【正文】 工作過程 PLC 的主要應用 經(jīng)過 20 多年的工業(yè)運行， PLC 迅速滲透到工業(yè)控制的各個領域，從 PLC的功能來看，它的應用范圍大致包括以下幾個方面： （ 1） 開關量的邏輯操控 這是 PLC 最基本、最廣泛的使用領域，它替代傳統(tǒng)的繼電器電路，完結邏輯操控、 按次操控，既可用于單臺設備的操控，也可用于多機群控及自動化流水線。 PLC 的工作過程就是 PLC的掃描循環(huán)工作過程，一個循環(huán)掃描周期主要可分為 3 個階段，輸入刷新階段、程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段。 PLC 則是采用循環(huán)掃描的工作方式。（ 1） CPU執(zhí)行指令的速度（ 2）指令本身占有的時間（ 3）指令條數(shù)，現(xiàn)在的 PLC 掃描速度都是非?？斓?。 4．元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。 PLC 的基本工作原理 PLC 采用 “順序掃描，不斷循環(huán) ”的工作方式 1．每次掃描過程，集中采集輸入信號，集中對輸出信號進行刷新。編程器主要用來進行用戶指令表方式輸入，使用不 夠方便。 S7200 系列 PLC 可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。第三種方法是為機器制造商制作一個專門的操作接口，這個專門的操作接口可以通過一個靈活的接口板，非常容易地連接到光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)中去。操作接口單元和控制器之間的所有通信連接都是通過 Trio 光纖網(wǎng)絡系統(tǒng)實現(xiàn)的。通過 CAN 總線接口，運動控制器可以連接 I/O 擴展模塊。即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在 I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí) 行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用； 相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在 其上面的程序起作用。其典型值為1100ms 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描 用戶程序 (梯形圖 )。除了執(zhí)行用戶程序外，每次循環(huán)過程中， PLC 不還要完成內(nèi)部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為 5個階段 PLC 的這種周而復始的循環(huán)工作方式稱為掃描工作方式。在運行狀態(tài)，PLC 通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控制功能。當控制器接收到探測器的 報警信號 后，根據(jù)預先編入的程序，控制器通過 總線 將聯(lián)動 控制信號 輸送到輸出模塊，輸出模塊啟動需要聯(lián)動的消防設備；設備動作后會接受一個信號回答。采用電子寫碼，可以現(xiàn)場編碼。 輸入 /輸出模塊 輸入輸出模塊也稱為控制模塊，在有控制要求時可以輸出信號，或者提供一個開關量信號，使被控設備動作，同時可以接收設備的反饋信號，以向主機報告，是火災報警聯(lián)動系統(tǒng)中重要的組成部分，市場上的輸入輸出模塊都可以提供一對無源常開 /常閉觸點，用以控制被控設備 ，部分廠家的模塊可以通過參數(shù)設定，設置成有源輸出（如海灣 GSTLD8301),相對應的還有雙輸入輸出模塊、多輸入輸出模塊等等。當 PLC 提供的用戶存 儲器容量不夠用，許多 PLC 還提供有存儲器擴展功能。該存儲區(qū)又分為具有失電保持存儲區(qū)域和無失電保持存儲區(qū)域，前者 PLC斷電時，由內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會遺失；后者當 PLC 斷電時，數(shù)據(jù)被清零。根 據(jù)需要，部分數(shù)據(jù)在掉電時用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時可保存數(shù)據(jù)的存儲區(qū)域稱為保持數(shù)據(jù)區(qū)。存放在RAM 中，以適應隨機存取的要求。它和硬件一起決定了該 PLC性能。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等?，F(xiàn)在有許多 PLC 直接采用 EEPROM 作為用戶存儲器。 為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于 CMOS 靜態(tài) RAM 中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時不會丟失信息。 （ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲器。