【正文】 度、電壓、電流）等，都要通過輸入模塊送到 PLC。也可將用戶程序存放在 EEPROM 中。所謂用戶程序時(shí)指使用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的的產(chǎn)生過程和工藝要求編寫的控制程序。該存儲(chǔ)區(qū)又分為具有失電保持存儲(chǔ)區(qū)域和無失電保持存儲(chǔ)區(qū)域，前者 PLC 斷電時(shí)，由內(nèi)部鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會(huì)遺失；后者當(dāng) PLC 斷電時(shí)，數(shù)據(jù)被清零。整個(gè) I/O 映象區(qū)可看作兩個(gè)部分組成：開關(guān)量 I/O 映象區(qū)；模擬量 I/O 映象區(qū)。它需要一定數(shù)量存儲(chǔ)單元 (RAM)以存放 I/O狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作 I/O 映象區(qū)。 系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)包括 I/O 映象區(qū)以及各類軟設(shè)備，如：邏輯線圈；數(shù)據(jù)寄存器；計(jì)時(shí)器；計(jì)數(shù)器；變址寄存器；累加器等存儲(chǔ)器。由制造廠商將其固化 EPROM 中，用戶不能直接存取。 PLC 存儲(chǔ)空間分配 各種 PLCCPU 最大尋址空間各不相同， PLC 工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域： （ 1）系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū) （ 2）系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)（包括 I/O 映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等） （ 3）用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)中存放著相當(dāng)于計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)系統(tǒng)程序。 （ 3） EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除只讀存儲(chǔ)器。斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)所有內(nèi)容保持不變。 PLC 常用存儲(chǔ)器類型 （ 1） RAM （ Random Assess Memory） 這是一種讀 /寫存 儲(chǔ)器 (隨機(jī)存儲(chǔ)器 )，其存取速度最快，由鋰電池支持。 二 、存儲(chǔ)器 存放系統(tǒng)軟件存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。 進(jìn)一步提高 PLC 可靠性，近年來對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU 表決式系統(tǒng)。當(dāng) PLC 投入運(yùn)行時(shí)，首先它以掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入 I/O 映象區(qū)，然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，命令解釋后按指令規(guī)定執(zhí)行邏輯 或算數(shù)運(yùn)算結(jié)果送入 I/O 映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。 一、 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 控制中樞。這樣使得PLC 軟、硬功能發(fā)生了巨大 變化。 進(jìn)入八十年代中、后期，由于插大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅速發(fā)展，微處理器的市場(chǎng)價(jià)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。再硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量快、遠(yuǎn)程 I/O 模塊、各種特殊功能模塊。 這樣，使 PLC 的功能大大增強(qiáng)。 在七十年代，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(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指示，能重復(fù)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 以計(jì)算機(jī)的形式出現(xiàn)，在 I/O 接口電路上作了改進(jìn)以適應(yīng)工業(yè)控制現(xiàn)場(chǎng)的要求。 PLC 的發(fā)展 雖然 PLC 問世時(shí)間不長(zhǎng)，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(jìn)步， PLC 也迅速發(fā)展，其發(fā)展過程大致可分為三各階段： 早期的 PLC 一般稱為可編程邏輯控制器。國外專家預(yù)言， PLC 技術(shù)將在工業(yè)自動(dòng)化的三大支柱（ PLC、機(jī)器人和 CAC/CAM）種躍居首位。 PLC 問世時(shí)間不長(zhǎng)，但是隨著微處理器的發(fā)展，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路不斷出現(xiàn)，數(shù)據(jù)通信技術(shù)不斷進(jìn)步， PLC 迅速發(fā)展。所以，可編程控制器廣泛地應(yīng)用于各工業(yè)領(lǐng)域。 用可編程控制器代替了繼電器 — 接觸器的控制，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制功能，并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性等有點(diǎn)，用程序代替硬接線， 并且具有計(jì)算機(jī)功能靈活、通用性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，用程序代替硬接線，減少了重新設(shè)計(jì)，重新接線的工作，此種控制器借鑒計(jì)算機(jī)的高級(jí)語言，利用面向控制過程，面向問題的“自然語言”編程，其標(biāo)志性語言是極易為 IT 電器人員掌握的梯形圖語言，使得部熟悉計(jì)算機(jī)的人也能方便地使用。其對(duì)新裝置性能提出的要求就是著名的 GM10 條，即 : 1. 