基于PLC的排水系統(tǒng)控制設(shè)計(jì)-谷林

基于PLC的污水坑水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)摘要PLC〔可編程邏輯控制器〕是一種基于數(shù)字計(jì)算機(jī)技術(shù)、專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng)。它具有功能強(qiáng)大、使用可靠、維修簡(jiǎn)便等許多優(yōu)點(diǎn)。由于可編程序控制器平安性高、功能完善、性能穩(wěn)定、應(yīng)用廣泛，因此，污水坑水位控制系統(tǒng)中的控制局部采用可編程序控制器來(lái)控制。在本系統(tǒng)中，采用西門(mén)子S7-200型PLC控制潛水泵的起停，其中PLC選用DC24V輸入、DC24V繼電器輸出。污水坑水位控制系統(tǒng)的操作方式分為手動(dòng)方式和自動(dòng)方式。本課題主要任務(wù)是自動(dòng)控制方式局部，用4個(gè)水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)污水坑的水位，PLC根據(jù)水位情況控制潛水泵的起停。該設(shè)計(jì)中采用4臺(tái)潛水泵循環(huán)工作方式取代了通常的3用1備工作方式，更加合理的分配了潛水泵的起停，提高了每臺(tái)潛水泵的利用率，防止了電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)也更加完善。最后通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。關(guān)鍵詞：水位控制，潛水泵，PLCThedesignofSewagepitWaterlevelcontrolsystemBasedonPLCAbstractPLC(programmablelogiccontroller)isonekindofelectronicsystembasedontechnologyofdigitalcomputer,anddesignedspeciallyforusinginindustrialenvironment.Ithasmanymeritssuchaspowerfulfunction,reliableuseandeasy-mending.Withtherapiddevelopmentofmicroelectronicandcomputertechnology,PLChaswidelyusedinindustrialcontrolarea.BecausethePLCissafe,stable,reliable,andappliedwidely,thePLCisusedasthecontrollerforthesewagepitwaterlevelcontrolsystem.Inthissystem,usingSimensS7-200PLCtocontrolthestartandstopofdivingpumps,inwhichPLCselectsDC24Vofinput,DC24Vrelayofoutputs,andhasDC24Vvoltage-stabilizedsource.Thesewagepitwaterlevelcontrolsystemoperatingmodedividesintothemanualwayandautomaticway.Thistopicprimarymissionistheautomaticcontrolway,with4waterlevelswitchexaminingsewagepitwaterlevel,PLCaccordingtothewaterlevelsituationcontrolthestartandstopofdivingpumps.Toinsteadofpastmethodwhichthreepumpsisworkingandoneisforready,thenewcycleworkmethodisappliedinthisdesign.Itmakesthestartandstopofthedivingpumpsmorereasonable.Andatthesametime,itmakesthedivingpumpsworkmoreefficientlyandavoidstostarttheelectricmotorsfrequently.Sotheelectricmotorcanbebetterprotected.AttheendtheLADprogramofthesewagepitwaterlevelcontrolsystemisprovided.Keywords：waterlevelcontrol,divingpumps,PLC目錄摘要IAbstractII1緒論11.1PLC的現(xiàn)狀與趨勢(shì)11.2PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用11.3PLC與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較3與集散控制系統(tǒng)的比較31.3.2與工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)的比較31.4變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)41.5設(shè)計(jì)的主要任務(wù)42可編程序控制器概述62.1可編程控制器的工作方式6可編程控制器的工作原理62.1.2可編程控制器的掃描周期82.2編程軟件的簡(jiǎn)介和梯形圖的設(shè)計(jì)方法103污水坑水位控制設(shè)計(jì)123.1原控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案123.2控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案124控制系統(tǒng)硬件選擇和程序設(shè)計(jì)154.1PLC的選型154.2S7-200型PLC的特點(diǎn)154.3輸入、輸出點(diǎn)確實(shí)定154.4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)154.4.1控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方式工作過(guò)程154.4.2程序設(shè)計(jì)框圖214.4.3程序設(shè)計(jì)梯形圖21結(jié)論23致謝24參考文獻(xiàn)25附錄AIntroductionofProgrammablecontrollers26附錄B可編程序控制器介紹31附錄CPLC程序設(shè)計(jì)梯形圖36緒論P(yáng)LC的現(xiàn)狀與趨勢(shì)國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)1987年2月將可編程控制器定義為：“可編程控制器〞是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過(guò)數(shù)字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機(jī)械的生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原那么設(shè)計(jì)[1]?，F(xiàn)代的PLC不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、順控等功能，而且還具有AID,DIA轉(zhuǎn)換，數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理等功能。因此，它即可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制，也可對(duì)模擬量進(jìn)行控制；即可控制一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、一條生產(chǎn)線，也可控制一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。PLC還具有通訊聯(lián)網(wǎng)的功能，可與上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)。用戶只需根據(jù)控制的規(guī)模和要求，合理選擇PLC型號(hào)和硬件配置，就可以組成所需的控制系統(tǒng)。在興旺的工業(yè)國(guó)家，PLC己經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕工、紡織、交通運(yùn)輸、環(huán)保以及文化娛樂(lè)等各行各業(yè)，成為工業(yè)控制的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。國(guó)外專家預(yù)言，作為工業(yè)自動(dòng)化的三大技術(shù)支柱(PLC技術(shù)、機(jī)器人、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的分析)之一的PLC技術(shù)，將躍居主導(dǎo)地位[2]。PLC的特點(diǎn)與應(yīng)用早期的PLC的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊(一般功能都集中在一個(gè)機(jī)籠或盒子中實(shí)現(xiàn))、功能簡(jiǎn)單(一般只實(shí)現(xiàn)一臺(tái)加工設(shè)備的順序邏輯控制功能)、速度快、采用專用處理器技術(shù)、可靠性高、價(jià)格低。但隨著微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的開(kāi)展和IPC技術(shù)與開(kāi)放軟件技術(shù)的開(kāi)展，PLC也在不斷提高自己的性能并不斷擴(kuò)展自己的應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)今的PLC具有以下特點(diǎn):1、功能豐富當(dāng)今的PLC己不再限于完成順序邏輯控制功能。多數(shù)的PLC采用通用的高性能處理器(有的PLC采用Pentium處理器，有的采用Alpha處理器芯片等)，采用實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，在保證快速完成順序邏輯運(yùn)算的前提下，普遍增加了回路調(diào)節(jié)功能，代數(shù)計(jì)算功能等。當(dāng)今的PLC己經(jīng)走出了原來(lái)的設(shè)備邏輯控制應(yīng)用領(lǐng)域，而向DCS的應(yīng)用領(lǐng)域(連續(xù)過(guò)程控制和批量控制)滲透。