【正文】 而編制的用戶應(yīng)用程序。 PLC 中的存儲器 PLC 中的存儲器按用途分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器以及工作數(shù)據(jù) 存儲器。在最不利的情況下，輸入點的狀態(tài)恰好錯過了輸入的鎖入時 刻，造成在下一個輸出鎖定才能被響應(yīng)，這就需要兩個掃描周期時間，稱為最大 I/O 響應(yīng)時間。 3. 程序執(zhí)行時間主要由程序長短來決定，對于一個實際的控制程序，編程人 員須對此進(jìn)行現(xiàn)場測算，使 PLC 的響應(yīng)時間控制在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)。 2. 從輸出鎖存器到輸出端子所經(jīng)歷的時間稱為輸出延遲，對于不同的輸出形 式，其值大小不同。 1. PLC 輸入電路設(shè)置了濾波器，濾波器的常數(shù)越大，對輸入信號的延遲作用 越強(qiáng)。 I/O 響應(yīng)時間 由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，而且對輸入 和輸出信號只在沒個掃描周 期的固定時間集中輸入 /輸出，所以必然會產(chǎn)生輸出信號相對輸入信號滯后的現(xiàn)象。 2. 程序執(zhí)行時，存取映象寄存器要比讀寫 I/O 端點快的多，這樣可以加快程 序執(zhí)行速度。 輸入 /輸出采用映象寄存器的優(yōu)點： 1. 集中采用 I/O，程序掃描期間輸入值固定不變，程序執(zhí)行完后統(tǒng)一輸出。緊接著轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行階段， CPU 按照先左后右、先 上后下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀 態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時將執(zhí)行結(jié)果寫入輸出映象寄存器。 4. 各個電路和不同的掃描階段會造成輸入和輸出的延遲，這是 PLC 的主要缺 點。 2. 輸入映像寄存器的內(nèi)容是由設(shè)備驅(qū)動的，在程序執(zhí)行過程中的一個周期內(nèi) 輸入映像寄存器的值保持不變， CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映 像寄存器的值來控制程序的執(zhí)行。在輸入掃描過程中， CPU 把實際輸入點的狀態(tài)鎖入到輸入映 像寄存器：在輸出掃描過程中 CPU 把輸出映像寄存器 的值的輸出點 [5] 。 CPU 在處理用戶程 序時，使用的輸入值不是直接從輸入點讀取的，運(yùn)算的結(jié)果也不直接送到實際輸 出點，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個映象寄存器：一個為輸入映象寄存器，另一個為 輸出映象寄存器。機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個掃描周期都包 含這個掃描過程。用戶程序的長短會影響過程所用的時間 。機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一個掃描周期內(nèi)都包含 該掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡(luò) 的 PLC 系統(tǒng)才有通訊掃描過程，這一過程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計算機(jī)或 終端設(shè)備之間的通信。為保證設(shè)備的可靠行，及時放映所出現(xiàn)的故障， PLC 都具有自監(jiān)視功能。典型的 PLC 在一個周期中可以完成以下 5 個掃描過 程。他意識周而復(fù)始的循環(huán) 掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。 CPU 的掃描周期包括讀 輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行 CPU 自診斷測試及寫輸出等等內(nèi)容。 按結(jié)構(gòu)可分為箱體式、模塊式和平板式 3 種。 PLC 的分類 不同的分類標(biāo)準(zhǔn)會造成不同的分類結(jié)果， PLC 常用的分類方式有如下兩種。 7. 特殊功能單元 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 （論文） 7 特殊功能單元種類多，也可以說 PLC 的功能多。 5. 內(nèi)部寄存器的配置和容量 它直接對用戶編制程序提供支持，對 PLC 指令的執(zhí)行速度及可完成的功能提 供直接的支持。 4. 指令的多少 它是衡量 PLC 能力強(qiáng)弱的標(biāo)志，決定了 PLC 的處理能力、控制能力的強(qiáng)弱。 3. 掃描速度 掃面速度是指 PLC 執(zhí)行程序的快慢，是一個重要的性能指標(biāo)，體現(xiàn)了計算機(jī) 控制取代繼 電器控制的吻合程度。 I/O 點數(shù)越多，外部可以連接的 I/O 器件就越多，控制規(guī)模就越大。大、中、 小型 PLC 的存儲容量變化范圍一般為 2KB~~2MB。