wǎng)絡(luò)應用中，普遍使用的是有線介質(zhì)。通常用的有 線介質(zhì)有雙絞線、同軸光纜和光纖等。 2. 傳輸介質(zhì) 傳輸介質(zhì)是 網(wǎng)絡(luò)中連接收發(fā)雙方的物理通道，也是通信中實際傳送信息的載體。 串行通信 的特點是只用一根數(shù)據(jù)線進行傳輸，多位數(shù)據(jù)必須在同一根數(shù)據(jù)線上按順序傳輸，因此，串行通信傳送速度要比并行通信慢，但是因為只要一根數(shù)據(jù)線進行傳輸，所以電路比較簡單，適合于多數(shù)位、長距離的通信傳輸。 并行通信的特點是將多個數(shù)據(jù)位同時進行傳輸，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)有多少位，就相應的有多少根傳輸線，因此并行通信的傳輸速度快。 一個通信系統(tǒng)，從硬件來看，是由發(fā)送設(shè)備、接收設(shè)備、控制設(shè)備和通信介質(zhì)等組成，從軟件來看，還必須有通信協(xié)議和通信軟件的配合。通過對通信技術(shù)的應用，可 以實現(xiàn)在多個系統(tǒng)之間進行數(shù)據(jù)的傳送、交和處理。除了完成邏輯控制功能外，還可以進行 PID 調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)采集和處理以及計算機通信等。許多 PLC 采用類似 PASCAL 語言的專用語言，系統(tǒng)軟件具有這種專用語言編程的自動編譯程序。這是國際電工委員會 (IEC)頒布的 PLC 編程語言之一。 (3)邏輯符號圖 ： 采用邏輯符號圖表示控制邏輯時，首先定義某些邏輯符號的功能和變量函數(shù)，它類似于 “ 與 ” 、 “ 或 ” 、 “ 非 ” 邏輯電路結(jié)構(gòu)的編程方式。 (2)語句表 ： 用語句表所描述的編程方式是一種與計算機匯編語言類似的助記符編程方式。這種編程語言繼承了傳統(tǒng)的繼電器控制邏輯中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運算方式和輸入輸出形式，使得程序直觀易讀。也有將這兩種方式結(jié)合起來表示 PLC 程序。表達方式有多種多樣，不同的 PLC生產(chǎn)廠家，不同的機種，采用的表達方式也不相同。伴隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡(luò)和國際通用網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越來越大的作用。從技術(shù)上看，計算機技術(shù)的新成果會更多地應用于可編程控制器的設(shè)計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；從產(chǎn)品規(guī)模上看，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產(chǎn)品的配套性上看，產(chǎn)品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設(shè)備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需 求；從市場上看，各國各自生產(chǎn)多品種產(chǎn)品的情況會隨著國際競爭的加劇而打破，會出現(xiàn)少數(shù)幾個品牌壟斷國際市場的局面，會出現(xiàn)國際通用的編程語言；從網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況來看，可編程控制器和其它工業(yè)控制計算機組網(wǎng)構(gòu)成大型的控制系統(tǒng)是可編程控制器技術(shù)的發(fā)展方向。這樣使得 PLC 軟、硬件功能發(fā)生了巨大變化。 近期的 PLC（ 80 年代中、后期至今） 進入 80 年代中、后期，由于超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場價格大幅度下跌，使 得各種類型的 PLC 所采用的微處理器的檔次普遍提高。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠程 I/O模塊、各種特殊功能模塊。 這樣，使 PLC得功能大大增強。 中期的 PLC（ 70 年代中期 — 80 年代中，后期） 在 70 年代，微處理器的出現(xiàn)使 PLC 發(fā)生了巨大的變化。因此，早期的 PLC 的性能要優(yōu)于繼電器控制裝置，其優(yōu)點包括簡單易懂，便于安裝，體積 16 小，能耗低，有故障指使，能重復使用等。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。它在硬件上以準計算機的形式出現(xiàn)，在 I/O接口電路上作了改進以適應工業(yè)控制現(xiàn)場的要求。 PLC的發(fā)展 雖然 PLC問世時間不長，但是隨著微處理器的出現(xiàn)，大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展和數(shù)據(jù)通訊技術(shù)的不斷進步， PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分三個階段： 早期的 PLC（ 60 年代末 — 70年代中期） 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。并由一臺計算機與多臺 PLC組成的分布式控制系統(tǒng)，進行“集中管理，分散控制”，建立工廠的自動化網(wǎng)絡(luò)。數(shù)據(jù)處理通常用于諸如柔性制造系統(tǒng)、機器人和機械手的控制系統(tǒng)等大中型控制系統(tǒng)中。 