2、網(wǎng)絡(luò)功能增強(qiáng)過(guò)去的PLC一般限于設(shè)備級(jí)的邏輯控制，提供簡(jiǎn)單的慢速的通信功能(只支持RS232、485，多采用Modbus協(xié)議，通信速率一般在幾K到幾十K之間)，目的是將系統(tǒng)的控制狀態(tài)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)傳給一些監(jiān)視設(shè)備(如顯示終端或PC機(jī))供操作員監(jiān)視或?qū)⒉僮鲉T的修改指令傳遞到PLC。一般情況下，PLC自身完成所有的控制功能，即使通信和監(jiān)視設(shè)備都不工作，PLC仍繼續(xù)其邏輯控制工作。當(dāng)今的PLC都提供了高速的通信網(wǎng)絡(luò)(如Ethernet等)，有的PLC還支持快速現(xiàn)場(chǎng)總線通信(Profibus,DeviceNet,SDS等)。PLC+網(wǎng)絡(luò)+PC十SCADA軟件己形成了一種非常流行的應(yīng)用方式[3]。3、開(kāi)放圖形軟件過(guò)去的PLC提供的顯示功能極其簡(jiǎn)單，多數(shù)采用數(shù)值列表方式或簡(jiǎn)單的線圖顯示?，F(xiàn)在，一大批的專業(yè)監(jiān)控(SCADA)軟件廠商(如Intellution,Wonderware等)在Windows系統(tǒng)平臺(tái)上開(kāi)發(fā)了許多功能非常強(qiáng)的監(jiān)控軟件，這些軟件一般支持多種PLC連接，具有豐富的圖形顯示功能，歷史數(shù)據(jù)記錄與趨勢(shì)顯示功能，狀態(tài)報(bào)警顯示功能，PLC圖形組態(tài)功能等，使得今天的PLC再也不是一個(gè)順序邏輯控制黑匣子，而變成了一個(gè)集邏輯控制、調(diào)節(jié)控制、網(wǎng)絡(luò)通信和圖形監(jiān)視于一體的綜合自動(dòng)化系統(tǒng)。4、編程標(biāo)準(zhǔn)化過(guò)去的PLC編程一般是由各廠家提供的LADDER圖編程語(yǔ)言。它們形狀相似，卻不兼容。隨著DCS開(kāi)放性的開(kāi)展，PLC也在逐步走向開(kāi)放。在開(kāi)放方面，最大的進(jìn)步當(dāng)屬于PLC編程語(yǔ)言的標(biāo)準(zhǔn)化。自從IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)推出以來(lái)，各PLC廠商積極向該標(biāo)準(zhǔn)靠攏。IEC1131-3標(biāo)準(zhǔn)是為PLC編程標(biāo)準(zhǔn)化所制定的一套歐洲標(biāo)準(zhǔn)。該標(biāo)準(zhǔn)定義了五種不同的控制編程語(yǔ)言：梯形圖、SFC(順序功能圖)、功能塊圖、結(jié)構(gòu)文本語(yǔ)言和指令表。5、小型化和微型化當(dāng)今PLC市場(chǎng)除了呈現(xiàn)高性能和網(wǎng)絡(luò)功能競(jìng)爭(zhēng)特征之外，另一個(gè)顯著特征就是小型再小型，價(jià)格一降再降。幾年前，微型PLC才大量上市，許多廠家又推出了超微型PLC(具有16或更少的I/O點(diǎn))。一些微型PLC具有超微型PLC的體積，卻具有更強(qiáng)的功能，如OmronSRMI的體積只有一疊撲克牌大小，但卻可支持到256點(diǎn)的I/O能力(分散I/O方式)；Schneider公司的ModiconTSXMicroPLC支持多組超微型PLC的分散I/O，還提供PID調(diào)節(jié)功能。微型的PLC一般采用分散結(jié)構(gòu)：控制器體積很小，完成綜合邏輯處理和運(yùn)算功能，而I/O采集和處理那么在現(xiàn)場(chǎng)模塊中實(shí)現(xiàn)。由于PLC強(qiáng)大的功能和眾多的優(yōu)點(diǎn)，國(guó)內(nèi)PLC已經(jīng)在機(jī)電、冶金、輕工、紡織、煤炭、鐵道、交通等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，并取得了明顯的效益。其主要功能是進(jìn)行工藝參數(shù)的采集、生產(chǎn)過(guò)程控制、信息處理以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等。PLC與其它工業(yè)控制系統(tǒng)的比較與集散控制系統(tǒng)的比較PLC由繼電器邏輯控制系統(tǒng)開(kāi)展而來(lái)，在數(shù)字處理、順序控制方面有一定優(yōu)勢(shì)，初期功能以數(shù)字量的順序控制為主。隨著微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)的開(kāi)展，PLC在邏輯運(yùn)算功能的根底上，增加了數(shù)值運(yùn)算和閉環(huán)調(diào)節(jié)的功能，運(yùn)算速度提高，輸入輸出規(guī)模擴(kuò)大，并開(kāi)始與小型計(jì)算機(jī)聯(lián)成網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成以PLC為重要部件的初級(jí)分布式控制系統(tǒng)。集散控制系統(tǒng)由回路儀表控制系統(tǒng)開(kāi)展而來(lái)。初期功能以回路調(diào)節(jié)為主。集散控制系統(tǒng)自70年代初期問(wèn)世之后，它的迅速開(kāi)展隨著微處理器，特別是單片機(jī)的出現(xiàn)，再加上通信技術(shù)的成熟，將順序控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、過(guò)程控制的模擬儀表、過(guò)程監(jiān)控裝置等有機(jī)地結(jié)合在一起，產(chǎn)生了滿足各種不同要求的集散型控制系統(tǒng)[4]。不管是PLC還是集散系統(tǒng)，在開(kāi)展過(guò)程中，二者始終是相互滲透，互為補(bǔ)充的。今天的可編程控制器己增強(qiáng)了模擬量控制功能，開(kāi)發(fā)了各種智能模板，具有了MID調(diào)節(jié)功能并可構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)分級(jí)控制功能的功能。因此，PLC與集散控制系統(tǒng)的開(kāi)展越來(lái)越接近，很多工業(yè)生產(chǎn)的控制過(guò)程既可以用PLC實(shí)現(xiàn)，也可以用集散系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。從自動(dòng)化控制系統(tǒng)的開(kāi)展趨勢(shì)來(lái)看，全分布式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)必然會(huì)得到迅速開(kāi)展，將綜合PLC與集散系統(tǒng)各自的優(yōu)勢(shì)，并把兩者有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成一種新型的全分布式的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[5]。1.3.2與工業(yè)微機(jī)控制系統(tǒng)的比較工業(yè)微機(jī)是在以往計(jì)算機(jī)與大規(guī)模集成電路的根底上開(kāi)展起來(lái)的，硬件結(jié)構(gòu)方面總線標(biāo)準(zhǔn)化程度高，品種兼容性強(qiáng)，軟件資源豐富，特別是有實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)的支持，在要求快速、實(shí)時(shí)性強(qiáng)、模型復(fù)雜的工業(yè)控制中占有優(yōu)勢(shì)。但是，使用工業(yè)微機(jī)的人員技術(shù)水平要求較高，一般應(yīng)具有一定的計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí)。另外，工業(yè)微機(jī)在整機(jī)結(jié)構(gòu)上尚不能適應(yīng)惡劣的工作環(huán)境，不如PLC那樣容易推廣[6]。PLC針對(duì)工業(yè)順序控制、在結(jié)構(gòu)上采用了整體密封或插件組合型，并采用了一系列抗干擾措施，在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)有很高的可靠性。PLC采用梯形圖語(yǔ)言編程，使熟悉電器控制的技術(shù)人員易學(xué)易懂，易于推廣。但是，PLC的工作方式不同于工業(yè)微機(jī)的很多軟件，還不能直接應(yīng)用。此外，PLC的標(biāo)準(zhǔn)化程度低，各廠家的產(chǎn)品不通用，在開(kāi)發(fā)上不如工業(yè)微機(jī)。綜上所述，PLC與工業(yè)微機(jī)控制的差異為：1、PLC可靠性較工業(yè)微機(jī)高。2、PLC編程比工業(yè)微機(jī)簡(jiǎn)單。3、PLC設(shè)計(jì)調(diào)試周期短。4、PLC的輸入輸出響應(yīng)比工業(yè)微機(jī)速度慢。5、PLC易于操作，人員培訓(xùn)時(shí)間短，而工業(yè)微機(jī)培訓(xùn)時(shí)間較長(zhǎng)。6、PLC便于維修，而工業(yè)微機(jī)維修要求的技術(shù)水平較高。隨著PLC功能的不斷增強(qiáng)，越來(lái)越多地采用了微機(jī)技術(shù)，同時(shí)工業(yè)微機(jī)為了適應(yīng)用戶需要，向提高可靠性、更耐用與便于維修的方向開(kāi)展，兩者間相互滲透，差異越來(lái)越小。今后，PLC與工業(yè)控制微機(jī)將繼續(xù)共存，在一個(gè)控制系統(tǒng)中，使PLC集中在功能控制上，使微機(jī)集中在信息處理上，兩者相輔相成，共同開(kāi)展。變頻調(diào)速技術(shù)的特點(diǎn)變頻調(diào)速具有調(diào)速的機(jī)械特性好，效率高，調(diào)速范圍寬，精度高，調(diào)整特性曲線平滑，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)的、平穩(wěn)的調(diào)速，體積小、維護(hù)簡(jiǎn)單方便、自動(dòng)化水平高等一系列突出的優(yōu)點(diǎn)而倍受人們的青睞。尤其當(dāng)它應(yīng)用于風(fēng)機(jī)、水泵等大容量負(fù)載時(shí)，可以獲得其它調(diào)速方式無(wú)法比較的節(jié)能效果。變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可分成交流－直流－交流變頻器和交流－交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交－直－交變頻器[7]。