【正文】 件發(fā)生異常情況 CPU 立即采用有效措施以防止故障擴(kuò)大7. 大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高(二) 豐富的 I/O 接口模塊1. PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場信號(hào)如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流；脈沖或電位；強(qiáng)電或弱電等。3. 直接連接另外為了提高操作性能它還有多種人機(jī)對(duì)話的接口模塊。(三) 采用模塊化結(jié)構(gòu)為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要除了單元式的小型 PLC 以外，絕大多數(shù) PLC 均采用模塊化結(jié)構(gòu)，PLC 的各個(gè)部件包括 CPU 電源 I/O 等均采用模塊化設(shè)計(jì)，由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。(五) 安裝簡單維修方便PLC 不需要專門的機(jī)房可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行，使用時(shí)只需將現(xiàn)場的各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接即可投入運(yùn)行，各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置，便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障，由于采用模塊化結(jié)構(gòu)，因此一旦某模塊發(fā)生故障用戶可以通過更換模塊的方法使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。 （2）PLC 的 CPU 則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式，即如果一個(gè)輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。這樣在對(duì)于 I/O 響應(yīng)要求不高的場合，PLC 與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。如下圖：圖 PLC 掃描周期（1）輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。 （2）用戶程序執(zhí)行階段 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)。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映象區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)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(jié)果會(huì)對(duì)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(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在此期間，CPU 按照I/O 映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。PLC 的 I/O 響應(yīng)時(shí)間為了增強(qiáng) PLC 的抗干擾能力，提高其可*性，PLC 的每個(gè)開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。以上兩個(gè)主要原因，使得PLC 得 I/O 響應(yīng)比一般微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應(yīng)時(shí)間至少等于一個(gè)掃描周期，一般均大于一個(gè)掃描周期甚至更長。如下圖：圖 PLC 掃描周期示意圖 梯形圖程序設(shè)計(jì)及工作過程分析梯形圖編程語言是一種圖形化編程語言，它沿用了傳統(tǒng)的繼電接觸器控制中的觸點(diǎn)、線圈、串并聯(lián)等術(shù)語和圖形符號(hào)，與傳統(tǒng)的繼電器控制原理電路圖非常相似，但又加入了許多功能強(qiáng)而又使用靈活的指令，它比較直觀、形象，對(duì)于那些熟悉繼電器一接觸器控制系統(tǒng)的人來說，易被接受。指令是用英文名稱的縮寫字母來表達(dá) PLC 的各種功能的助記符號(hào)，類似于計(jì)算機(jī)匯編語言。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖語言(SFC)類似于計(jì)算機(jī)常用的程序框圖，但有它自己的規(guī)則，描述控制過程比較詳細(xì)具體，包括每一框前的輸入信號(hào)，框內(nèi)的判斷和工作內(nèi)容，框后的輸出狀態(tài)。高級(jí)語言類似于 BACIC 語言、C 語言等，它們?cè)谀承S家的 PLC 中應(yīng)用。每一個(gè)邏輯行起始于左母線然后是觸點(diǎn)的各種連接，最后是線圈或線圈與右母線相連，整個(gè)圖形呈階梯形。2)梯形圖是 PLC 形象化的編程方式，其左右兩側(cè)母線并不接任何電源，因而圖中各支路也沒有真實(shí)的電流流過。3)梯形圖中的繼電器實(shí)質(zhì)上是變量存儲(chǔ)器中的位觸發(fā)器，相應(yīng)某位觸發(fā)器為“l(fā) 態(tài)”，表示該繼電器線圈通電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，動(dòng)斷觸點(diǎn)打開，反之為“o 態(tài)”。4)梯形圖中信息流程從左到右，繼電器線圈應(yīng)與右母線直接相連，線圈的右邊不能有觸點(diǎn)，而左邊必須有觸點(diǎn)。6)PLC 在解算用戶邏輯時(shí)，是按照梯形圖由上而下、從左到右的先后順序逐步進(jìn)行的，即按掃描方式順序執(zhí)行程序，不存在幾條并列支路同時(shí)動(dòng)作，這在設(shè)計(jì)梯形圖時(shí)，可以減少許多有約束關(guān)系的聯(lián)鎖電路，從而使電路設(shè)計(jì)大大簡化。當(dāng) PLC 運(yùn)行時(shí)，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但 CPU 是不能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作的，它只能按分時(shí)操作原理每一時(shí)刻執(zhí)行一個(gè)操作。掃描從 0000 號(hào)存儲(chǔ)地址所存放的第一條用戶程序開始，在無中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，按存儲(chǔ)地址號(hào)遞增順序逐條掃描用戶程序，也就是順序逐條執(zhí)行用戶程序，直到程序結(jié)束。水塔水位系統(tǒng) PLC 硬件設(shè)計(jì)水塔水位控制裝置圖圖 水位控制系統(tǒng)簡圖要求獨(dú)立完成水塔水位控制 PLC 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與調(diào)試。當(dāng)頁面高于上限水位 S4 時(shí)，則 S4 為 ON，電磁閥關(guān)閉。當(dāng) S2 為 OFF 時(shí)，表示水塔水位高于水塔下限水位。當(dāng)水塔水位低于下限水位時(shí)，同時(shí)水池水位也低于下限水位時(shí)，電機(jī) M 不能啟動(dòng)。據(jù)此，可以對(duì)輸入、輸出點(diǎn)作出地址分配，水塔水位控制系統(tǒng)的 I/O接線圖如圖 ：圖 水塔水位控制系統(tǒng)的 I/O 接線圖X0X1X2X3X4COMY0Y1Y2Y3Y4Y5Y6傳感器 1傳感器 2傳感器 3傳感器 4電磁閥電機(jī) MSB水池下限指示燈 a1水池上限指示燈 a2水塔下限指示燈 a3水塔上限指示燈 a4報(bào)警指示燈 a5~220V第 4 章 軟件設(shè)計(jì) 工作過程設(shè)水塔、水池初始狀態(tài)都為空著的，4 個(gè)液位指示燈全亮。若 5S 只有水池液位按預(yù)定的超過水池下限位，說明系統(tǒng)在正常的工作，水池下限位的指示燈 a1 滅。此次給水塔供水完成。我能順利完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，與老師的幫助密不可分。感謝實(shí)驗(yàn)室老師給我提供了足夠的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，使我能夠順利的完成任務(wù)。感謝實(shí)驗(yàn)室的所有同學(xué)，在這個(gè)和諧的大家庭中，我們共同學(xué)習(xí)，共同生活，共同進(jìn)步。參考文獻(xiàn)[1] 廖常初．PLC 基礎(chǔ)及應(yīng)用[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2022[2] 王兆義．可編程序控制器教程[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2022 [3] 張萬忠. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022[4] [M]. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022[5] 張桂香. 電氣控制與PLC應(yīng)用. [M] 北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2022[6] 鐘肇新. 可編程控制器原理及應(yīng)用（第三版）[M]. 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2022[7] 呂景泉. 可編程控制器技術(shù)教程[M]. 北京：高等教育出版社，2022畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績審批表指導(dǎo)教師評(píng)閱意見：論文的創(chuàng)新點(diǎn)和特點(diǎn)： 存在的主要問題： 指導(dǎo)教師（簽字）： 年 月 日答辯小組評(píng)語及成績?cè)u(píng)定:小組組長（簽字）： 年 月 日系（院）審定意見： 負(fù)責(zé)人（簽字）： （加