編程方便，現(xiàn)場(chǎng)可修改程序； 2. 維修方便，采用模塊化結(jié)構(gòu)； 3. 可靠性高于繼電器控制裝置； 4. 體 積 小 于 繼 電 器 控 制 裝 置 ； 5. 數(shù)據(jù)可直接送入管理 計(jì)算機(jī)； 6. 成 本 可 與 繼 電 器 控 制 裝 置 競(jìng) 爭(zhēng) ； 7. 輸入可以是交流 115V ； 8. 輸 出 為 交 流 115V ， 2A 以 上 ， 能 直 接 驅(qū) 動(dòng) 電 磁 閥 ， 接 觸 器 等 ； 9. 在擴(kuò)展時(shí)，原系統(tǒng)只要很小變更； 10. 用戶程序存儲(chǔ)器容量至少能擴(kuò)展到 4K。 隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的激烈， 產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期日益縮短，工業(yè)生產(chǎn)從大批量、少品種，向小批量、多品種轉(zhuǎn)換，繼電器 — 接觸器控制難以滿足市場(chǎng)要求，此問題首先被美國通用汽車公司（ GM 公司）提了出來。對(duì)于工作模式固定、要求比較簡(jiǎn)單的場(chǎng)合非常使用，至今仍有廣泛的用途。 可編程控制器的產(chǎn)生和繼電器 — 接觸器控制系統(tǒng)有很大的關(guān)系。 可 編 程 控 制 器 (Programmable Controller) 也 可 稱 邏 輯 控 制 器(Programmable Logic Controller),是一微處理器為核心的工業(yè)自動(dòng)控制通用裝 置，是計(jì)算機(jī)家族的一名成員，簡(jiǎn)稱 PC。計(jì)算機(jī)在操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、通行能力上的飛速發(fā)展，大大加 強(qiáng)了可編程控制器通信能力，豐富了可編程控制器編程軟件和編程技巧，增強(qiáng)了 PLC 過程控制能力。利用水的導(dǎo)電性連續(xù)地全天候地測(cè)量水位的變化， 把測(cè)量到的水位變化轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電信號(hào)，主控臺(tái)應(yīng)用 MCGS 組態(tài)軟件對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，完成相應(yīng)的水位顯示、故障報(bào)警信息顯示、實(shí)時(shí)曲線和歷史曲線的顯示，使水位保持在適當(dāng)?shù)奈恢?。而水位檢測(cè)可以有多種實(shí)現(xiàn)方法，如機(jī)械控制、邏輯電路控制、機(jī)電控制等。 參考文獻(xiàn) ........................................ 21 水塔水位控制 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，經(jīng)常需要對(duì)水位進(jìn)行測(cè)量和控制。 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 目 錄 摘 要 ......................................... 1 前言 ............................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 可編程控制器的產(chǎn)生 ..................................... 2 PLC 的發(fā)展 .............................................. 5 PLC 的基本結(jié)構(gòu) .......................................... 6 PLC 特點(diǎn) ............................................... 11 PLC 的工作原理 ......................................... 10 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過程分析 ........................... 12 水塔水位系統(tǒng) PLC 硬件設(shè)計(jì) ......................... 14 要求獨(dú)立完成水塔水位控制 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試。 水塔水位系統(tǒng)控制電路 ................................... 14 輸入 /輸出分配 .......................................... 15 列出水塔水位控制系統(tǒng) PLC 的輸入 /輸出接口分配表 ........... 15 水塔水位系統(tǒng)的輸入 /輸出設(shè)備 ............................ 20 水塔水位 控制系統(tǒng) PLC 軟件設(shè)計(jì) ...................... 21 工作過程 ............................................... 21 程序流程圖 ............................................. 22 梯形圖 ................................................. 23 水塔水位控制系統(tǒng)梯形圖的對(duì)應(yīng)指令表 ..................... 24 結(jié)束語 .......................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。水位控制在日常生活中應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，比如水塔、地下水、水電站等情況下的水位控制。本文采用 PLC 進(jìn)行主控制，在水箱上安裝一個(gè)自動(dòng)測(cè)水位裝置。 關(guān)鍵詞 ： 水位控制、 三菱 PLC fx2n 前 言 可編程控制器的產(chǎn)生 可編程控制器是二十世紀(jì)七十年代發(fā)展起來的控制設(shè)備，是集微處理器、儲(chǔ)存器、輸入 /輸出接口與中斷于一體的器件，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、化工、能源、交通等各個(gè)行業(yè)。因此，無論是單機(jī)還是多機(jī)控制、是流水線控制還是過程控制，都可以采用可編程控制器，推廣和普及可編程控制器的使用技術(shù)，對(duì)提高我國工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)及生產(chǎn)效率都有十分重要的意義。