設(shè)計(jì)的主要任務(wù)本次設(shè)計(jì)課題是污水坑水位控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)分為自動(dòng)方式、手動(dòng)方式和組態(tài)畫(huà)面，該設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是自動(dòng)控制方式，即：用4個(gè)水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)污水坑的水位，PLC根據(jù)水位情況控制潛水泵的起停。該設(shè)計(jì)中采用4臺(tái)潛水泵循環(huán)工作方式取代了通常的3用1備工作方式，防止了電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)并通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。本文主要介紹潛水泵循環(huán)工作方式、軟件和硬件的實(shí)現(xiàn)，主要內(nèi)容有：第二章介紹PLC概述，其中包括PLC的工作方式和梯形圖的設(shè)計(jì)方法；第三章介紹污水坑水位控制設(shè)計(jì)，其中包括原系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案和控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案；第四章介紹控制系統(tǒng)硬件選擇和編程實(shí)現(xiàn)，其中包括PLC的選型及其特點(diǎn)和控制系統(tǒng)編程實(shí)現(xiàn)?？删幊绦蚩刂破鞲攀隹删幊炭刂破鞯墓ぷ鞣绞娇删幊炭刂破鞯墓ぷ髟砝^電器控制裝置采用邏輯并行運(yùn)行的方式，即如果一個(gè)繼電器的線圈通電或斷電，該繼電器的所有觸點(diǎn)(包括它的常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn))不管在繼電器線路的哪個(gè)位置上，都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作。然而PLC的CPU那么采用順序逐條地掃描用戶程序的運(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(kāi)，該線圈的所有觸點(diǎn)(包括它的常開(kāi)觸點(diǎn)或常閉觸點(diǎn))不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)才會(huì)動(dòng)作。為了消除兩者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的這種差異，考慮到繼電器控制裝置中各類觸點(diǎn)的動(dòng)作時(shí)間一般在100ms以上，而PLC掃描用戶程序的時(shí)間一般均小于100ms，因此，PLC采用了一種不同于一般微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)行方式，一一掃描技術(shù)[8]。PLC的掃描既可按固定的順序運(yùn)行，也可按用戶程序規(guī)定的可變順序進(jìn)行。這不僅僅是因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮危艌?zhí)行一次，而是因?yàn)樵谝粋€(gè)大型控制系統(tǒng)中，需要處理的I/O點(diǎn)數(shù)較多，只有通過(guò)對(duì)不同組織模塊的安排，采用分時(shí)分批掃描執(zhí)行的方法，才可以縮短掃描周期和提高對(duì)控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)。1、I/O映象區(qū)執(zhí)行PLC控制程序時(shí)，采集現(xiàn)場(chǎng)信息的方式有兩種:(1)程序的執(zhí)行需要哪一個(gè)信息，就到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)去采集該信息，這樣采集到的信息是實(shí)時(shí)的，但采集的時(shí)間可能略多。同一因素信息，由于采集的時(shí)間不同，其狀態(tài)可能會(huì)有所不同。(2)定時(shí)采集在每一個(gè)巡回掃描周期內(nèi)定時(shí)(一般在掃描周期的開(kāi)始或結(jié)束)將現(xiàn)場(chǎng)全部有關(guān)信息都采集到PLC中來(lái)，存放在系統(tǒng)準(zhǔn)備好的特定區(qū)域(隨機(jī)存儲(chǔ)器的某一地址區(qū))，這一區(qū)域稱為輸入映象區(qū)。執(zhí)行用戶程序時(shí)需要的現(xiàn)場(chǎng)信息，都在輸入映象區(qū)中取用，而不去外設(shè)取用。集中采集現(xiàn)場(chǎng)信息，雖然每個(gè)信息被采集的時(shí)間仍有先后差異，但已很小，可以認(rèn)為采集到的信息幾乎是同時(shí)的。同樣對(duì)輸出給控制對(duì)象的控制信息，也不采用形成一個(gè)就輸出一個(gè)的控制方法，而是先把它們存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器的某個(gè)特定區(qū)域(輸出映象區(qū))，在用戶程序掃描結(jié)束后，將所存被控對(duì)象的控制信息集中輸出，改變被控對(duì)象的狀態(tài)。上述輸入映象區(qū)、輸出映象區(qū)可稱為v(輸入/輸出)映象區(qū)。映象區(qū)的大小隨系統(tǒng)輸入、輸出信息多少，即輸入、輸出的點(diǎn)數(shù)而定。2、集中采樣、集中輸出的工作方式PLC對(duì)用戶程序的執(zhí)行主要按三個(gè)階段進(jìn)行:(1)輸入采樣階段，在這個(gè)過(guò)程中，PLC按掃描方式掃描PLC裝置上所有端子上的輸入信號(hào)，并將這些輸入信號(hào)存入映象區(qū)中的輸入映象存放器。此時(shí)，輸入映象存放器被刷新，接著進(jìn)入程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段或輸出階段，無(wú)論輸入信號(hào)如何變化，輸入映象存放器內(nèi)容保持不變，直到下一個(gè)掃描周期的采樣階段，才重新寫(xiě)入輸入端的內(nèi)容。(2)程序執(zhí)行階段，在這個(gè)過(guò)程中，PLC執(zhí)行用戶程序，對(duì)用戶以梯形圖方式編寫(xiě)的程序按照從上到下，從左到右的順序逐一掃描各指令，并從輸入映象存放器中取出上一階段采入的所有輸入端子的狀態(tài)，從輸出映象存放器中取出各輸出元件的輸出狀態(tài)，然后進(jìn)行邏輯運(yùn)算，并將運(yùn)算結(jié)果再次存入輸出映象存放器中，但是，這個(gè)結(jié)果在整個(gè)程序未執(zhí)行前不會(huì)送至輸出端口。(3)輸出刷新階段，全部指令執(zhí)行完畢后，將輸出映象存放器的內(nèi)容，送入到輸出鎖存器中(稱為輸出刷新)，然后由鎖存器去驅(qū)動(dòng)線圈，最后成為可編程控制器的實(shí)際輸出。PLC采用集中采樣與集中輸出的工作方式，在采樣周期中，將所有輸入信號(hào)一起讀入，此后在整個(gè)程序處理過(guò)程中PLC系統(tǒng)與外界隔開(kāi)，直至輸出控制信號(hào)，并在下一個(gè)工作周期再與外部交換信息狀態(tài)，從而從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力和工作的可靠性。3、PLC對(duì)輸入輸出的處理原那么(1)輸入映象存放器的數(shù)據(jù)取決于輸入端子板上各輸入開(kāi)關(guān)在上一個(gè)刷新期間的接通/斷開(kāi)狀態(tài)。(2)程序執(zhí)行是對(duì)用戶所編程序和輸入/輸出映象存放器的內(nèi)容及其它各元件映象存放器的內(nèi)容進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理。(3)輸出映象存放器的數(shù)據(jù)取決于程序運(yùn)算的執(zhí)行結(jié)果。(4)輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)，由上一次輸出刷新期間輸出映象存放器中的數(shù)據(jù)決定。(5)輸出端子接通/斷開(kāi)狀態(tài)，由輸出鎖存器決定。PLC的工作方式是巡回掃描執(zhí)行用戶程序，由于建立了輸入映象區(qū)，因此程序在執(zhí)行時(shí)，系統(tǒng)工作只涉及到映象存放器中的內(nèi)容，只是在掃描周期的適當(dāng)時(shí)刻將輸出映象存放器的信息全部輸出給外設(shè)，同時(shí)也從所有外設(shè)讀入信息。這種周期性的與外界交換信息，對(duì)一般外設(shè)來(lái)講是可以滿足要求的，但是隨著可編程控制器功能的擴(kuò)展，特別是許多特殊模板智能模板被作為外設(shè)以及中斷控制時(shí)，對(duì)響應(yīng)的及時(shí)性提出了新的要求，正常的周期性的輸入輸出交換信息很難滿足要求。系統(tǒng)的周期性掃描與外設(shè)希望的及時(shí)響應(yīng)矛盾的解決方法是將有關(guān)要輸入或輸出的信息別離出來(lái)，即這一局部信息的輸入或輸出與系統(tǒng)CPU的周期掃描脫離，利用專門(mén)的硬件模板(如利用定區(qū)I/O效勞指令使定區(qū)內(nèi)的信息及時(shí)輸入或輸出，即取得立即執(zhí)行)。所以PLC的循環(huán)掃描工作方式對(duì)外設(shè)希望及時(shí)響應(yīng)要求的實(shí)現(xiàn)有一定困難?？删幊炭刂破鞯膾呙柚芷赑LC可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設(shè)備，它一直在周而復(fù)始地循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務(wù)。我們定義從掃描過(guò)程中的一點(diǎn)開(kāi)始，順序掃描后又回到該點(diǎn)的過(guò)程為一個(gè)周期。用戶程序只是掃描周期的一個(gè)組成局部，用戶程序不運(yùn)行時(shí)，可編程控制器也在掃描，只不過(guò)在一個(gè)周期中刪除了用戶程序和輸入輸出效勞這兩局部任務(wù)。典型的PLC在一個(gè)周期中完成六個(gè)掃描過(guò)程。1、自監(jiān)視掃描過(guò)程為保證設(shè)備的可靠性，出現(xiàn)故障及時(shí)反響，PLC都具有自監(jiān)視功能。自監(jiān)視功能主要由時(shí)間監(jiān)視器WDT(WatchdogTimer)完成的。WDT是一個(gè)硬件計(jì)時(shí)器，該計(jì)時(shí)器有一個(gè)設(shè)定值，掃描周期開(kāi)始前計(jì)時(shí)器復(fù)位，然后開(kāi)始計(jì)時(shí)。如果復(fù)位前，掃描時(shí)間超過(guò)WDT的設(shè)定時(shí)間，CPU將停止運(yùn)行，復(fù)位輸入輸出，并給出報(bào)警信號(hào)，這種故障稱為WDT故障。