【正文】 描周期。 由于PLC是掃描工作過(guò)程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。 循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點(diǎn)，也可以說(shuō)PLC是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行”工作有質(zhì)的區(qū)別。 PLC的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用廣程序所指定的可變順序進(jìn)行。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，PLC從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對(duì)應(yīng)映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶(hù)程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中，對(duì)每個(gè)器件而言，器件映像寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。在程序執(zhí)行時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。在此輸入映像寄存器被刷新。輸入處理:輸入處理也叫輸入采樣。在通信操作服務(wù)階段，PLC與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等，當(dāng)PLC處于停(STOP)狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi)部處理和通信服務(wù)操作等內(nèi)容。全過(guò)程掃描一次所需的時(shí)間稱(chēng)為掃描周期。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式?？梢院芊奖愕貙⒖删幊炭刂破髋c各種小同的現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備順利連接，組成應(yīng)用系統(tǒng)。負(fù)載能力可在()的范圍內(nèi)變化。 (3) 功能完善，接口功能強(qiáng):目前的可編程控制器具有數(shù)字量和模擬量的輸入輸出、邏輯和算術(shù)運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、順序控制、通信、人機(jī)對(duì)話(huà)、自檢、記錄和顯示等功能，使設(shè)備控制水平大大提高。 (2) 編程直觀(guān)、簡(jiǎn)單:可編程控制器是而向用戶(hù)、而向現(xiàn)場(chǎng)，考慮到大多數(shù)電氣技術(shù)人員熟悉電氣控制線(xiàn)路的特點(diǎn)，它沒(méi)有采用微機(jī)控制中常用的匯編語(yǔ)言，而是采用了一種而向控制過(guò)程的梯形圖語(yǔ)言，梯形圖語(yǔ)言與繼電器原理圖相類(lèi)似，形象直觀(guān)，易學(xué)易懂。可編程控制器是面向用戶(hù)的專(zhuān)用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，具有許多明顯的特點(diǎn)[1]。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用對(duì)象，將控制內(nèi)容編成軟件寫(xiě)入控制器的用戶(hù)程序存儲(chǔ)器內(nèi)?；赑LC的紡紗模擬實(shí)驗(yàn)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第一章 緒論 1 1 3 7第二章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求 9 9 9 11第三章 防砂模擬控制系統(tǒng)控制要求 12[7] 12 12[7] 12 14第四章 主要算法設(shè)計(jì) 15 15[16] 15 16 17第五章 防砂模擬PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 18 硬件設(shè)計(jì) 18 I/O點(diǎn)數(shù)的確定[11] 18 PLC選型 18 PLC軟件編程 19 STEP7的特點(diǎn) 19 梯形圖程序 20 PLCSIM模擬器仿真測(cè)試[15] 24 29結(jié)束語(yǔ) 30致 謝 31參考文獻(xiàn) 32附錄1 程序硬件組態(tài) 34附錄2 程序設(shè)計(jì)梯形圖 40******************本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)第一章 緒論可編程控制器是60年代末在美國(guó)首先出現(xiàn)的 ,當(dāng)時(shí)叫可編程邏輯控制器PLC (Programmable Logic Controller)，目的是用來(lái)取代繼電器，以執(zhí)行邏輯判斷、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能[3]。PLC的基本設(shè)計(jì)思想是把計(jì)算機(jī)的功能完善、靈活、通用等優(yōu)點(diǎn)和繼電器控制系統(tǒng)的商單易懂、操作方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，控制器的硬件是標(biāo)準(zhǔn)的、通用的[14]?？刂破骱涂刂茖?duì)象連接方便。 (1) 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng):可編程控制器是專(zhuān)為工業(yè)控制而設(shè)計(jì)的，在硬件和軟件兩個(gè)方采用了屏蔽、濾波、隔離、故障診斷和自動(dòng)恢復(fù)等措施，使可編程控制器具有很強(qiáng)的抗干擾能力，使其平均無(wú)故障時(shí)間達(dá)到(35)萬(wàn)小時(shí)以上。