PLC控制系統(tǒng)的花樣噴泉設(shè)計(jì)

...wd...PLC控制系統(tǒng)的把戲噴泉設(shè)計(jì)目錄目錄1引言3一.PLC概述21.1PLC的產(chǎn)生21.2PLC的構(gòu)造31.3PLC的應(yīng)用領(lǐng)域41.3.1開(kāi)關(guān)量的邏輯控制41.3.2模擬量控制41.3.3運(yùn)動(dòng)控制51.3.4過(guò)程控制51.3.5數(shù)據(jù)處理51.3.6通信及聯(lián)網(wǎng)61.4PLC的應(yīng)用特點(diǎn)61.4.1可靠性高6二、概述及設(shè)計(jì)目的82.1概述82.2設(shè)計(jì)目的82.3研究思路和方法9三、把戲噴泉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)103.1PLC型號(hào)的選擇103.1.1合理的構(gòu)造型式103.1.2安裝方式的選擇103.1.3相應(yīng)的功能要求113.1.4響應(yīng)速度要求113.1.5系統(tǒng)可靠性的要求113.1.6機(jī)型盡量統(tǒng)一12四、PLC的工作原理134.1掃描技術(shù)134.2輸入采樣階段134.3用戶程序執(zhí)行階段134.4輸出刷新階段14五、把戲噴泉I/O分配表及程序設(shè)計(jì)155.1I/O分配表155.2程序初始化165.3噴泉花式1185.4噴泉花式2195.5噴泉花式3205.6PLC接線圖21六、設(shè)計(jì)優(yōu)缺點(diǎn)24七、心得體會(huì)25引言針對(duì)傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計(jì)好控制電路，就不能隨意改變噴水把戲及噴水時(shí)間等問(wèn)題，本設(shè)計(jì)結(jié)合西門(mén)子S7-200可編程控制器設(shè)計(jì)能適應(yīng)不同季節(jié)、不同場(chǎng)合的噴水要求目的的把戲噴泉系統(tǒng)。該把戲噴泉控制系統(tǒng)不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換把戲噴泉的噴水樣式，而且提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。關(guān)鍵詞：PLC；把戲噴泉；控制系統(tǒng)第1章噴泉的設(shè)計(jì)要求及目的1.1概述隨著人們的生活日趨小康，一些必要的美化設(shè)施逐漸興起，各式各樣的廣場(chǎng)花園越來(lái)越多，噴泉作為一項(xiàng)建筑藝術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高，對(duì)美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來(lái)越高，小型音樂(lè)噴泉成為一個(gè)開(kāi)展方向。目前的水景噴泉一般包括：固定水景、時(shí)控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉、音樂(lè)噴泉５類(lèi)，控制方式的復(fù)雜程度由低到高。使用ＰＬＣ控制花式噴泉，具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，假設(shè)需要改變噴水把戲和噴水時(shí)間，不必做很大調(diào)整，只要相應(yīng)修改控制程序，即可實(shí)現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢?多把戲噴泉形式多樣，常常能吸引人們的眼球，同時(shí)水又增加了環(huán)境的靈動(dòng)性，多把戲噴泉已經(jīng)成為人們建造各類(lèi)娛樂(lè)廣場(chǎng)的必需設(shè)施。那些控制簡(jiǎn)便，把戲較多，價(jià)格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選?，F(xiàn)今，多把戲噴泉的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益成為人們或出于對(duì)環(huán)境的追求，或?yàn)榱司邮业拿阑?，等等，而得到眾多品位人士的追求。本設(shè)計(jì)的多把戲噴泉采用西門(mén)子編程軟件進(jìn)展PLC編程，利用PLC的工作原理，結(jié)合按鈕、開(kāi)關(guān)、電源電路進(jìn)展設(shè)計(jì)，將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多把戲噴泉各種模式的變化以及控制。1.2設(shè)計(jì)目的通過(guò)對(duì)實(shí)例工程的模擬，熟悉掌握了PLC編程和程序調(diào)試方法。進(jìn)一步了解PLC的I/O連接。進(jìn)一步熟悉定時(shí)移位的編程指令的應(yīng)用，用PLC構(gòu)成噴泉系，學(xué)習(xí)電氣可編程中的根本實(shí)驗(yàn)器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。穩(wěn)固和加深對(duì)PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實(shí)驗(yàn)裝置的方法。1.3研究思路及方法本次設(shè)計(jì)的題目是把戲噴泉系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)基于西門(mén)子S7-200PLC編程，設(shè)計(jì)了把戲噴泉系統(tǒng)。把戲噴泉控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以到達(dá)有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開(kāi)場(chǎng)工作，按下停頓按鈕，噴泉控制裝置停頓工作。噴泉工作方式由把戲選擇開(kāi)關(guān)和單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)決定。當(dāng)單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)選擇單步時(shí)，噴泉只能按照把戲選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；當(dāng)單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)選擇連續(xù)時(shí)，噴泉按照把戲選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行多個(gè)循環(huán)，直至按下停頓按鈕。