【正文】 程程序控制器來代替中間繼電器和過程控制的微型機，設(shè)計開發(fā)了配料控制系統(tǒng) 。?。河烧w結(jié)構(gòu)向小型模塊化結(jié)構(gòu)發(fā)展，增加了配置的靈活性，降低了成本。 現(xiàn)在 ， 雖 然出現(xiàn)了性能更加優(yōu)越的 DCS 和 FCS 控制系統(tǒng) ， PLC 控制也終將會被先進的 FCS 控制所取代 ， 但是目前以及今后相當長的一段時間 ， PLC 還會與 DCS 和 FCS 共存 ， 未來 PLC 將朝著多功能化、集成化、智能化、標準化、開放化的方向發(fā)展 ，故 PLC 雖然面臨其它自動化控制系統(tǒng)的挑戰(zhàn) ， 但同時也在吸收它們的優(yōu)點 ， 互相融合 ，不斷創(chuàng)新 ， 在今后一段時間內(nèi)將與其它先進控制方式并存 ， 共同發(fā)展 。對 PLC 的分類，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和 I/O 點數(shù)的多少等進行大致分類。 ○1整體式 PLC 整體式 PLC 是將電源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)， 具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價格低的特點。整體式 PLC由不同 I/O 點數(shù)的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成。擴展單元內(nèi)只有 I/O 和電源等，沒有 CPU。整體式PLC 一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴展。模塊式 PLC由框架 或基板和各種模塊組成。這種模塊式 PLC 的特點是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴展和維修。其組成如圖 22 所示。疊裝式PLC 其 CPU、電源、 I/O 接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接，并且各模塊可以一層層地疊裝。 2. 按功能分類根據(jù) PLC 所具有的功能不同，可將 PLC 分為低檔、中檔、高檔三類。主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統(tǒng)。有些還可增設(shè) 中斷控制、 PID 控制等功能，適用于復(fù)雜控制系統(tǒng)。高檔 PLC 機具有更強的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，實現(xiàn)工廠自動化。 ○1小型 PLC——I/O 點數(shù)小于 256 點；單 CPU、 8 位或 16 位處理器、用戶 存儲器容量4K 字以下。 ○3大型 PLC——I/O 點數(shù) 2048 點；多 CPU， 16 位、 32 位處理器，用戶存儲器容量 8～16K 。每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。 PLC 就是這樣周而復(fù)始地 重復(fù)上述循環(huán)。整個過程可分為以下幾個部分： 第一部分是上電處理。第二部分是自診斷處理。如 CPU、電池電壓、程序存儲器、 I／ O 和通 圖 23 PLC 工作原理 5 訊等是否異?；虺鲥e，如檢查出異常時， CPU 面板上的 LED 及異常繼 電器會接通，在特殊寄存器中會存入出錯代碼。 第三部分是通訊服務(wù)。首先檢查有無通訊任務(wù)，如有則調(diào)用相應(yīng)進程，完成與其他設(shè)備的通訊處理，并對通訊數(shù)據(jù)作相應(yīng)處理；然后進行時鐘、特殊寄存器更新處理等工作。 PLC 在上電處理、自診斷和通訊服務(wù)完成以后，如果工作選擇開關(guān)在 RUN 位置，則進人程序掃描工作階段。 配料 系統(tǒng)的 電氣 控制 方案 該配料生產(chǎn)線廣泛應(yīng)用于建筑、化工等生產(chǎn)領(lǐng)域，主要由料倉、倉壁振動器、喂料振動器、稱料倉、排料振動器、傳送帶、中間倉、混合倉、攪拌機組成 ； 各振動器、傳送帶、攪拌機均由電機拖動 ； 中間倉門和混合倉卸料門則由電磁閥控制 ； 當某臺電機過載時電鈴報警并禁止所有輸出，故障排除后才能繼續(xù)工作。 其工作過程如下： ⑴ 按下啟動按鈕后兩個倉壁振動器和兩個喂料振動器同時啟動，料倉一和料倉二同時開始下料，將配料喂入稱料倉。 ⑶ 啟動 1 號送料傳送帶。 ⑸ 延時 300 秒后啟動攪拌機， 1 號送料傳送帶停止工作。 ⑺ 延時 300 秒后，開啟混合倉卸料門，啟動 2 號傳送帶將混合均勻的配料送 走。該配料生產(chǎn)線要求有自動、單周期和手動三種工作方式 ； 在自動工作方式下，按下啟動按鈕后能連續(xù)不斷地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕，當前工作周期結(jié)束后才停止工作 ； 在單周期工作方式下，按下啟動按鈕后工作一個周期自動停止工作 ； 在手動工作方式下，可手動調(diào)整1 號傳送帶、 2 號傳送帶和攪拌機。工藝流程的特點和應(yīng)用要求是設(shè)計選型的主要依據(jù)。