程序的修改就以意味著功能的修改，因此功能的 改變非常靈活。根據(jù)現(xiàn)場的需要進(jìn)行不同功能的擴(kuò)展和組裝， 一種型號的 PLC 可用于控制從幾個 I/O 點到幾百個 I/O 點的控制系統(tǒng)。 7. 性價比高。采用統(tǒng)一接線方式的可坼裝的活動端子排，提供不 同的端子功能適合于多種電器規(guī)格。采用封裝的方式，適合于各種震動、腐蝕、有毒 氣體等的應(yīng)用場合。第一編程語言（梯形圖）是一種圖形編程語言，與多年來 工業(yè)現(xiàn)場使用的電器控制圖非常相似，理解方式也相同，非常適合現(xiàn)場人員學(xué)習(xí)。 PLC 采用的 CUP 一般是具有較強(qiáng)位處理功能的為處理機(jī)，為 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 了增強(qiáng)其復(fù)雜的控制功能和連網(wǎng)通訊等管理功能，可以采用雙 CPU 的運(yùn)行方式， 使其功能得到極大的增強(qiáng)。系統(tǒng)程 序和大部分的用戶程序都采用 EPROM 存儲，一般 PLC 的平均無故障工作時間可 達(dá)幾萬小時以上。 PLC 的特點 1. 可靠性高。它采用一類可編程序的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序、執(zhí) 行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)操作等面向擁護(hù)的指令，并通過數(shù)字 式和模塊式輸入 /輸出，控制各種類型的機(jī)械和生產(chǎn)過程。只能進(jìn) 行計數(shù)、定時及開關(guān)量的邏輯控制。 5. 其他單元接口 其他單元接口用語提供 PLC 與其他設(shè)備和模塊進(jìn)行連接通信的物理條件。用戶 存儲器中存放的是用戶程序和運(yùn)行所需要的資源， I/O 寄存器的值作為條件決定著 存儲器中的程序如何被執(zhí)行，從而完成復(fù)雜的控制功能。 3. 存儲器 存儲器分為系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器。 2. 輸出寄存器 輸出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一個時間段的輸出值，而程序循環(huán)執(zhí) 行開始時的輸出寄存器的值，表明的是上一時間段的真實輸出值，在程序執(zhí)行過 程中， CPU 可以讀其值，并作為條件參加控制，還可以修改其值，而中間的變換 僅僅影響寄存器的值。 1. 輸入寄存器 輸入寄存器可按為進(jìn)行尋址，每一為對應(yīng)一個開關(guān)量，其值反映了開關(guān)量的 狀態(tài)，其值的改變由相互如開關(guān)量驅(qū)動，并保持一個掃描周期。 如圖 21 所示， PLC 與通用計算機(jī)沒有什么區(qū)別，只是一臺增強(qiáng)了 I/O 功能的 可與控制對象方便連接的計算機(jī)。這樣只要 時間段足夠短，并且 PLC 周而復(fù)始的運(yùn)行著就完全可以模仿繼電器的控制并且取 代它 [2] 。 至于上一時間段的輸出，在參加計算的時候，只是存儲在映像寄存器中的輸 出結(jié)果，執(zhí)行運(yùn)算過程中并不修改端子的輸出值。具體的 說就是將連續(xù)的控制用離散的控 制代替，如下式： Y(n)=f(x(n1),y(n1)) 式中， Y（ n）為某一時間段的輸出值； Y（ n1）為上一時間段的輸出值； X（ n1）為上一時間段某一時刻的輸入值； F 為他們應(yīng)滿足的控制關(guān)系。主 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 4 要體現(xiàn)在：一是亂序，只要條件滿足就執(zhí)行；而另一個是順序執(zhí)行。同 一時刻，可有多個不同的控制單元繼電器的動作（翻轉(zhuǎn)），控制的結(jié)果、邏輯動作 順序也是由接點條件來控制的。但是，為了取代繼電器的控制，更重要 的是如何組織和使用這些開關(guān)量，從而達(dá)到軟件程序代替硬件連線的目的。只要對其控制機(jī)制有了準(zhǔn)確的理解，才 能對其持續(xù)的開發(fā)并創(chuàng)造性的使用它?，F(xiàn)在的 PLC 產(chǎn)品已經(jīng)完 全有能力驅(qū)動這些元器件 ,并提供了多種輸出方式且動作次數(shù)可保證萬次無故障的 產(chǎn)品。 PLC 的輸出 輸出問題主要是接點的驅(qū)動能力問題，或者說是帶負(fù)載能力和輸出方式的問 題?，F(xiàn)在的 PLC 成功的解決了這兩個方面的 問題，可以讓 PLC 和外部設(shè)備直接進(jìn)行物理的連接。由于當(dāng)時主要集中在 開關(guān)量控制，也就是開關(guān)量（觸點的開閉狀態(tài)）如何直接接入 PLC 并被 PLC 所識 別，對此就需要解決以下幾個問題：有源接入，無源接入，絕緣問題，隔離問題 和互相干擾問題。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 PLC 概述 PLC PLC 的輸入 通過對繼電器控制特點的介紹 和最初通用汽車公司提出的要求分析。 