把戲循環(huán)方式選擇開(kāi)關(guān)用于選擇噴泉的噴水把戲，本文設(shè)計(jì)四種噴水把戲循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。用PLC把戲噴泉控制系統(tǒng)，不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換把戲噴泉的噴水樣式，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且，美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適。因此PLC控制系統(tǒng)具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。PLC的簡(jiǎn)介2.1可編程序控制器簡(jiǎn)介可編程序控制器PC〔ProgrammableController〕又稱(chēng)可編程序控制器PLC〔ProgrammableLogicController〕，是微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)相接合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機(jī)控制器的根基上開(kāi)展起來(lái)的新型控制器，是一種以微處理器為核心用作數(shù)字控制的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)。它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點(diǎn)來(lái)滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)時(shí)控制要求，同時(shí)也照顧到現(xiàn)場(chǎng)電器操作維護(hù)人員的技能和習(xí)慣，擯棄了微機(jī)常用的計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的表達(dá)形式，獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以繼電器梯形圖為根基的形象編程語(yǔ)言和模塊化的軟件構(gòu)造，使用戶程序的編制清晰直觀、方便易學(xué)，調(diào)試和查錯(cuò)都很容易。PLC現(xiàn)已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱〔PLC、CAD/CAM、ROBOT〕之一，以其可靠性、邏輯功能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、具有遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)功能、易于與計(jì)算機(jī)接口、能對(duì)模擬量進(jìn)展控制、具備告訴計(jì)數(shù)與位控等高性能模塊等優(yōu)異性能，日益取代由大量中間繼電器、時(shí)間繼電器、計(jì)數(shù)繼電器等組成的傳統(tǒng)繼電－接觸控制系統(tǒng)在機(jī)械、化工、石油、冶金、電力、輕工、電子、紡織、食品、交通、等行業(yè)得到廣泛應(yīng)用。PLC的應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。2.2PLC的構(gòu)造PLC1.2PLC的構(gòu)造PLC和一般的微型計(jì)算機(jī)根本一樣，也是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大局部組成的。PLC的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器(EPROM，ROM)、輸入輸出(I/O)部件、電源部件、編程器、I/O擴(kuò)展單元和其他外圍設(shè)備組成。各局部通過(guò)總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成。其構(gòu)造簡(jiǎn)圖如下：外設(shè)I/O接口外設(shè)I/O接口輸出部件存儲(chǔ)器EPROM微處理器運(yùn)算器控制器電源輸入部件I/O擴(kuò)展接口I/O擴(kuò)展單元受控元件輸入信號(hào)外部設(shè)備圖1-1PLC硬件構(gòu)造圖PLC的軟件系統(tǒng)是指PLC所使用的各種程序的集合，通?？煞譃橄到y(tǒng)程序和用戶程序兩大局部。系統(tǒng)程序是每一個(gè)PLC成品必須包括的局部，由PLC廠家提供，用于控制PLC本身的運(yùn)行，系統(tǒng)程序固化在EPROM中。用戶程序是由用戶根據(jù)控制需要而編寫(xiě)的程序。硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個(gè)完整的PLC系統(tǒng)，他們是相輔相成，缺一不可的。第3章PLC控制系統(tǒng)總設(shè)計(jì)3.1PLC控制把戲噴泉運(yùn)行要求1〕、按下啟動(dòng)按鈕，噴泉進(jìn)入運(yùn)行等待狀態(tài)。2〕、按下噴泉的單步?連續(xù)運(yùn)行方式按鈕，該噴泉默認(rèn)為連續(xù)運(yùn)行方式。3〕、按下噴泉噴水把戲的循環(huán)方式按鈕，噴泉開(kāi)場(chǎng)運(yùn)行，每隔6s改變一次把戲。在連續(xù)運(yùn)行方式下，噴水把戲?qū)⒁恢毖h(huán)下去，在單步運(yùn)行方式下，噴水把戲只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。按下其他任意一個(gè)循環(huán)方式按鈕，噴泉噴水把戲的循環(huán)方式立刻改變。4〕、按下停頓按鈕，噴泉停頓運(yùn)行。噴泉的運(yùn)行流程圖噴泉的運(yùn)行過(guò)程按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動(dòng)按鈕，首先大水柱從地而起，直射天空；6s后，9陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文大水柱消失，緊接著六支中水柱競(jìng)相射向天空；最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。