計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)的繼電器控制技術(shù)之間的隔閡在可編程控制器上完全不存在。接口功率極大地方便了用戶(hù)，常用的數(shù)字量輸入輸出接口，就電源而言有110 V, 220V交流和5 V, 24 V, 48 V直流等多種。模擬量的輸入輸出有(50 +5O)mV, (10 +10)mV和(010) mA, (420) mA等多種規(guī)格。例如，輸入接口可直接與各種開(kāi)關(guān)量和傳感器進(jìn)于連接，輸出接口在多數(shù)情況下也可直接與各種傳統(tǒng)的繼電器、接觸器及電磁閥等相連接。這個(gè)工作過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)階段。內(nèi)部處理階段，PLC檢查CPU模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器等。在PLC處于運(yùn)行(RUN)狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作。在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)的映像寄存器。接著進(jìn)入圖11 PLC掃描過(guò)程程序執(zhí)行階段。 程序執(zhí)行:根據(jù) PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。 程序處理:程序執(zhí)行完以后，將輸出映像寄存器，即器件映像寄存器中的Y寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電洛，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。這不僅因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮尉蛨?zhí)行一次，而且也因?yàn)樵谝恍┐笙到y(tǒng)中需要處理的I/O點(diǎn)數(shù)多，通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性。PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。暫存在輸出映像寄存器中的輸出信號(hào)，等到一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束，CPU集中將這些輸出信號(hào)全部輸送給輸出鎖存器。換言之，輸入輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期. 掃描周期是PLC一個(gè)很重要的指標(biāo)，小型PLC的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。毫秒級(jí)的掃描時(shí)間對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備通常是可以接受的，PLC的響應(yīng)滯后是允許的。如選用高速CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間。STEP7編程軟件用于SIMATIC SC7和M7和基于PC的WinAC，是供它們編程、監(jiān)控和參數(shù)設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)工具[10]。STEP7允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)處理一個(gè)工程項(xiàng)目，但不允許多個(gè)用戶(hù)同時(shí)對(duì)一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行寫(xiě)操作（如程序及組態(tài)數(shù)據(jù)的下載）。 STEP7的項(xiàng)目結(jié)構(gòu)在STEP7中，一個(gè)自動(dòng)化系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)以項(xiàng)目（Project）的形式來(lái)進(jìn)行組織和管理。硬件結(jié)構(gòu)的組態(tài)數(shù)據(jù)及模塊參數(shù)通信網(wǎng)絡(luò)的組態(tài)數(shù)據(jù)可編程模塊的程序上述數(shù)據(jù)都以對(duì)象的形式存儲(chǔ)，STEP7采用目錄式的層次結(jié)構(gòu)管理項(xiàng)目中的所有對(duì)象。?圖12 授權(quán)管理器圖13 瀏覽項(xiàng)目結(jié)構(gòu)語(yǔ)言環(huán)境設(shè)置STEP7中提供了多種可選語(yǔ)言，如果在安裝STEP7時(shí)用戶(hù)選擇了多語(yǔ)言，則可以在使用過(guò)程中改變語(yǔ)言環(huán)境。常規(guī)選項(xiàng)的設(shè)置界面和各選項(xiàng)的含義如圖15所示。PG/PC支持多種類(lèi)型的接口，每種接口都需要進(jìn)行相應(yīng)的參數(shù)設(shè)置（如通訊的波特率等）。SETP7的安裝過(guò)程中，會(huì)提示用戶(hù)設(shè)置PG/PC接口參數(shù)。如果列表中沒(méi)有需要的類(lèi)型，可以通過(guò)單擊【選擇】按鈕安裝相應(yīng)的模塊或協(xié)議（3）選中一個(gè)接口類(lèi)型，單擊【屬性】按鈕，在彈出的對(duì)話(huà)框中進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如圖16所示 圖16 接口屬性設(shè)置在工具欄中單擊按鈕 或在【文件】菜單下單擊【新建】，可以直接創(chuàng)建一個(gè)新項(xiàng)目。這里建立了一個(gè)名為example71的項(xiàng)目。程序硬件組態(tài)示例見(jiàn)附錄2：石油儲(chǔ)藏分布的區(qū)域常有巖石砂粒，防砂除砂是開(kāi)采石油工藝過(guò)程中的一個(gè)重