生活用水和消防用水共用三臺泵，平時電磁 閥 YV2 處于失電狀態(tài)，關(guān)閉消防管網(wǎng)， 三臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運(yùn)行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生 活用水底恒壓值）下進(jìn)行；當(dāng)有火災(zāi)發(fā)生時，電磁閥 YV2 得電，關(guān)閉生活用水管 網(wǎng)，三臺泵共消防用水使用，并根據(jù)用水量的大小，使消防供水也在恒壓狀態(tài)（消 防用水高恒壓值）下進(jìn)行。水池的高 /低水位信號也直接送給 PLC，作為底 水位報警用。恒壓供水保 證了供水的質(zhì)量，以 PLC 為主機(jī)的控制系統(tǒng)豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高了系統(tǒng) 的可靠性。針對這兩方面的要求，新的供水方式 和控制系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，這就是 PLC 控制的恒壓無塔 供水系統(tǒng)。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 第 1 章 恒壓供水原理及工藝 任務(wù) 隨著社會的發(fā)展和進(jìn)步，城市高層建筑的供水問題日益突出。 應(yīng)用 PLC 技術(shù)是為了實現(xiàn)系統(tǒng)的軟啟動，減少手動操作或撫慰操作，同時替 代部分繼電器減少機(jī)械觸點的故障，增強(qiáng)可靠性。然而，由于新系統(tǒng)多會繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分 舊設(shè)備（如 水泵），在對原有供水系統(tǒng)進(jìn)行變頻改造的實踐中，往往會出現(xiàn)一些在理論上意想 不到的問題。其中，采用變 頻調(diào)速的主要目的是通過調(diào)速來恒定用水管道的壓力以達(dá)到節(jié)能的目的，恒壓供 水則是為了滿足用戶對流量的要求。人們對提高供水質(zhì)量的要求越來越高，另外人們的節(jié)能意識及對運(yùn)行的 可靠性的要求越來越強(qiáng)。 論文還提出了一些增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的措施。 論文分析了多泵供水方式的各種供水狀態(tài)及轉(zhuǎn)換條件，分析了電機(jī)由變頻轉(zhuǎn) 工頻運(yùn)行方式的切換過程及存在的問題。 本論文依據(jù)供水要求，設(shè)計了一套由 PLC、變頻器、遠(yuǎn)傳壓力表、多臺水泵 機(jī)組等主要設(shè)備構(gòu)成的全自動 變頻恒壓供水，具有全自動變頻恒壓運(yùn)行、自動工 頻運(yùn)行和現(xiàn)場手動控制等功能。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 基于 plc 恒壓供水變頻控制系統(tǒng)設(shè)計 摘 要 隨著社會經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們對供水質(zhì)量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提 高。再加上目前能源緊缺，利用先進(jìn)的自動化技術(shù)、控制技術(shù)以及通訊技術(shù)，設(shè) 計高性能、高節(jié)能、能適應(yīng)不同領(lǐng)域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。系統(tǒng)有效地解決了傳統(tǒng)供水方式中存在的問題， 并具有多種輔助功能，增強(qiáng)了系統(tǒng)的可靠性。給出了實現(xiàn)有效狀態(tài)循環(huán)轉(zhuǎn)換控制的電 氣設(shè)計方案和 PLC 控制程序設(shè)計方案。 關(guān)鍵詞：可編程序控制器 , 變壓變頻調(diào)速 , 恒壓供水 , PLC 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） II PLCBASED INVERTER CONTRL CONSTANT PRESSURE WATER SUPPLY SYSTEM DESIGN ABSTRACT With the rapid socioeconomic development of water quality and water supply systems to improve reliability requirements. In addition, the current energy shortage, the use of advanced automation technology, control technology and munication technology, the design of high performance, high energy, able to adapt to different areas of constant pressure water supply system has bee an inevitable trend. In this paper, based on water requirements, the de