【正文】 編程控制器是計(jì)算機(jī)技術(shù) 與自動(dòng)化控制技術(shù)相結(jié)合而開發(fā)的一種適用工業(yè)環(huán)境的 新型通用自動(dòng)控制裝置 ,是作為傳統(tǒng)繼電器的替換產(chǎn)品而出現(xiàn)的。由于它可通過軟件來(lái)改變控制過程 ,而且具有 體積小、組裝維護(hù)方便、編程簡(jiǎn)單、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn) .已廣泛應(yīng)用于工 業(yè)控制的各個(gè)領(lǐng)域 , 大大推進(jìn)了機(jī)電一體化的進(jìn)程。具有可靠性高 ,功能齊 全 , 使 用靈活方便等優(yōu)點(diǎn)。 PLC 外觀圖見圖. 第 7 頁(yè) / 共 46頁(yè) 圖 PLC 外觀圖 PLC 的構(gòu)成 說明 從結(jié)構(gòu)上分 ,PLC 分為固定式和組合式 (模塊式 )兩種。模塊式 PLC 包括 CPU 模塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架 ,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 I/O分為開關(guān)量輸入（ DI），開關(guān)量輸出（ DO），模擬量輸入（ AI），模擬量輸出（ AO）等模塊。常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管 隔離。 除了上述通用 IO 外，還有特殊 IO 模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。 電源模塊： PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。電源輸入類型有：交流電源（ 220VAC 或 110VAC），直流電源（常用的為 24VAC）。 PLC 的選型原則 在 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)確定控制方案，下一步工作就是 PLC 工程設(shè)計(jì)選型。 PLC 及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用 PLC 應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè) 績(jī)、成熟可靠的系統(tǒng)， PLC的系統(tǒng)硬件、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)。 PLC 的 基本 特點(diǎn) (1)可靠性高 ,抗干擾能力強(qiáng) ， 工業(yè)生產(chǎn)對(duì)控制設(shè)備的可靠性要求 : 第 9 頁(yè) / 共 46頁(yè) ① 平均故障間隔時(shí)間長(zhǎng) 。 硬件措施 : 主要模塊均采用大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路 , 大量開關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的電子存儲(chǔ)器完成 , I/O 系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)和信號(hào)調(diào)理電路。 軟件措施 : （ 1） 有極強(qiáng)的自檢及保護(hù)功能。 (3)易學(xué)易用 ,深受工程技術(shù)人員歡迎 。 PLC 的發(fā)展趨勢(shì) 長(zhǎng)期以來(lái) ,PLC 始終處于工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域的主戰(zhàn)場(chǎng) ,為各種各樣的自動(dòng) 化控制設(shè)備提供了非常可靠的控制應(yīng)用。另一方面 ,PLC 還必須依靠其他新技術(shù)來(lái)面對(duì)市場(chǎng)份額逐漸縮小所帶來(lái)的沖擊 ,尤其是工業(yè) PC 所帶來(lái)的沖擊。 PLC 技術(shù)展的最終趨勢(shì)仍然是人們所爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一。 但也有一部分人相信 ,一些特殊工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域仍將為 PLC 提供一定的市場(chǎng)份額。隨著軟 PLC(SoftPLC)??制組態(tài)軟件技術(shù)的誕生與進(jìn)一步完善和發(fā) 展 ,安裝有 SoftPLC 組態(tài)軟件和基于工業(yè) PC 控制系統(tǒng)的市場(chǎng)份額正在逐步得到增長(zhǎng) ,這些事實(shí)使傳統(tǒng) PLC 供應(yīng)商在思想上已經(jīng)發(fā)生了戲劇性的變化 ,他們必須面對(duì)現(xiàn)實(shí) ,在傳統(tǒng) PLC 的技術(shù)發(fā)展與提高方面作出更加開放的高姿態(tài)。此外 ,開放式通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了突破 ,其結(jié)果是 將 PLC 融入更加開放的工業(yè)控制行業(yè)。例如 , 德國(guó) FESTO 公司的 IPC(Industrial PC)由一系列符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的模塊組成 ,它與微機(jī)兼容 且具有 PLC 的功能。 