WDT故障可能由CPU硬件引起，也可能由用戶程序執(zhí)行時(shí)間太長(zhǎng)，使掃描周期時(shí)間超過(guò)WDT的設(shè)定時(shí)間而引起。用編程器可以清掉WDT故障。一般機(jī)器給WDT的設(shè)定值在100～200ms。在有些PLC中用戶可以對(duì)WDT時(shí)間進(jìn)行修改，修改方法在說(shuō)明書(shū)上查閱。2、與編程器進(jìn)行信息交換的掃描過(guò)程在PLC中，用戶程序是通過(guò)編程器寫(xiě)入的。調(diào)試過(guò)程中，用戶也通過(guò)編程器進(jìn)行在線監(jiān)視和修改。在這一掃描過(guò)程中，CPU把總線權(quán)交給編程器，自己變成被動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)編程器完成處理工作或到達(dá)信息交換所規(guī)定時(shí)間，CPU重新得到總線權(quán)，并恢復(fù)到主動(dòng)狀態(tài)，在此過(guò)程中，用戶可以利用編程器修改內(nèi)存程序、讀CPU狀態(tài)、封鎖或開(kāi)放輸入輸出、對(duì)邏輯變量和數(shù)字量進(jìn)行讀寫(xiě)。3、與數(shù)字處理器進(jìn)行信息交換的過(guò)程，當(dāng)配有數(shù)字處理器時(shí)，一個(gè)掃描周期中才包含了這一過(guò)程。該過(guò)程主要是數(shù)字處理器同CPU進(jìn)行信息交換。4、與網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行通信的掃描過(guò)程，一般小型系統(tǒng)沒(méi)有這一掃描過(guò)程，配有網(wǎng)絡(luò)的PLC系統(tǒng)才有通信掃描過(guò)程，這一過(guò)程用于PLC之間以及PLC與上位計(jì)算機(jī)或一些終端設(shè)備。5、用戶程序掃描過(guò)程，機(jī)器處于正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一掃描周期內(nèi)都包含該掃描過(guò)程。該過(guò)程在機(jī)器運(yùn)行中是否執(zhí)行是可控的。隨用戶程序的長(zhǎng)短，這個(gè)過(guò)程所用時(shí)間也是變化的。6、輸入輸出效勞掃描過(guò)程，機(jī)器在正常運(yùn)行狀態(tài)下，每一掃描周期內(nèi)都包含這個(gè)掃描過(guò)程。該過(guò)程在機(jī)器運(yùn)行中是否執(zhí)行是可控的。CPU在處理用戶程序時(shí)，使用的輸入值不是直接從實(shí)際輸入點(diǎn)讀得的，運(yùn)算的結(jié)果也不直接送到實(shí)際輸出點(diǎn)，而是在內(nèi)存中設(shè)置了兩個(gè)暫存區(qū)，一個(gè)輸入暫存區(qū)，一個(gè)輸出暫存區(qū)。用戶程序中所用的輸入值是輸入狀態(tài)暫存區(qū)的值，運(yùn)算結(jié)果放在輸出狀態(tài)暫存區(qū)中。在輸入效勞掃描過(guò)程中，CPU把實(shí)際輸入點(diǎn)的狀態(tài)讀入到輸入狀態(tài)暫存區(qū);在輸出效勞掃描過(guò)程中，CPU把輸出狀態(tài)暫存區(qū)的值傳送到實(shí)際輸出點(diǎn)。為了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試方便，PLC具有輸入輸出控制功能，用戶可以通過(guò)編程器封鎖或開(kāi)放輸入輸出。封鎖輸入輸出就是關(guān)閉了輸入輸出效勞掃描過(guò)程。從以上對(duì)掃描周期的分析可知，掃描周期根本上由三局部組成即保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的公共操作，系統(tǒng)與外部設(shè)備的交換和用戶程序的執(zhí)行。第一局部的掃描時(shí)間根本上是固定的，隨機(jī)器類型而有不同。第二局部并不是每個(gè)系統(tǒng)或系統(tǒng)的每次掃描都有的，占用的掃描時(shí)間也是變化的。第三局部隨控制對(duì)象工藝復(fù)雜性決定的用戶控制而變化。因此這局部占用的掃描時(shí)間不僅對(duì)不同系統(tǒng)其長(zhǎng)短不同，而且對(duì)同一系統(tǒng)的不同時(shí)間也占用著不同的掃描時(shí)間。所以系統(tǒng)掃描周期的長(zhǎng)短，除了因是否運(yùn)行用戶程序而有較大的差異外，在運(yùn)行用戶程序時(shí)也不是完全固定不變的。這是因?yàn)閳?zhí)行程序中隨變量狀態(tài)的不同，一局部程序段可能不執(zhí)行而形成的。用戶程序的掃描時(shí)間主要由CPU的運(yùn)算速度和程序的長(zhǎng)短決定。CPU的運(yùn)算速度由系統(tǒng)硬件和系統(tǒng)軟件決定，通常用執(zhí)行1K字程序所需的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)衡量。由于程序中所用語(yǔ)句的復(fù)雜程度不同，執(zhí)行1K字程序所需的時(shí)間差異很大，廠家應(yīng)給出每條語(yǔ)句所用的時(shí)間，或簡(jiǎn)單給出執(zhí)行1K字邏輯運(yùn)算程序所需時(shí)間和1K字?jǐn)?shù)字運(yùn)算程序所需的時(shí)間。目前比較慢的為2.2ms/1K字邏輯運(yùn)算程序，60ms/1K字?jǐn)?shù)字運(yùn)算程序；較快的為1ms/IK字邏輯運(yùn)算程序，10ms/1K字?jǐn)?shù)字運(yùn)算程序，目前最快的為0.75ms/1K字邏輯運(yùn)算程序。為了保證生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行，必須做到最長(zhǎng)的掃描周期小于系統(tǒng)電器改變狀態(tài)的時(shí)間，實(shí)際上掃描周期是不固定的，正因?yàn)檫@一點(diǎn)，給機(jī)器實(shí)現(xiàn)某些控制帶來(lái)一些困難。編程軟件的簡(jiǎn)介和梯形圖的設(shè)計(jì)方法PLC控制程序采用SIEMENS公司提供的STEP-7編程軟件開(kāi)發(fā)，基于WINDOWS的應(yīng)用軟件，該軟件的SIMATIC指令集包含三種語(yǔ)言，即語(yǔ)句表(STL)語(yǔ)言、梯形圖(LAD)語(yǔ)言、功能塊圖(FWD)語(yǔ)言。語(yǔ)句表(STL)語(yǔ)言類似于計(jì)算機(jī)的匯編語(yǔ)言，特別適合于來(lái)自計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的工程人員，它使用指令助記符創(chuàng)立用戶程序，屬于面向機(jī)器硬件的語(yǔ)言。梯形圖(LAD)語(yǔ)言最接近于繼電器接觸器控制系統(tǒng)中的電氣控制原理圖，是應(yīng)用最多的一種編程語(yǔ)言，與計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相比，梯形圖可以看作是PLC的高級(jí)語(yǔ)言，幾乎不用去考慮系統(tǒng)內(nèi)部的結(jié)構(gòu)原理和硬件邏輯，因此，它很容易被一般的電氣工程設(shè)計(jì)和運(yùn)行維護(hù)人員所接受，是初學(xué)者理想的編程工具。功能塊圖(FWD)的圖形結(jié)構(gòu)與數(shù)字電路的結(jié)構(gòu)極為相似，功能塊圖中每個(gè)模塊有輸入和輸出端，輸出和輸入端的函數(shù)關(guān)系使用與、或、非、異或邏輯運(yùn)算，模塊之間的連接方式與電路的連接方式根本相同。該設(shè)計(jì)主要采用梯形圖(LAD)語(yǔ)言。梯形圖的根本繪制規(guī)那么：1、編程順序梯形圖按照從上到下，從左到右的順序控制。每個(gè)邏輯行開(kāi)始于左母線，一般來(lái)說(shuō)，觸點(diǎn)要放在左側(cè)，線圈和指令盒放在右側(cè)，線圈和指令盒右側(cè)不能有觸點(diǎn)，整個(gè)梯形圖形成階梯形結(jié)構(gòu)。2、編號(hào)分配對(duì)于外接電路的各元件分配編號(hào)，編號(hào)的分配必須是主機(jī)或者擴(kuò)展模塊本身實(shí)際提供的，而且可以用來(lái)編程，兩個(gè)設(shè)備不能共用一個(gè)輸入、輸出點(diǎn)。3、觸點(diǎn)的使用次數(shù)和線圈的使用次數(shù)在PLC的梯形圖中，觸點(diǎn)的使用次數(shù)可能用無(wú)數(shù)次，而線圈的使用次數(shù)只能是一次，否那么，容易引發(fā)系統(tǒng)出現(xiàn)意外的事故。4、線圈的連接使用一個(gè)條件驅(qū)動(dòng)多個(gè)線圈時(shí)，不能串聯(lián)，只能并聯(lián)。3污水坑水位控制設(shè)計(jì)3.1原控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案冷軋硅鋼廠污水坑30KW泵站有4臺(tái)30KW潛水泵，由1臺(tái)小型PLC作為邏輯管理，電動(dòng)機(jī)由接觸器直接起停，水位由4個(gè)浮球水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)，電動(dòng)機(jī)的保護(hù)由電源側(cè)自動(dòng)開(kāi)關(guān)作為過(guò)流保護(hù)、電動(dòng)機(jī)側(cè)熱繼電器作為過(guò)負(fù)載保護(hù)、電機(jī)上安裝有熱元件作為潛水泵溫度報(bào)警、潛水泵安裝有泄漏、滲漏保護(hù)裝置作為潛水泵泄漏、滲漏報(bào)警等構(gòu)成；操作方式分為自動(dòng)方式和手動(dòng)方式。1、自動(dòng)方式：4個(gè)水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)污水坑的水位，PLC根據(jù)水位情況控制水泵的起停。2、手動(dòng)方式：在控制柜操作面板上利用起、停按鈕對(duì)潛水泵進(jìn)行操作。冷軋硅鋼廠積水坑110KW泵站有4臺(tái)110KW潛水泵，控制系統(tǒng)構(gòu)成及操作方式與30KW泵站相似，不同的只是由于電動(dòng)機(jī)容量較大，采用自藕變壓器降壓?jiǎn)?dòng)。由于采用接觸器啟動(dòng)方式，而且電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)頻繁，對(duì)電網(wǎng)和功率元件的沖擊較大，故障率較高，經(jīng)常造成主接觸器、自藕變壓器等元器件的損壞，從而影響生產(chǎn)線的正常運(yùn)行。