整個(gè)過(guò)程分為8段，每段6s，且自動(dòng)轉(zhuǎn)換，全過(guò)程為48s。當(dāng)單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)置于連續(xù)，把戲選擇開(kāi)關(guān)置于1時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：1→2→〔1+3+4〕→〔2+5〕→〔1+2〕→〔2+3+4〕→〔2+4〕→〔1+2+3+4+5〕→1，周而復(fù)始，直到按下停頓按鈕，水柱噴泉才停頓工作；當(dāng)單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)置于單步時(shí)，噴泉水柱的動(dòng)作只運(yùn)行一個(gè)循環(huán)。把戲選擇開(kāi)關(guān)置于2時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：1→2→〔2+4〕→〔2+5〕→〔1+2〕→〔2+3+4〕→〔1+3+4〕→〔1+2+3+4+5〕→1。把戲選擇開(kāi)關(guān)置于3時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：1→2→〔1+3+4〕→〔1+2〕→〔2+5〕→〔2+3+4〕→〔2+4〕→〔1+2+3+4+5〕→1。把戲選擇開(kāi)關(guān)置于4時(shí)，其噴泉水柱的動(dòng)作順序如下：1→2→〔1+3+4〕〔2+5〕→→〔1+2〕→〔2+4〕→〔2+3+4〕→〔1+2+3+4+5〕→1。噴泉的控制原理PLC可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來(lái)說(shuō)，早期直接用于開(kāi)關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專(zhuān)用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。如可驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運(yùn)動(dòng)控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場(chǎng)合。1.3.4過(guò)程控制噴泉控制系統(tǒng)由啟動(dòng)控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復(fù)位控制程序、驅(qū)動(dòng)控制程序組成。通過(guò)位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲(chǔ)器間的移動(dòng)，通過(guò)復(fù)位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉把戲的循環(huán)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射3.5把戲噴泉PLC控制接線圖現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運(yùn)算〔含矩陣運(yùn)算、函數(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算〕、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比照，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無(wú)人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過(guò)程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。1.3.6通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計(jì)算機(jī)控制的開(kāi)展，工廠自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)開(kāi)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口，通信非常方便。1.4PLC的應(yīng)用特點(diǎn)1.4.1可靠性高高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴(yán)格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。使用PLC構(gòu)成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。在應(yīng)用軟件中，應(yīng)用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設(shè)備也獲得故障自診斷保護(hù)。這樣，整個(gè)系統(tǒng)將極高的可靠性。

1.4.2配套齊全

PLC開(kāi)展到今天，已經(jīng)形成了各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品，可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合。除了邏輯處理功能以外，PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。多種多樣的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的開(kāi)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。

1.4.3易學(xué)易用

PLC是面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它接口容易，編程語(yǔ)言易于為工程技術(shù)人員承受。梯形圖語(yǔ)言的圖形符號(hào)與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近，為不熟悉電子電路、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語(yǔ)言的人從事工業(yè)控制翻開(kāi)了方便之門(mén)。

1.4.4系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