為了與個(gè)人電腦（也簡(jiǎn)稱 PC）相 混淆通常將可編程控制器稱為 PLC。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(hào)控制強(qiáng)電信號(hào)的電磁開關(guān)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、電路直觀、價(jià)格低廉、容易操作、易于維修的有優(yōu)點(diǎn)。但是當(dāng)工作模式改變時(shí)，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(yīng)的變動(dòng)，改造工期長(zhǎng)、費(fèi)用高，用戶寧愿扔掉舊控制柜，另做一個(gè)新控制柜使用，阻礙了產(chǎn)品更新?lián)Q代。通用汽車公司為適合汽車型號(hào)的不斷翻新，滿足用戶對(duì)產(chǎn)品多樣性的需求，公開對(duì)外招標(biāo)，要求制造一種新的工業(yè)控制裝置，取代傳統(tǒng)的繼電器 — 接觸器控制。 這十項(xiàng)指標(biāo)就是現(xiàn)代 PLC 的最基本功能，值得注意的是 PLC 并不等同于普通計(jì)算機(jī)，它與有關(guān)的外部設(shè)備，按照“易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一體”和“便于擴(kuò)充功能”的原則來設(shè)計(jì)。這樣，工作 人員不必在變成上發(fā)費(fèi)大量地精力，只需集中精力區(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(yùn)行。 1969 年，第一臺(tái)可編程控制器 PDP— 14 由美國數(shù)字設(shè) 備公司（ DEC） 制作成功，并在 GM 公司汽車生產(chǎn)線上使用取得良好的效果，可編程控制器由此誕生，在控制領(lǐng)域內(nèi)產(chǎn)生了歷史性革命。 PLC 進(jìn)入九十年代后，工業(yè)控制領(lǐng)域幾乎全被 PLC 占領(lǐng)。 我國在八十年代初才開始使用 PLC，目前從國外應(yīng)進(jìn)的 PLC 使用較為普遍的由日本 OMRON 公司 C 系列、三菱公司 F 系列、滅國 GE 公司 GE 系列和德國西門子公司 S 系列等。這是的 PLC 多少由電繼電器控制裝置的替代物的含義，其主要功能只是執(zhí)行原先由繼電器完成的順序控制、定時(shí)等。裝置種的器件主要采用分離元件和中小規(guī)模集成電路，存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器 。在軟件編程上采用廣大電器工程技術(shù)人員所熟悉的繼電器控制線路的方式 — 梯形圖。其中PLC 特有的編程語言 — 梯形圖一直沿用至今。美國，日本，德國等一些廠家先后開始采用微處理器作為 PLC 的中央處理單元（ CPU）。在軟件方面，除了保持其原有的邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等功能以外， 還增加了算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊、自診斷等功能。并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容量，是各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC 的應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。而且，為了進(jìn)一步提高 PLC 的處理速度，各制造廠商紛紛開發(fā)研制了專用邏輯處理芯片。 PLC 的基本結(jié)構(gòu) PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，、中央處理單元 (CPU)，如下圖所示。它 PLC 系統(tǒng)程序賦予功能接收并存儲(chǔ)從編程器鍵入用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲(chǔ)器、 I/O 以及警戒定時(shí)器狀態(tài)，并能診斷用戶程序中語法錯(cuò)誤。等所有用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將 I/O 映象區(qū)各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)輸出裝置，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行。這樣，某個(gè) CPU 出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行。存放應(yīng)用軟件存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 （ 2） EPROM（ Erasable Programmable Read Only Memory）這是一種可擦除只讀存儲(chǔ) 器。紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲(chǔ)器內(nèi)容 )。使用編程器就能很容易對(duì)其所存儲(chǔ)內(nèi)容進(jìn)行修改。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。它和硬件一起決定了該 PLC 性能。 （ 1） I/O 映象區(qū)： PLC 投入運(yùn)行后，輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，輸出刷新階段才將輸出狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應(yīng)外設(shè)。一個(gè)開關(guān)量 I/O 占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)位（ bit），一個(gè)模擬量 I/O 占用存儲(chǔ)單元中一個(gè)字（ 16 個(gè) bit）。 （ 2）系統(tǒng)軟設(shè)備存儲(chǔ)區(qū) ： I/O 映象區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)還包括 PLC 內(nèi)部各類軟設(shè)備（邏輯線圈、計(jì)時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等 ）存儲(chǔ)區(qū)。 用戶程序存儲(chǔ)區(qū) ：主要用來存放用戶的應(yīng)用程序。次程序由使用者通過編程器輸入到 PLC 機(jī)的 RAM 存貯器中，以便于用戶隨時(shí)修改。 三、輸入 /輸出模塊 輸入 /輸出模塊是可編程控制器與工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程連接的借口。由于這些信號(hào)電平各式各樣，