3.2控制系統(tǒng)的改造設(shè)計(jì)方案鑒于上述原系統(tǒng)的控制缺陷，現(xiàn)對(duì)其進(jìn)行改造，具體如下：每臺(tái)潛水泵由1臺(tái)施耐德高轉(zhuǎn)矩變頻器控制，其中30KW潛水泵采用ATV58HD46N4X變頻器、110KW潛水泵采用ATV68C15N4變頻器；邏輯管理各采用一臺(tái)S7-200PLC上位機(jī)系統(tǒng)，進(jìn)行管理和操作等。1、保護(hù)及操作：(1)保護(hù)：電源側(cè)采用2級(jí)自動(dòng)開(kāi)關(guān)保護(hù)；變頻器本身包含有過(guò)電壓、過(guò)電流、過(guò)負(fù)載、電源缺相、電動(dòng)機(jī)缺相等保護(hù)；保存了原系統(tǒng)中的電動(dòng)機(jī)溫度、潛水泵泄漏、滲漏的保護(hù)功能。(2)操作：控制柜面板上安裝有進(jìn)線電源電壓表、電流表；電動(dòng)機(jī)工作電流表、頻率表；潛水泵工作指示燈、變頻器故障指示燈、潛水泵溫度過(guò)高指示燈、潛水泵滲漏指示燈、泄漏指示燈，安裝有自動(dòng)/手動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)、各個(gè)泵的起停按鈕、各個(gè)泵的手動(dòng)給定電位計(jì)。2、控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介每個(gè)泵站安裝有1臺(tái)S7-200PLC，利用PROFIBUSDP網(wǎng)絡(luò)與原上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行通訊。每個(gè)泵站均有4臺(tái)潛水泵，設(shè)計(jì)為3用1備的循環(huán)工作方式，潛水泵的操作分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式，兩種操作方式的選擇由控制柜上的“自動(dòng)/手動(dòng)〞轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)。主接觸器為直接上電方式，即系統(tǒng)在無(wú)故障情況下，上電主接觸器吸合，發(fā)生故障時(shí)，主接觸器跳閘。(1)手動(dòng)方式；將控制柜柜門(mén)上的‘遠(yuǎn)程-自動(dòng)/本地-手動(dòng)’轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到‘本地-手動(dòng)’位置，S7-200PLC將潛水泵的操作切換到控制柜柜門(mén)上的按鈕和電位計(jì)，這時(shí)，就可以使用控制柜上的啟動(dòng)、停止按鈕和電位計(jì)對(duì)沒(méi)有故障的潛水泵進(jìn)行任意啟動(dòng)、停止，在控制柜柜門(mén)上安裝的儀表和指示燈、上位機(jī)系統(tǒng)操作畫(huà)面中指示系統(tǒng)工作的各種狀態(tài)。(2)自動(dòng)方式：將控制柜柜門(mén)上的方式選擇轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)打到‘遠(yuǎn)程-自動(dòng)’位置，并且將操作畫(huà)面中的方式選擇開(kāi)關(guān)切換到‘自動(dòng)’方式，這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)入自開(kāi)工作狀態(tài)，潛水泵的啟動(dòng)、停止以及工作頻率完全由S7-200的軟件根據(jù)4個(gè)浮球式水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)到的水位上下進(jìn)行控制。4個(gè)浮球水位開(kāi)關(guān)設(shè)置為4個(gè)水位檢測(cè)點(diǎn)，即低位、中位、高位和超高位，其中低位為正常水位點(diǎn)，也就是潛水泵的停止工作點(diǎn)；中位為第一臺(tái)潛水泵的啟動(dòng)點(diǎn)，也是第二臺(tái)潛水泵的頻率改變點(diǎn)；高位是第二臺(tái)潛水泵的啟動(dòng)點(diǎn)，也是第三臺(tái)潛水泵的頻率改變點(diǎn)；超高位是上限報(bào)警點(diǎn)，也是第三臺(tái)潛水泵的啟動(dòng)點(diǎn)。當(dāng)三臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率工作時(shí)，完全可以控制水位，使水位下降，讓系統(tǒng)停止報(bào)警。4臺(tái)潛水泵每一輪次工作(每次水位到達(dá)中位以上)均為3用1備，即第一輪次為1#、2#、3#潛水泵投入工作，4#備用，第二輪次為2#、3#、4#投入工作，1#備用，依次循環(huán)；如果某臺(tái)水泵有故障，那么這臺(tái)水泵在故障沒(méi)有排除前均為備用：(1)當(dāng)檢測(cè)到水位到達(dá)中位時(shí)，將第一臺(tái)潛水泵以50Hz頻率投入運(yùn)行，水位上升到高位，第二臺(tái)潛水泵以50Hz頻率投入運(yùn)行，水位上升到超高位，第三臺(tái)潛水泵以50Hz頻率投入運(yùn)行。(2)當(dāng)水位下降到高位以下時(shí)，第三臺(tái)潛水泵頻率降為25Hz，當(dāng)水位下降到中位以下時(shí)，第二臺(tái)潛水泵頻率降到25Hz，當(dāng)水位下降到低位以下時(shí)，水泵停止工作。3、改造后的控制系統(tǒng)性能預(yù)測(cè)：(1)由于采用了高性能變頻器替代了接觸器，使電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)更加平穩(wěn)，并且對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)更加完善，會(huì)明顯地降低泵站的故障率。(2)由于采用了更加合理的工作分配方式，使各臺(tái)潛水泵的利用律得到了提高，降低了潛水泵的起停次數(shù)。4控制系統(tǒng)硬件選擇和程序設(shè)計(jì)4.1PLC的選型根據(jù)控制系統(tǒng)實(shí)際所需端子數(shù)目，考慮PLC端子數(shù)目要有一定的預(yù)留量，為以后新設(shè)備的介入或設(shè)備調(diào)整留有余地，因此選用了S7-200型PLC的主模塊為CPU226，開(kāi)關(guān)量輸入為24點(diǎn)，輸入形式為＋24V直流輸入，開(kāi)關(guān)量輸出為16點(diǎn)，輸出形式為DC24V繼電器輸出。由于實(shí)際的開(kāi)關(guān)量輸入有32點(diǎn)，所以需要擴(kuò)展，擴(kuò)展模塊選擇的是一個(gè)EM223型模塊，該模塊有6種輸入輸出，選擇其中一種16點(diǎn)輸入/16點(diǎn)輸出組合；其輸出為模擬量輸出，有8點(diǎn)，應(yīng)選擇6個(gè)EEM232模擬量擴(kuò)展模塊，該模塊有2個(gè)模擬量輸出。如此PLC總共有40個(gè)數(shù)字信號(hào)輸入，32個(gè)數(shù)字信號(hào)輸出，12個(gè)模擬量輸出，開(kāi)關(guān)量輸入輸出和模擬量輸出均有余量，可以滿足日后系統(tǒng)擴(kuò)充的要求。4.2S7-200型PLC的特點(diǎn)由于污水坑水位控制系統(tǒng)的控制設(shè)備相對(duì)較少，因此PLC選用德國(guó)SIEMENS公司的S7-200型。S7-200型PLC的結(jié)構(gòu)緊湊，價(jià)格低廉，具有較高的性價(jià)比，廣泛適用于一些小型控制系統(tǒng)。SIEMENS公司的PLC具有可靠性高，可擴(kuò)展性好，又有較豐富的通信指令，且通信協(xié)議簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)；PLC可以上接工控計(jì)算機(jī)，對(duì)自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)控制。PLC和上位機(jī)的通信采用PC/PPI電纜，支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)接口〔PPI〕協(xié)議，PC/PPI電纜可以方便實(shí)現(xiàn)PLC的通信接口RS485到PC機(jī)的通信接口RS232的轉(zhuǎn)換，通信傳輸速率為9.6KB或19.2KB。用戶程序有三級(jí)口令保護(hù)，可以對(duì)程序?qū)嵤┢桨脖Ｗo(hù)。4.3輸入、輸出點(diǎn)確實(shí)定PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)確實(shí)定根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和所需控制的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量加以確定。輸入、輸出端口地址的分配見(jiàn)表4.14.4控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的自動(dòng)控制方式工作過(guò)程整個(gè)系統(tǒng)以自動(dòng)控制方式工作時(shí)，潛水泵的啟停以及工作頻率完全由S7-200的軟件根據(jù)4個(gè)浮球式水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)到的水位進(jìn)行控制。