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時間，因此，工程設(shè)計選型和估算時，應(yīng)詳細分析工藝過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù) 控制要求，估算輸入輸出點數(shù)、所需存儲器容量、確定 PLC 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的 PLC 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 S7 系列 PLC 產(chǎn)品可分為微型 PLC（如 S7200），小規(guī)模性能要求的 PLC（如 S7300）和中、高性能要求的 PLC（如 S7400）等。 2. S7300 是模塊化小型 PLC 系統(tǒng)，能滿足中 等性能要求的應(yīng)用；各種單獨的模塊之間可進行廣泛組合構(gòu)成不同要求的系統(tǒng)。 S7400 PLC 采用模塊化無風扇的設(shè)計，可靠耐用，同時可以選用多種級別（功能逐步升級）的 CPU，并 配有多種通用功能的模板，這使用戶能根據(jù)需要組合成不同的專用系統(tǒng)， 當控制系統(tǒng)規(guī)模擴大或 升級時，只要適當?shù)卦黾右恍┠０澹隳苁瓜到y(tǒng)升級和充分滿足需要。 S7200 PLC 的強大功能使其無論單機運行，或連成網(wǎng)絡(luò)都能實現(xiàn)復(fù)雜的控制功能。 (3)指令功能強大； (4)價格低廉。西門子（ SIEMENS）公司的 PLC 產(chǎn)品除了 S 系列的 PLC 外，還包括工業(yè)網(wǎng)絡(luò)， HMI 人機界面，工業(yè)軟件等。 S7200 系列 PLC 可提供 4 種不同的基本單元和 6 種型號的擴展單元。 S7200 系列 PLC 中 可提供 4 種不同的基本型號的 8 種 CPU 供選擇使用，其輸入輸出點數(shù)的分配見表： 表 31 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本單元 型 號 輸入點 輸出點 可帶擴展模塊數(shù) S7200CPU221 6 4 — S7200CPU222 8 6 2 個擴展模塊 ； 78 路數(shù)字量 I/O點或 10 路模擬量 I/O 點 S7200CPU224 14 10 7 個擴展模塊 ； 168 路數(shù)字量 I/O點或 35 路模擬量 I/O 點 S7200CPU226 24 16 2 個擴展模塊 ； 248 路數(shù)字量 I/O點或 35 路模擬量 I/O 點 S7200CPU226XM 24 16 2 個擴展模塊 ； 248 路數(shù)字量 I/O點或 35 路模擬量 I/O 點 9 S7200 系列 PLC 主要有 6 種擴展單元，它本身沒有 CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展 I/O 點數(shù)， S7200 系列 PLC 擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表所示 : 表 32 S7200 系列 PLC 擴展單元型號及輸入輸出點數(shù) 類 型 型 號 輸入點 輸出點 數(shù)字量擴展模塊 EM221 8 無 EM222 無 8 EM223 4/8/16 4/8/16 模擬量擴 展模塊 EM231 3 無 EM232 無 2 EM235 3 1 PLC 在正式運行時，不需要編程器。 S7200系列 PLC 可采用多種編程器，一般可分為簡易型和智能型。智能型編程器采用計算機進行編程操作，將專用的編程軟件裝入計算機內(nèi)，可直接采用梯形 圖語言編程，實現(xiàn)在線監(jiān)測，非常直觀，且功能強大， S7200 系列 PLC 的專用編程軟件為 STEP7Micro/WIN。 為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型 PLC 設(shè)有外接 EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入 PLC，也可將 PLC 內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接 EEPROM 卡盒內(nèi)作為備份。 寫入器的功能是實現(xiàn) PLC 和 EEPROM 之間的程序傳送，是將 PLC 中 RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)?PLC 中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到 RAM 區(qū)。具體的 I/O 地址分配見表 33： 表 33 I/O 地址分配表 輸入部分 輸出部分 地址 元件 功能 地址 元件 功能 FR1~9 9 個熱繼電器觸點的串聯(lián) HA 電機故障報警電鈴 SB1 攪拌機電機點動按鈕 KM1 控制 1 號倉壁振蕩器電機 SB2 1 號傳送帶電機點動按鈕 KM2 控制 1 號喂料振蕩器電機 SB3 2 號傳送帶電機點動按鈕 KM3 控制 1 號排料振蕩器電機 SB4 循環(huán)啟動按鈕 KM4 控制 2 號倉壁振蕩器電機 SB5 循環(huán)停止按鈕 KM5 控制 2 號喂料振蕩器電機 SQ11 稱料傳感器 11 觸點 KM6 控制 2 號排料振蕩器電機 SQ12 稱料傳感器 12 觸點 KM7 控制攪拌機電機 SQ21 稱料傳感器 21 觸點 KM8 控制 1 號傳送帶電機 SQ22 稱料傳感器 22 觸點 KM9 控制 2 號傳送帶電機 SA11 自動工作方式選擇 YA1 中間倉倉門電磁閥 SA12 單周期工作方式選擇 YA2 混合倉卸 料門電磁閥 SA13 手動工作方式選擇 11 系統(tǒng) PLC 外部接線電路圖 系統(tǒng) PLC 外部接線圖，如圖 31 所 示 1 M2 M M1 M2 M ML +L + NL 12 L1 L1 L2