PLC 的位置控制典型應用有機器人的運動控制、機械手的位置控制、電梯運動控制等， PLC 還可以和計算機數(shù)控裝置組成數(shù)控機床，以數(shù)字控制方式控制零件的加工、金屬的切削等，實現(xiàn)高精度的加工。若使用專用的智能 PID 模塊，可以實現(xiàn)對模擬量的閉環(huán)控制。 —— 除了數(shù)字量之外， PLC還能控制連續(xù)變化的模擬量，如溫度、壓力、速度、流量、液位、電壓和電流等均為模擬量。如機床電氣控制、電動機控制、注塑機控制、電鍍流水線、電梯控制等等。但歸納起來， PLC的 主要應用有以下五個方面。 如今， PLC 不僅用于開關(guān)量控制，還用于模擬量及數(shù)字量的控制，可采集與存儲數(shù)據(jù)，還可對控制系統(tǒng)進行監(jiān)控；還可聯(lián)網(wǎng)、通訊，實現(xiàn)大范圍、跨地域的控制與治理。 PLC的應用 PLC 的應用領(lǐng)域，最初， PLC 主要用于開關(guān)量的邏輯控制。 PLC 的特點 PLC之所以越來越受到控制界人士的重視，是和它的優(yōu)點分不開的 : 1)功能齊全，它的適用性極強，幾乎所有的控制要求，它均能滿足； 2)應用靈活， 其標準的積木式硬件結(jié)構(gòu)，以及模塊化的軟件設(shè)計，使得它不僅可以適應大小不同、功能繁復的控制要求，而且可以適應各種工藝流程 變更較多的場合； 3)操作方便，維修容易，穩(wěn)定可靠。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。還可以利用 PC 作為編程器， PLC 生產(chǎn)廠家配有相應的編程軟件，使用編程軟件可以在屏幕上直接生成和編輯梯形圖、語句表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編程 語言的互相轉(zhuǎn) 14 換。它一般由簡易鍵盤和發(fā)光二級管或其他顯示管件組成。 編程器有簡易型和智能型兩類。當與計算機相連時，可以組成多級控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)合的綜合性控 制。當與監(jiān)視器相連時 .可將過程圖像顯示出來 。 PLC通過這些通信接口可以與監(jiān)視器、打印機和其他的 PLC 或計算機相連。 擴展接口用于將擴展單元以及功能模塊與基本單元相連，使 PLC的配置更加靈活以滿足不同控制系統(tǒng)的需要。電源部件的位置形式可有多種，對于整體式結(jié)構(gòu)的 CPU，通常電源封裝到機殼內(nèi)部 。運行時 CPU 從輸入映像寄存器讀取輸入信息并進行處理，將處理結(jié)果放到輸出映像寄存器。輸入單元接收用戶設(shè)備的各種控制信號，如限位開關(guān)、操作按鈕、選擇開關(guān)、行程開關(guān)以及其他一些傳感器的信號。 13 I/0 單元也稱為 I/0 模塊。它還用來存放 A/0 轉(zhuǎn)換得到的數(shù)字和數(shù)學運算的結(jié)果等。數(shù)據(jù)表用來存放各種數(shù)據(jù)，它的標準格式是每一 個數(shù)據(jù)占一個字。在 PLC 的工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)，開辟有元件映象寄存器和數(shù)據(jù)表。 (2) 工作數(shù)據(jù)存儲器 :工作數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。由于 RAM掉電會丟失數(shù)據(jù)，因此使用 RAM作用戶程序存儲器的 PLC，都有后備電池 (鏗電池 )保護 RAM，以免電源掉電時，丟失用戶程序。系統(tǒng)程序是不能由用戶更改的，故所使用的存儲器為只讀存儲器 ROM 或 EPROM. （ 2）用戶程序存儲器 :用戶根據(jù)控制功能要求而編制的應用程序稱為用戶程序，用戶程序存放在用戶程序存儲器中。這種高運算速度與可以適應用戶需要的指令系統(tǒng)相結(jié)合，很適合于以順序掃描方式工作的 PLC 使用。改變微程序存儲器的內(nèi)容，可以改變計算機的指令系統(tǒng)。它主要追求運算速度快，它以 4 位為一片。 (3) 位片式微處理器 ，如 AMD2900 系列等。 (2) 單片機，如 8051等。 現(xiàn)代 PLC 使用的 CPU 主要有以下幾種 : (1) 通用微處理器，如 8080, 8088, Z80A, 8085 等。 (4) PLC 進入運行狀態(tài)后，根據(jù)存放的先后順序逐條讀取用戶程序，進行解釋和執(zhí)行， 完成用戶程序中規(guī)定的各種操作 。它按照系統(tǒng)程序所賦予的功能，完成以下任務 : (1) 接收并存儲從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)； (2) 診斷電源、 PLC 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程的語法錯誤 。 CPU 底板與擴展底板之間通過電纜連接，距離一般不超過 哪種結(jié)構(gòu)類型的 PLC，都可以根據(jù)需要進行配置與組合。 組合式 PLC 將 CPU 單元、輸入單元、輸出單元、智能 1/0 單元、通信單元等分別做成相應的電路板或模塊，各模塊插在底板上，模塊之間通過底板上的總線相互聯(lián)系 。另外還有獨立的 1/0 擴展單元與主機配合使用。按結(jié)構(gòu)形式的不同， PLC 可分為整體式和組合式兩類。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。 還有一些 PLC 將整體式和模塊式的特點結(jié)合起來，構(gòu)成所謂疊裝式 PLC。這種模塊式 PLC 的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