在整個(gè)自動(dòng)控制方式工作過(guò)程中水位的變化是不預(yù)知的，以下為4臺(tái)潛水泵均能正常工作時(shí)的幾個(gè)水位變化的典型情況：表4.1可編程控制器輸入輸出端口〔I/0〕地址分配表端口地址注釋端口地址注釋端口地址注釋I0.01＃泵手動(dòng)啟動(dòng)/停止I3.14＃泵滲漏Q0.11＃泵滲漏顯示I0.11＃泵滲漏I3.24＃泵過(guò)溫Q0.21＃泵過(guò)溫I0.21＃泵過(guò)溫I3.34＃泵泄漏Q0.31＃泵泄漏I0.31＃泵泄漏I3.44＃泵變頻器故障Q0.41＃變頻器故障I0.41＃變頻器故障I4.0積水坑低位Q1.12＃泵滲漏I1.02＃泵手動(dòng)啟動(dòng)/停止I4.1積水坑中位Q1.22＃泵過(guò)溫I1.12＃泵滲漏I4.2積水坑高位Q1.32＃泵泄漏I1.22＃泵過(guò)溫I4.3積水坑超高位Q1.42＃變頻器故障I1.32＃泵泄漏AO011#泵50Hz工作Q2.13＃泵滲漏I1.42＃變頻器故障AO022#泵50Hz工作Q2.23＃泵過(guò)溫I2.03＃手動(dòng)啟動(dòng)/停止AO033#泵50Hz工作Q2.33＃泵泄漏I2.13＃泵滲漏AO044#泵50Hz工作Q2.43＃變頻器故障I2.23＃泵過(guò)溫AO051#泵25Hz工作Q3.14＃泵滲漏I2.33＃泵泄漏AO062#泵25Hz工作Q3.24＃泵過(guò)溫I2.43＃變頻器故障AO073#泵25Hz工作Q3.34＃泵泄漏I3.04＃泵手動(dòng)啟動(dòng)/停止AO084#泵25Hz工作Q3.44＃泵變頻器故障1、水位由中位以下升到超高位再降到低位以下并且水位在上升和下降過(guò)程中無(wú)其他變化，具體過(guò)程如下：t1時(shí)刻水位由中位以下上升到中位，第一臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t1到t2時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行；到t2時(shí)刻水位從中位上升到高位，第一臺(tái)潛水泵仍以50Hz的頻率運(yùn)行，同時(shí)第二臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t2到t3時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率運(yùn)行；到t3時(shí)刻水位從高位上升到超高位，系統(tǒng)報(bào)警，第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵仍以50Hz的頻率運(yùn)行，同時(shí)第三臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t3到t4時(shí)間段內(nèi)三臺(tái)潛水泵均以50Hz的頻率運(yùn)行;由于三臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率運(yùn)行時(shí)一定可以使水位下降到報(bào)警水位以下，所以到t4時(shí)刻水位一定能下降到超高位以下，即系統(tǒng)停止報(bào)警，為了使水位不會(huì)立刻超過(guò)報(bào)警水位，故三臺(tái)潛水泵在t4到t5時(shí)間段內(nèi)仍以50Hz的頻率運(yùn)行；到t5時(shí)刻水位下降到高位以下，第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵仍均以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵的頻率降為25Hz,在t5到t6時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵都以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行；到t6時(shí)刻水位下降到中位以下，第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵的頻率降為25Hz，在t6到t7時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵和第三臺(tái)潛水泵均以25Hz的頻率運(yùn)行；到t7時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，三臺(tái)潛水泵都停止運(yùn)行〔見(jiàn)圖4.1〕。在上述工作過(guò)程中4臺(tái)潛水泵每一輪次工作均為3用1備，即第一輪次為1#、2#、3#潛水泵投入工作，4#備用，第二輪次為2#、3#、4#投入工作，1#備用，依次循環(huán)〔見(jiàn)圖4.2〕。圖4.1超高水位自動(dòng)控制原理圖圖4.2超高水位潛水泵循環(huán)工作圖2、水位由中位以下升到高位再降到低位以下并且水位在上升和下降過(guò)程中無(wú)其他變化，具體過(guò)程如下：t1時(shí)刻水位由中位以下上升到中位，第一臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t1到t2時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行；到t2時(shí)刻水位從中位上升到高位，第一臺(tái)潛水泵仍以50Hz的頻率運(yùn)行，同時(shí)第二臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t2到t3時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率運(yùn)行；到t3時(shí)刻水位下降到高位以下，為保持水位平穩(wěn)不能立刻升高故在t3到t4時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵仍均以50Hz的頻率運(yùn)行；到t4時(shí)刻水位下降到中位以下，第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵的頻率降為25Hz，在t4到t5時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行；到t5時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，兩臺(tái)潛水泵都停止運(yùn)行〔見(jiàn)圖4.3〕。在上述工作過(guò)程中4臺(tái)潛水泵每一輪次工作均為兩用兩備，即第一輪次為1#、2#潛水泵投入工作，3#、4#備用，第二輪次為2#、3#投入工作，4#、1#備用，依次循環(huán)〔見(jiàn)圖4.4〕。3、水位由中位以下升到中位再降到低位以下并且水位在上升和下降過(guò)程中無(wú)其他變化，具體過(guò)程如下：t1時(shí)刻水位由中位以下上升到中位，第一臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t1到t2時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行；到t2時(shí)刻水位下降到中位以下，第一臺(tái)潛水泵仍以50Hz的頻率運(yùn)行，并在t2到t3時(shí)間段內(nèi)繼續(xù)以50Hz的頻率運(yùn)行；到t3時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，此臺(tái)潛水泵停止運(yùn)行〔見(jiàn)圖4.5〕。圖4.3高水位自動(dòng)控制原理圖圖4.4高水位潛水泵循環(huán)工作圖在上述工作過(guò)程中4臺(tái)潛水泵每一輪次工作均為一用三備，即第一輪次為1#潛水泵投入工作，2#、3#、4#備用，第二輪次為2#潛水泵投入工作，3#、4#、1#備用，第三輪次為3#潛水泵投入工作，4#、1#、2#備用依次循環(huán)〔見(jiàn)圖4.6〕。圖4.5中水位自動(dòng)控制原理圖圖4.6中水位潛水泵循環(huán)工作圖4、水位由中位以下升到超高位再降到低位以下但是水位在上升和下降過(guò)程中也在變化，具體過(guò)程如下：t1時(shí)刻水位由中位以下上升到中位，第一臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t1到t2時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行；到t2時(shí)刻水位從中位上升到高位，第一臺(tái)潛水泵仍以50Hz的頻率運(yùn)行，同時(shí)第二臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t2到t3時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率運(yùn)行；到t3時(shí)刻水位從高位上升到超高位，系統(tǒng)報(bào)警，第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵仍以50Hz的頻率運(yùn)行，同時(shí)第三臺(tái)潛水泵啟動(dòng)，在t3到t4時(shí)間段內(nèi)三臺(tái)潛水泵均以50Hz的頻率運(yùn)行;由于三臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率運(yùn)行時(shí)一定可以使水位下降到報(bào)警水位以下，所以到t4時(shí)刻水位一定能下降到超高位以下，即系統(tǒng)停止報(bào)警，為了使水位不會(huì)立刻超過(guò)報(bào)警水位，故三臺(tái)潛水泵在t4到t5時(shí)間段內(nèi)仍以50Hz的頻率運(yùn)行；到t5時(shí)刻水位下降到高位以下，第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵仍均以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵的頻率降為25Hz,在t5到t6時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵都以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行；由于進(jìn)水量大，到t6時(shí)刻水位再次升到超高位，系統(tǒng)報(bào)警，在t6到t8時(shí)間段內(nèi)三臺(tái)潛水泵均以50Hz的頻率運(yùn)行，直到水位下降到高位以下即t8時(shí)刻第三臺(tái)潛水泵的頻率降到25Hz，在此過(guò)程中t7時(shí)刻水位下降到超高位以下，報(bào)警停止，在t8到t9時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵都以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行；在t9時(shí)刻水位下降到中水位以下，第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵的頻率降為25Hz，在t9到t10時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵和第三臺(tái)潛水泵均以25Hz的頻率運(yùn)行；到t10時(shí)刻水位再次上升到高位，第二臺(tái)潛水泵的頻率變?yōu)?0Hz，在t10到t11時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行；到t11時(shí)刻水位由高位上升到超高位，同時(shí)系統(tǒng)又再一次報(bào)警，第三臺(tái)潛水泵的頻率也變?yōu)?0Hz，到t12時(shí)刻水位下降到超高位以下，報(bào)警停止，在t11到t13時(shí)間段內(nèi)三臺(tái)潛水泵同時(shí)以50Hz的頻率運(yùn)行;到t13時(shí)刻水位下降到高位以下，第三臺(tái)潛水泵的頻率也降為25Hz，在t13到t14時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵和第二臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第三臺(tái)潛水泵以25Hz的頻率運(yùn)行；到t14時(shí)刻水位下降到中位以下，第二臺(tái)潛水泵的頻率降為25Hz，在t14到t15時(shí)間段內(nèi)第一臺(tái)潛水泵以50Hz的頻率運(yùn)行，第二臺(tái)潛水泵和第三臺(tái)潛水泵均以25Hz的頻率運(yùn)行；到t15時(shí)刻水位下降到低位以下，為正常水位，三臺(tái)潛水泵都停止運(yùn)行〔見(jiàn)圖4.7〕。