PLC用存儲(chǔ)邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設(shè)備外部的接線，使控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及建造的周期大為縮短，同時(shí)日常維護(hù)也變得容易起來(lái)，更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過(guò)改變程序而改變生產(chǎn)過(guò)程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場(chǎng)合。二、概述及設(shè)計(jì)目的2.1概述隨著人們的生活日趨小康，一些必要的美化設(shè)施逐漸興起，各式各樣的廣場(chǎng)花園越來(lái)越多，噴泉作為一項(xiàng)建筑藝術(shù)，在國(guó)內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高，對(duì)美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來(lái)越高，小型音樂(lè)噴泉成為一個(gè)開(kāi)展方向。目前的水景噴泉一般包括：固定水景、時(shí)控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉、音樂(lè)噴泉５類(lèi)，控制方式的復(fù)雜程度由低到高。使用ＰＬＣ控制花式噴泉，具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，假設(shè)需要改變噴水把戲和噴水時(shí)間，不必做很大調(diào)整，只要相應(yīng)修改控制程序，即可實(shí)現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢?多把戲噴泉形式多樣，常常能吸引人們的眼球，同時(shí)水又增加了環(huán)境的靈動(dòng)性，多把戲噴泉已經(jīng)成為人們建造各類(lèi)娛樂(lè)廣場(chǎng)的必需設(shè)施。那些控制簡(jiǎn)便，把戲較多，價(jià)格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選?，F(xiàn)今，多把戲噴泉的制造，延襲傳統(tǒng)，結(jié)合現(xiàn)代，正日益成為人們或出于對(duì)環(huán)境的追求，或?yàn)榱司邮业拿阑?，等等，而得到眾多品位人士的追求。本設(shè)計(jì)的多把戲噴泉采用西門(mén)子編程軟件進(jìn)展PLC編程，利用PLC的工作原理，結(jié)合按鈕、開(kāi)關(guān)、電源電路進(jìn)展設(shè)計(jì)，將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多把戲噴泉各種模式的變化以及控制。2.2設(shè)計(jì)目的通過(guò)對(duì)實(shí)例工程的模擬，熟悉掌握了PLC編程和程序調(diào)試方法。進(jìn)一步了解PLC的I/O連接。進(jìn)一步熟悉定時(shí)移位的編程指令的應(yīng)用，用PLC構(gòu)成噴泉系，學(xué)習(xí)電氣可編程中的根本實(shí)驗(yàn)器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。穩(wěn)固和加深對(duì)PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實(shí)驗(yàn)裝置的方法。2.3研究思路和方法本次設(shè)計(jì)的題目是把戲噴泉系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)基于西門(mén)子S7-200PLC編程，設(shè)計(jì)了把戲噴泉系統(tǒng)。把戲噴泉控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式，以到達(dá)有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動(dòng)按鈕，噴泉裝置開(kāi)場(chǎng)工作，按下停頓按鈕，噴泉控制裝置停頓工作。噴泉工作方式由把戲選擇開(kāi)關(guān)和單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)決定。當(dāng)單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)選擇單步時(shí)，噴泉只能按照把戲選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行一個(gè)循環(huán)；當(dāng)單步∕連續(xù)開(kāi)關(guān)選擇連續(xù)時(shí)，噴泉按照把戲選擇開(kāi)關(guān)設(shè)定的方式，運(yùn)行多個(gè)循環(huán)，直至按下停頓按鈕。把戲循環(huán)方式選擇開(kāi)關(guān)用于選擇噴泉的噴水把戲，本文設(shè)計(jì)四種噴水把戲循環(huán)。PLC控制系統(tǒng)體積小、功能強(qiáng)、可靠性高,且具有較大的靈活性和可擴(kuò)展性的特點(diǎn)。用PLC把戲噴泉控制系統(tǒng)，不但實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)轉(zhuǎn)換把戲噴泉的噴水樣式，提高了系統(tǒng)的可靠性和安全性，而且，美化了我們的生活環(huán)境，使我們的生活環(huán)境更加安逸、舒適。因此PLC控制系統(tǒng)具有一定的工程應(yīng)用和推廣價(jià)值。三、把戲噴泉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.1PLC型號(hào)的選擇PLC產(chǎn)品的種類(lèi)繁多。PLC的型號(hào)不同,對(duì)應(yīng)著其構(gòu)造形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等均各不一樣,適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此,合理選用PLC,對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。