第 11 頁(yè) / 共 46頁(yè) 第二章． S7300 系列 PLC 的配置及組態(tài) S7200 系列 PLC 的硬件說明 S7200 系列 PLC 可提供 4種不同的基本單元和 6種型號(hào)的擴(kuò)展單元。 圖 組成框架圖 S7200 的硬件組態(tài) S7200 的編程元件： （ 1）輸入繼電器 I； （ 2）輸出繼電器 Q ； （ 3）輔助繼電器 M（或稱為位存儲(chǔ)器）； 第 12 頁(yè) / 共 46頁(yè) （ 4）外部輸入寄存器 PI ； （ 5）外部輸出寄存器 PQ ； （ 6）定時(shí)器 T(共 5 種 )； （ 7）計(jì)數(shù)器 C (共 3 種 )； （ 8） 8 數(shù)據(jù)塊寄存器 DB； （ 9）本地?cái)?shù)據(jù)寄存器 L。 最大 DI/DO 2516/256 點(diǎn)；最大 AI/AO 35/32 點(diǎn)；最多 7個(gè)擴(kuò)展模塊。 CPU 224XP： 2AI、 1AO， 2 通信口，高速輸入 200kHz、高速輸出 100kHz。 課程設(shè)計(jì)的控制要求 舞臺(tái)燈光系統(tǒng)設(shè)置如圖所示： 第 13 頁(yè) / 共 46頁(yè) 圖 燈光系統(tǒng)設(shè)置圖 要求： 合上啟動(dòng)按鈕后，按以下規(guī)律顯示： 1→ 8→ 7→ 6→ 5→ 6→ 7→ 8→ 1→ 2→ 4→ 8→ 8→ 5→ 8→ 7→ 8→全部閃爍 3 次→ 9→ 10→ 1→ 2→ 3→ 4→ 5→ 6→ 7→ 8。所以直接選取 CPU 模塊即可完成該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 不需要進(jìn)行拓展。 CPU224 的數(shù)字量 I/O 為 14 入 10 出。同時(shí)還必須在舞 臺(tái)燈光開始工作之前對(duì)所有的燈具進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)有燈具不能正常工作應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換，為燈光系統(tǒng)的正常工作提供保障。 表 控制電路中兩個(gè)開關(guān)分別對(duì)應(yīng) 啟動(dòng) /停止開關(guān) 檢測(cè)開關(guān) 電路接線圖如圖所示： 圖 硬件接線圖 第 17 頁(yè) / 共 46頁(yè) 第三章 .軟件編程 軟件設(shè)計(jì)基本原理 對(duì)于常通類負(fù)載，其控制十分簡(jiǎn)單，只需一次接通或者斷開就可以實(shí)現(xiàn)。式閃爍就可以滿足控制要求。該方式就是產(chǎn)生一個(gè)鐘節(jié)拍和一個(gè)花式節(jié)拍，節(jié)拍鐘內(nèi)的長(zhǎng)針按照節(jié)拍步進(jìn)，步進(jìn)節(jié)拍長(zhǎng)短按照花燈閃爍的時(shí)間間隔進(jìn)行設(shè)置，本實(shí)驗(yàn)中設(shè)置為 8 步，分別是 ,，每步安排不同的輸出，帶動(dòng)彩燈進(jìn)行不同的花式閃爍。 編程 梯形圖 當(dāng)按下 之后結(jié)束掃描結(jié)束程序，當(dāng)按下 之后進(jìn)行一次檢測(cè)， 之后開始按控制要求進(jìn)行閃爍，此時(shí)對(duì) 置 1，此時(shí)沒有對(duì) VB3 進(jìn)行操作， 第 18 頁(yè) / 共 46頁(yè) 即 VB3=0，此時(shí)網(wǎng)絡(luò) 8選通進(jìn)行寫操作， VB2 進(jìn)行移位，對(duì)應(yīng) 8 個(gè)不同的輸出樣式， 1→ 8→ 7→ 6→ 5→ 6→ 7→ 8。然后當(dāng) =1 時(shí) VB2 進(jìn)行新一輪的移位， VB3 也進(jìn)行移位， 8→全部閃爍 3次，此時(shí)的狀態(tài)變化過程是 8→全部滅→全部亮→全部滅→全部亮→全部滅→全部亮→全部滅，網(wǎng)絡(luò)10 進(jìn)行輸出。 第 19 頁(yè) / 共 46頁(yè) 第 20 頁(yè) / 共 46頁(yè) 為檢測(cè)開關(guān)選擇 SBR_5 點(diǎn)亮所有燈具，以觀察是否是燈具損壞。 第 21 頁(yè) / 共 46頁(yè) 子程序輸出編碼 下面列出每個(gè)控制不同花式的輸出子程序控制燈具是對(duì)應(yīng)的狀態(tài)表 表 SBR_0 狀態(tài)對(duì)應(yīng)表 點(diǎn)亮的燈具編號(hào) 對(duì)應(yīng) VB2 狀態(tài) 1 00000001 8 00000010 7 00000100 6 00001000 5 00010000 6 00100000 7 01000000 8 10000000 由上表可知，當(dāng)燈具 1 點(diǎn)亮的時(shí)候?qū)?yīng) VB2 的狀態(tài)為 00000001，其余燈具點(diǎn)亮?xí)r VB2 的狀態(tài)也一目了然，不再贅述。 表 SBR_0 控制狀態(tài)對(duì)應(yīng)表 點(diǎn)亮的燈具編號(hào) 由 控制點(diǎn)亮 1 0 2 7 3 6 4 5 5 4 6 3 7 2 8 1 9 非 10 非 上表中可知燈具 1由 控制點(diǎn)亮，燈具 2 由 和 控制點(diǎn)亮，而 9和 10則是有 ，因?yàn)檎{(diào)用 SBR_0時(shí) VB3DE 低五位為 00001。 第 22 頁(yè) / 共 46頁(yè) 下面給出子程序 SBR_0 到 SBR_5 的梯形圖。 SBR_5當(dāng) =1 時(shí)候被調(diào)用控制 10 盞燈全亮，進(jìn)行一次燈具檢測(cè)，觀察是否有損壞燈具，如果有燈具不亮則要進(jìn)行更換以保證舞臺(tái)燈光能夠正常工作。 為啟動(dòng)停止開關(guān)