在上述工作過(guò)程中4臺(tái)潛水泵每一輪次工作均為3用1備，即第一輪次為1#、2#、3#潛水泵投入工作，4#備用，第二輪次為2#、3#、4#投入工作，1#備用，依次循環(huán)〔見(jiàn)圖4.2〕。圖4.7水位控制圖當(dāng)4臺(tái)潛水泵中有一臺(tái)出現(xiàn)故障時(shí)，其余3臺(tái)將循環(huán)工作，工作過(guò)程與4臺(tái)潛水泵都無(wú)故障時(shí)的工作過(guò)程根本相同，只是當(dāng)3臺(tái)潛水泵都需要工作時(shí)，沒(méi)有潛水泵作為替換與4臺(tái)潛水泵均能正常工作時(shí)不同。程序設(shè)計(jì)框圖程序框圖〔見(jiàn)圖4.8〕程序設(shè)計(jì)梯形圖程序梯形圖〔見(jiàn)附錄C圖C1〕圖4.8程序框圖結(jié)論P(yáng)LC是西門(mén)子全集成自動(dòng)化系統(tǒng)中的控制核心，是其集成與開(kāi)放特性的重要表達(dá)。憑借集成統(tǒng)一的通訊，PLC在實(shí)現(xiàn)車間級(jí)、工廠級(jí)、企業(yè)級(jí)乃至全球企業(yè)鏈的生產(chǎn)控制與協(xié)同管理中起到中間作用。本系統(tǒng)將先進(jìn)的PLC控制技術(shù)應(yīng)用于污水坑水位控制系統(tǒng)，系統(tǒng)的自動(dòng)化程度大大提高，平安性得到加強(qiáng)，控制精度明顯增強(qiáng)，取得了良好的效果。本控制系統(tǒng)在水位控制上采用的是通過(guò)由4個(gè)浮球水位開(kāi)關(guān)檢測(cè)水位，PLC根據(jù)水位情況控制潛水泵的起停，4臺(tái)潛水泵采用循環(huán)工作方式取代了通常的3用1備工作方式，更加合理的分配了潛水泵的起停，提高了每臺(tái)潛水泵的利用率，防止了電動(dòng)機(jī)的頻繁啟動(dòng)，對(duì)電動(dòng)機(jī)的保護(hù)也更加完善。最后通過(guò)編程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。由于時(shí)間倉(cāng)促和本人水平有限，在本次設(shè)計(jì)中難免存在錯(cuò)誤和疏漏的地方，敬請(qǐng)老師批評(píng)指正。致謝在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，要特別感謝我的畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師徐少川老師，徐老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度，淵博的學(xué)識(shí)和敬業(yè)精神一直教導(dǎo)著我，應(yīng)該如何發(fā)奮圖強(qiáng)。在專業(yè)課學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，徐老師總是鼓勵(lì)我既要努力打好根底，學(xué)好專業(yè)知識(shí)，又要大膽創(chuàng)新，勤于鉆研；在學(xué)習(xí)上和生活上，給予我悉心的指導(dǎo)和無(wú)微不至的關(guān)心。在我的論文撰寫(xiě)的過(guò)程中，徐老師也給予了細(xì)心的指導(dǎo)和修正。在大學(xué)生活和本次設(shè)計(jì)過(guò)程中，我的好朋友劉彬彬同學(xué)也給了我很大的幫助，在此表示衷心的感謝！回憶這四年的學(xué)習(xí)和生活，收獲很多，我不僅豐富了知識(shí)，更學(xué)會(huì)了該如何建立起良好的人際關(guān)系。在即將離校之際，我要感謝自動(dòng)化02.4班全體同學(xué)四年來(lái)的幫助和勉勵(lì)。同窗之誼和手足之情，我將終生難忘。參考文獻(xiàn)[1]王兆義．可編程控制器教程[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1992，9．[2]田瑞庭．可編程控制器應(yīng)用技術(shù)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994，7．[3]王常力．工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的現(xiàn)狀與開(kāi)展[J]．自動(dòng)化博覽，1997，9．[4]王兆義．可編程控制器的開(kāi)展動(dòng)向[J]．電氣自動(dòng)化，1998，4．[5]廖常初．可編程序控制器應(yīng)用技術(shù)[M]．重慶：重慶大學(xué)出版社，2001，7．[6]王金全，方忠華，仲未央．工業(yè)控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與展望[J]．中國(guó)電力報(bào)，1998，1．[7l王常力，廖道文．集散型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[M]．北京：清華大學(xué)出版社，1993，6[8]Bryan,L.A.andBryan,E.A.1988.ProgrammableControllersTheoryand附錄AIntroductionofProgrammablecontrollersOverviewAPLC(ProgrammableController)isbasicallyaCPU(CentralProcessingUnit)containingaprogramandconnectedtoinputandoutput(I/O)device.TheprogramcontrolsthePLCsothatwhenaninputsignalfromaninputdeviceturnsON,theappropriateresponseismade.Theresponsenormallydevicescouldbephotoelectricsensors,pushbuttonsoncontrolpanels,limitswitches,oranyotherdevicethatcanproduceasignalthatcanbeinputintothePLC.Theoutputdevicescouldbesolenoids,switchesactivatingindicatorlamps,relaysturningonmotors,oranyotherdevicesthatcanbeactivatedbysignalsoutputfromthePLC.Forexample,asensordetectingapassingproductturnsONaninputtothePLC.ThePLCrespondsbyturningONanoutputthatactivatesapusherthatpushestheproductontoanotherconveyorforfurtherprocessing.Anothersensor,positionedhigherthanthefirst,turnsONadifferentinputtoindicatethattheproductistootall.ThePLCrespondsbyturningonanotherpusherintoarejectionbox.Althoughthisexampleinvolvesonlytwoinputsandtwooutputs,itistypicalofthetypeofcontroloperationthatPLCcanachieve.Actuallyeventhisexampleismuchmorecomplexthanitmayatfirstappearbecauseofthetimingthatwouldberequired,i.e.“HowdoesthePLCknowwhentoactivateeachpusher?〞Muchmorecomplicatedoperations,however,arealsopossible.Theproblemishowtogetthedesiredcontrolsignalsfromavailableinputsatappropriatetimes.Toachievepropercontrol,theC200HusesaformofPLClogiccalledladder-diagramprogramming.Thismanualiswrittentoexplainladder-diagramprogrammingandtopreparethereadertoprogramandoperatetheC200H.2、TheOriginsofPLClogicPLChistoricallyoriginateinrelay-basedcontrolsystems.AndalthoughtheintegratedcircuitsandinternallogicofthePLChavetakentheplaceofthediscreterelays,timers,counters,andothersuchdevices,actualPLCoperationproceedsasifthosediscretedeviceswerestillinplace.PLCcontrol,however,alsoprovidescomputercapabilitiesandaccuracytoachieveagreatdealmoreflexibilityandreliabilitythanispossiblewithrelays.ThesymbolsandothercontrolconceptsusedtodescribePLCoperationalsocomefromrelay-basedcontrolandformthebasisoftheladder-diagramprogrammingmethod.Mostofthetermsusedtodescribethesesymbolsandconcepts,however,havecomeinfromcomputerterminology.3、PLCTerminologyAlthoughalsoprovidedintheGlossaryatthebackofthismanual,thefollowingtermsarecrucialtounderstandingPLCoperationandarethusexplainedhere.(1)PLCBecausetheC200HisaRackPLC,thereisnooneproductthatisaC200HPLC.ThatiswhywetalkabouttheconfigurationofthePLC,becauseaPLCisaconfigurationofsmallerModules.TohaveafunctionalPLC,youwouldneedtohaveCPURackwithatleastoneModulemountedtoitthatprovidesI/Opoints.WhenwerefertothePLC,however,wearegenerallytalkingabouttheCPUandalloftheirModulesdirectlycontrolledbyitthroughtheprogram.ThisdoesnotincludetheI/OdevicesconnectedtoPLCinputsandoutputs.