用戶數(shù)據(jù)存儲器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的 ON/OFF 狀態(tài)和數(shù)據(jù)等。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務采用 PLC 編程語言編寫的各種用戶程序。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了 PLC 的性能。 （ 1）系統(tǒng)存儲器用來存放由 PLC 生產(chǎn)廠家編寫的系統(tǒng)程序，并固化在ROM 內(nèi)，用戶不能更改。 存儲器 PLC 系統(tǒng)中的存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作狀態(tài)數(shù)據(jù)。PLC 中常采用的 CPU 有三類： 1) 通用微處理器（如 Z80、 808 80286 等） 2) 單片微處理器（如 803 8096 等） 3) 位片式微處理器 (如 AMD29W 等 ) 小型 PLC：大多采用 8 位通用微處理器和單片微處理器 中型 PLC：大多采用 16 位通用微處理器或單片微 處理器 大型 PLC：大多采用高速位片式微處理器（ 32 位） 小型 PLC 為單 CPU 系統(tǒng)，中、大型 PLC 則大多為雙 CPU 或多 CPU系統(tǒng)。 CPU 通過 地址總線、數(shù)據(jù)總線 、 控制總線 與儲存單元、 輸入輸出接口 、 通訊接口 、擴展接口相連。中央處理單元 (CPU)，如下圖 21所示 。這些計數(shù)器、定時器真的存在嗎？不，實際上它們是不存在的，它們是模擬的，可以把它們看作是軟件計數(shù)器和定時器。 PLC 的基本結構 PLC 主要包括一片 CPU，存儲區(qū)和用來接收輸入 /輸出數(shù)據(jù)的相應電路。但終因缺乏資金和后續(xù)研究力量、生產(chǎn)技術相對落后，都沒有成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化， PLC 產(chǎn)品運作是否成功不是由簡單的一兩種因素決定的。在引進國外 PLC 產(chǎn)品的過程中，我國也曾組織了相關單位消化、吸收 PLC 的關鍵技術，試圖對 PLC 進行國產(chǎn)化。 作為離散控制的首選 產(chǎn)品， PLC 在我國的應用已有 30 年的歷史， PLC 自20世紀 70 年代后期進入中國以來，應用增長十分迅速。到 80年代在上海、北京、西安、廣州、長春等 20 多家科研單位、大專院校和工廠研制和生產(chǎn) PLC 產(chǎn)品，但終因缺乏資金和后續(xù)研究力量、生產(chǎn)技術相對落后，都沒有成功實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化， PLC 產(chǎn)品運作是否成功不是由簡單的一兩種因素決定的。 PLC 進入中 國時最初是從成套設備引進應用，由于 PLC 價格昂貴，引進的 PLC 主要用于冶金、電力、自動化生產(chǎn)線等大的設備和系統(tǒng)。但是當工作模式改變時，就必須改變系統(tǒng)的硬件接線，控制柜中的物件以及接線都要作相應的變動，改造工期長、費用高，用戶寧愿扔掉舊控制柜，另做一個新控制柜使用，阻礙了產(chǎn)品更新?lián)Q代。繼 電器 — 接觸器控制已經(jīng)有傷百年的歷史，它是一種弱電信號控制強電信號的電磁開關，具有結構簡單、電路直觀、價格低 廉、容易操作、易于維修的有優(yōu)點。 PLC 的發(fā)展 PLC 自 1969 年美國數(shù)據(jù)設備公司（ DEC）研制出現(xiàn)，現(xiàn)行 美國 、日本、德國 的可編程序控制器質(zhì)量優(yōu)良，功能強大。這樣，工作人員不必在變成上發(fā)費大量地精力，只重慶科技學院高等教育自學考試本科畢業(yè)論文 1 緒論 11 需集中精力區(qū)考慮如何操作并發(fā)揮改裝置地功能即可， 輸入、 輸出電平與市電接 口，市控制系統(tǒng)可方便地在需要地地方運行。 ①可靠性高，抗干擾能力強； ②編程直觀、簡單； ③適應性好； ④功能完善，接口功能強。目前，可編程控制器已成為工廠自動化的強有力工具，得到了廣泛的普及推廣應用。 2 、產(chǎn)業(yè)結構已發(fā)生調(diào)整，逐漸有勞動力密集型轉(zhuǎn)化為技術密集型，大量的新設備被采用，這些設備很多都和 PLC 控制相關，需大量的高技術人才。 此三步驟稱為 PLC 之掃描周期，而完成所需的時間稱為 PLC 之反應時間， PLC 輸入訊號之時間若小于此反應時間，則有誤讀的可能性。輸出線 圈之運算結果則存入內(nèi)存中對應之位置，暫不反應至輸出端 Yn。在整個的掃描過程包括三大步驟， “輸入狀態(tài)檢查 ”、 “程式執(zhí)行 ”、 “輸出狀態(tài)更新 ”說明如下： 步驟一 “輸入狀態(tài)檢查 ”： PLC 首先檢查輸入端元件所連接之各點開關或傳感器狀態(tài)（ 1 或 0 代表開或關），并將其狀態(tài)寫入內(nèi)存中對應之位置 Xn。因此能大大減少控制器所需之硬件空間。軟 PLC 在未來的工業(yè)電氣控制中定會占據(jù)重要的席位。但是，這些問題可以通過改變運行環(huán)境、改進執(zhí)行算法等方法加以解決。