PLC機(jī)型的選擇PLC的選擇主要應(yīng)從PLC的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的根本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下,力爭(zhēng)最正確的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的構(gòu)造型式,安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求,響應(yīng)速度要求,系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。3.1.1合理的構(gòu)造型式PLC主要有整體式和模塊式兩種構(gòu)造型式。整體式PLC的每一個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的廉價(jià),且體積相對(duì)較小,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在I/O點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I/O模塊的種類(lèi)等方面選擇余地大,且維修方便,一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。3.1.2安裝方式的選擇PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I/O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O硬件,系統(tǒng)反響快、本錢(qián)低；遠(yuǎn)程I/O式適用于大型系統(tǒng),系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣,遠(yuǎn)程I/O可以分散安裝在現(xiàn)場(chǎng)裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制,又要相互聯(lián)系的場(chǎng)合,可以選用小型PLC,但必須要附加通訊模塊。3.1.3相應(yīng)的功能要求一般小型(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能,對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能帶A/D和D/A轉(zhuǎn)換單元,具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于控制較復(fù)雜,要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能,可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度,選用中檔或高檔PLC。但是中、高檔PLC價(jià)格較貴,一般用于大規(guī)模過(guò)程控制和集散控制系統(tǒng)等場(chǎng)合。3.1.4響應(yīng)速度要求PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。如果要跨范圍使用PLC,或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求時(shí),則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度,可選用具有高速I(mǎi)/O處理功能的PLC,或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。3.1.5系統(tǒng)可靠性的要求對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng),應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。3.1.6機(jī)型盡量統(tǒng)一一個(gè)企業(yè),應(yīng)盡量做到PLC的機(jī)型統(tǒng)一。主要考慮到以下三方面問(wèn)題：1)機(jī)型統(tǒng)一,其模塊可互為備用,便于備品備件的采購(gòu)和管理。2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用方法類(lèi)似,有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)和技術(shù)水平的提高。3)機(jī)型統(tǒng)一,其外部設(shè)備通用,資源可共享,易于聯(lián)網(wǎng)通信,配上位計(jì)算機(jī)后易于形成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)。綜上，本設(shè)計(jì)選擇西門(mén)子S7-200PLC。四、PLC的工作原理4.1掃描技術(shù)當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。4.2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)。輸入采樣完畢后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。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。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。4.3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)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)展邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即，在用戶程序執(zhí)行過(guò)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)排在下面的但凡用到這些線圈或數(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。4.4輸出刷新階段當(dāng)掃描用戶程序完畢后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。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)。這時(shí)，才是PLC的真正輸出