(2)InputsandoutputsAdeviceconnectedtothePLCthatsendsasignaltothePLCiscalledaninputdevice;thesignalitsendsiscalledaninputsignal.AsignalentersthePLCthroughterminalsorthroughpinsiscalledaninputpoint.Thisinputpointisallocatedalocationinmemorythatreflectsitsstatus,i.e.etherONorOFF.Thismemorylocationiscallaninputbit.TheCPU,initsnormalprocessingcycle,monitorsthestatusofallinputsandturnsONorOFFcorrespondinginputbitsaccordingly.TherearealsooutputbitsinmemorythatareallocatedtooutputpointsonModulesthroughwhichoutputsignalsaresenttooutputdevices,i.e.anoutputbitisturnedONtosendasignaltoanoutputdevicethroughanoutputpoint.TheCPUperiodicallyturnsoutputpointsONorOFFaccordingtothestatusofoutputbits.ThesetermsareusedwhendescribingdifferentaspectsofPLCoperation.Whenprogramming,oneisconcernedwithwhatinformationisheldinmemory,andsoI/Obitsarereferredto.WhentalkingabouttheModulesthatconnectthePLCtothecontrolledsystemandtheplaceontheseModuleswheresignalsenterandleavethePLC.I/Opointsarereferredto.WhenwiringtheseI/Opoints,thephysicalcounterpartsoftheI/Opoints,etherterminalsorconnectorpins,arereferredto.WhentalkingaboutthesignalsthatenterorleavethePLC,onereferstoinputsignalsandoutputsignals,orsometimesjustinputsandoutputs.ItalldependsonwhataspectofPLCoperationisbeingtalkedabout.(3)ControlledSystemandControlSystemTheControlSystemincludesthePLCandallI/Odevicesisusestocontrolanexternalsystem.AsensorthatprovidesinformationtoachievecontrolisaninputdevicethatisclearlypartoftheControlSystem.ThecontrolledsystemistheexternalsystemthatisbeingcontrolledbythePLCprogramthroughtheseI/Odevices.I/Odevicescansometimesbeconsideredpartyofthecontrolledsystem,e.g.amotorusedtodriveaconveyorbelt.4、OMRONProductTerminologyOMRONproductsaredividedintoseveralfunctionalgroupsthathavegenericnames.AppendixAStandardModelslistproductsaccordingtothesegroups.ThetermModuleisusedtorefertoalloftheOMRONPLCproductsthataremountedtoarack.ThelargestgroupofOMRONproductsistheI/OModules.TheseincludealloftheRack-mountingModulesthatprovidenon-dedicatedinputoroutputpointsforgeneraluse.I/OModulescomewithavarietyofpointconnectionsandspecifications.SpecialI/OModulesarededicatedModulesthataredesignedtomeetspecificneeds.TheseincludePositionControlModules,High-speedCounterModules,andAnalogI/OModules.LinkModulesareusedtocreateLinkSystemsthatlinkmorethanonePLCorlinkasinglePLCtoremoteI/Opoints.LinkModulesincludeRemoteI/OModules,PCLinkModules,HostLinkModules,SYSMACNETLinkModules,andSYSMACLINKModules.SYSMACNETLinkandSYSMACLINKModulescanbeusedwiththeCPU11only.5、OverviewofPLCOperationThefollowingarethebasicstepsinvolvedinprogrammingandoperatingaC200H.AssumingyouhavealreadypurchasedoneormoreofthesePLC,youmusthaveareasonableideaoftherequiredinformationforstepsoneandtwo,whicharediscussedbrieflybelow.Thismanualiswrittentoexplainstepsthreethroughsix,eightandnine.Therelevantsectionsofthismanualthatprovidemoreinformationarelistedwitheachofthesesteps.(1)Determinewhatthecontrolledsystemmustdo,inwhatorder,andatwhattimes.(2)DeterminewhatRacksandwhatModuleswillberequired.RefertotheC200HInstallationGuide.IfaLinkSystemisrequired,refertotheappropriateSystemManual.(3)Onpaper,assignallinputandoutputdevicestoI/OpointsonModulesanddeterminewhichI/Obitswillbeallocatedtoeach.IfthePLCincludesSpecialI/OModulesorLinkSystems,refertotheindividualOperationManualsorSystemManualsfordetailsonI/Obitallocation.(4)Usingrelayladdersymbols,writeaprogramthatrepresentssequenceofrequiredoperationsandtheirinter-relationships.Besuretoalsoprogramappropriateresponsesforallpossibleemergencysituations.(5)InputtheprogramandallrequiredoperatingparametersintothePLC.(6)Debugtheprogram,firsttoeliminateanysyntaxerrors,andthentofindexecutionerrors.(7)WirethePLCtothecontrolledsystem.Thisstepcanactuallybestartedassoonasstep3hasbeencompleted.RefertotheC200HInstallationGuideandtoOperationManualsandSystemManualsfordetailsonindividualModules.(8)Testtheprograminanactualcontrolsituationandcarryoutfinetuningasrequired.(9)Recordtwocopiesofthefinishedprogramonmastersandstorethemsafelyindifferentlocations.6、ControlSystemDesignDesigningtheControlSystemisthefirststepinautomatinganyprocess.APLCcanbeprogrammedandoperatedonlyaftertheoverallControlSystemisfullyunderstood.DesigningtheControlSystemrequires,firstofall,athoroughunderstandingofthesystemthatistobecontrolled.ThefirststepindesigningaControlSystemisthusdeterminingtherequirementsofthecontrolledsystem.7、Input/OutputRequirementsThefirstthingthatmustbeassessedisthenumberofinputandoutputpointsthatthecontrolledsystemwillrequire.ThisisdonebyidentifyingeachdevicethatistosendaninputsignaltothePLCorwhichistoreceiveanoutputsignalfromthePLC.KeepinmindthatthenumberofI/OpointsavailabledependsontheconfigurationofthePLC.8、Sequence,Timing,andRelationshipsNext,determinethesequenceinwhichcontroloperationsareto