它簡化了工廠自動化的體系結構，把控制、通信、人機界面及各種特定的應用全都合為一體，運用于同一個硬件平臺上。在實際開發(fā)中也可使用其他的操作系統(tǒng)作為平臺。比如，修改 NT 的硬件抽象層，或 者 NT 與一種經(jīng)過實用驗證的硬實時操作系統(tǒng)組合。而要讓WindowsNT 具有硬實時性，必須對它進行擴展，使得 PC 的控制任務具有最高的優(yōu)先級，不因為 NT 的系統(tǒng)功能和用戶程序的調(diào)用而 被搶占。軟 PLC 首選的操作系統(tǒng)是 WindowsNT，但是它并不是一個硬實時的操作系統(tǒng)。 盡管軟 PLC 技術具有很大的發(fā)展?jié)摿?，但是這項技術的實現(xiàn)需要解決一些重要的問題。利用 PLC 控制的特點是 可靠性高 抗干擾能力強 配套齊全 功能完善 適用性強 操作簡單 易學易用 深受工程技術 人員歡迎 [4]。隨著計算機技術的不斷發(fā)展 它給工業(yè)自動化帶來了革命性的變革。但是為了避免與個人計算機（ Personal Computer）的簡稱混淆，所以將可編程序控制器簡稱 PLC。 早期的可編程控制器稱作 可編程邏輯控制器 （ Programmable Logic Controller,PLC），它主要用來代替 繼電器 實現(xiàn)邏輯控制。它采用一類可編程的 存儲器 ，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行 邏輯運算 ，順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過 阿拉伯數(shù)字 或模擬式輸入 /輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。 PLC 及其有關的外圍設備都應按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。 第 2 章 可編程器簡介 可編程控制器的產(chǎn)生 PLC 是一種專門在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。需要對溫度、壓力、物位、流量、成分等參數(shù)進行控制。比如在生活方面的溫度調(diào)節(jié)、濕度調(diào)節(jié)、自動洗衣機、自動售貨機、自動電梯、空氣調(diào)節(jié)器、電冰箱、自動路燈、自動門、保安系統(tǒng)等。 近幾十年來 自動控制技術迅猛發(fā)展 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 交通運輸 國防建設和航空 航天事業(yè)等領域中獲得廣泛的應用。共走方便 供水是一個關系國計民生的重要產(chǎn)業(yè)。和傳感技術設計出一套適合水塔水位控制的方案。使自來水有一定的水壓揚程。 關鍵詞 ： 水位控制 ，西門子 S7200 ，傳感器 ABSTRACT With technological development, both in daily life, or the industrial and agricultural development,PLC have wide application. PLC general features: strong antijamming capability, high reliability, programming is simple and convenient, easy operation and maintenance convenience, design, construction, missioning period is short, easy to realize the electromechanical integration. PLC general development trend is: high function, high speed, high level of integration, large capacity, small volume, low cost, munication working capability is strong. This water tower water level control system adopts PLC as control core, with open and full stop functions， this is a kind of PLC automatic adjustment of the control system. Application of this control system can significantly improve the work efficiency and reduces labor intensity. But with the growing world population, it is the increase in water, relay towers used in the past, the water level automatic control system operation due to the frequent cause mechanical wear, convenient maintenance and updating can no longer meet the actua