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文檔簡介
1、安徽機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 基于PLC控制的花樣噴泉畢 業(yè) 生 姓 名: 指導(dǎo)教師、職稱: 學(xué) 號: 專 業(yè) 名 稱: 生產(chǎn)過程自動化技術(shù) 26 目 錄目 錄1引言3一.PLC概述21.1 PLC的產(chǎn)生21.2 PLC的結(jié)構(gòu)31.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域41.3.1開關(guān)量的邏輯控制41.3.2模擬量控制41.3.3運(yùn)動控制51.3.4過程控制51.3.5數(shù)據(jù)處理51.3.6通信及聯(lián)網(wǎng)61.4 PLC的應(yīng)用特點61.4.1可靠性高6二、概述及設(shè)計目的82.1 概述82.2設(shè)計目的82.3研究思路和方法9三、花樣噴泉系統(tǒng)的設(shè)計103.1 PLC型號的選擇103.1.1合理的結(jié)構(gòu)型式103.1.2安裝方式的選
2、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、花樣噴泉I/O分配表及程序設(shè)計155.1 I/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3205.6 PLC接線圖21六、設(shè)計優(yōu)缺點24七、心得體會25八、感謝詞26九、參考文獻(xiàn)27引言 針對傳統(tǒng)的噴泉控制系統(tǒng)一旦設(shè)計好控制電路,就不能隨意改變噴水花樣 及噴水時間等問題, 本設(shè)計結(jié)合西門子 S7-200 可編程控制器設(shè)計能
3、適應(yīng)不同季 節(jié)、不同場合的噴水要求目的的花樣噴泉系統(tǒng)。該花樣噴泉控制系統(tǒng)不但實現(xiàn)了 自動轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式,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)用和推廣價值。 關(guān)鍵詞:PLC;花樣噴泉;控制系統(tǒng)第1章 噴泉的設(shè)計要求及目的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,各式各樣的廣場花園越來越多,噴泉作為一項建筑藝術(shù),在國內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高,對美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來越高,小型音樂噴泉成為一個發(fā)展方向。目前的水景噴泉一般包括:固定水景、時控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉、音樂噴泉類,控制方式的復(fù)雜程度由低到高。使用控制花式噴泉,
4、具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計簡單等優(yōu)點,若需要改變噴水花樣和噴水時間,不必做很大調(diào)整,只要相應(yīng)修改控制程序,即可實現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢? 多花樣噴泉形式多樣,常常能吸引人們的眼球,同時水又增加了環(huán)境的靈動性,多花樣噴泉已經(jīng)成為人們建造各類娛樂廣場的必需設(shè)施。那些控制簡便,花樣較多,價格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選?,F(xiàn)今,多花樣噴泉的制造,延襲傳統(tǒng),結(jié)合現(xiàn)代,正日益成為人們或出于對環(huán)境的追求,或為了居室的美化,等等,而得到眾多品位人士的追求。本設(shè)計的多花樣噴泉采用西門子編程軟件進(jìn)行PLC編程,利用PLC的工作原理,結(jié)合按鈕、開關(guān)、電源電路進(jìn)行設(shè)計,將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)
5、合起來,使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多花樣噴泉各種模式的變化以及控制。1.2 設(shè)計目的通過對實例工程的模擬,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)電氣可編程中的基本實驗器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。鞏固和加深對PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實驗裝置的方法。1.3 研究思路及方法本次設(shè)計的題目是花樣噴泉系統(tǒng),本設(shè)計基于西門子 S7-200 PLC編程,設(shè)計了花樣噴泉系統(tǒng)。花樣噴泉控制系統(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式,以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動按鈕,噴泉裝置開始工作,按下停止按鈕,噴泉控制裝
6、置停止工作。噴泉工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步連續(xù)開關(guān)決定。當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)選擇單步時,噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式,運(yùn)行一個循環(huán);當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)選擇連續(xù)時,噴泉按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式,運(yùn)行多個循環(huán),直至按下停止按鈕?;友h(huán)方式選擇開關(guān)用于選擇噴泉的噴水花樣,本文設(shè)計四種噴水花樣循環(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。用 PLC花樣噴泉控制系統(tǒng),不但實現(xiàn)了自動轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式,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)用和推廣價值。第2章 PLC的簡介 2.1
7、 可編程序控制器簡介可編程序控制器 PC(Programmable Controller)又稱可編程序控制器 PLC (Programmable Logic Controller) ,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)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器,是一種以 微處理器為核心用作數(shù)字控制的專用計算機(jī)。 它不僅充分利用微處理器的優(yōu)點來 滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求, 同時也照顧到現(xiàn)場電器操作維護(hù)人員的技能 和習(xí)慣,擯棄了微機(jī)常用的計算機(jī)編程語言的表達(dá)形式,獨(dú)具風(fēng)格地形成一套以 繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu), 使用戶程序的編制清 晰直觀、方
8、便易學(xué),調(diào)試和查錯都很容易。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、易于與計算機(jī)接口、能對模擬量進(jìn)行 控制、具備告訴計數(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、時間繼電器、計數(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)成為一個國家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。2.2 PLC 的結(jié)構(gòu)PLC 1.2 PLC 的結(jié)構(gòu) PLC 和一般的微型計算機(jī)基本相同, 也是由硬件
9、系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組 成的。PLC 的硬件系統(tǒng)由微處理器(CPU)、存儲器(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。各部分通過 總線(電源總線、控制總線、地址總線、數(shù)據(jù)總線)連接而成。其結(jié)構(gòu)簡圖如下:外設(shè)I/O接口 輸出部件存儲器 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 受控元件輸入信號外部設(shè)備 圖1-1 PLC硬件結(jié)構(gòu)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 和用戶程序兩大部分。系統(tǒng)程序是每一個 PLC 成品必須包括的部分,由 PLC 廠 家提供,用
10、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)控制需要而編寫的程序。 硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成了一個完整的 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3.1 PLC 控制花樣噴泉運(yùn)行要求1) 、按下啟動按鈕,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) 、按下噴泉噴水花樣的循環(huán)方式按鈕,噴泉開始運(yùn)行,每隔 6s 改變一次 花樣。在連續(xù)運(yùn)行方式下,噴水花樣將一直循環(huán)下去,在單步運(yùn)行方式下,噴水 花樣只運(yùn)行一個循環(huán)。按下其他任意一個循環(huán)方式按鈕,噴泉噴水花樣的循環(huán)方 式立刻改變。
11、 4) 、按下停止按鈕,噴泉停止運(yùn)行。 3.2 噴泉的運(yùn)行流程圖3.3 噴泉的運(yùn)行過程 按下噴泉控制系統(tǒng)的啟動按鈕,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相射向天空;最后所有水柱噴泉一齊迸發(fā)。 整個過程分為 8 段,每段 6s,且自動轉(zhuǎn)換,全過程為 48s。當(dāng)單步連續(xù)開 關(guān)置于連續(xù),花樣選擇開關(guān)置于 1 時,其噴泉水柱的動作順序如下:12 (1+3+4)(2+5)(1+2)(2+3+4)(2+4)(1+2+3+4+5)1, 周而復(fù)始,直到按下停止按鈕,水柱噴泉才停止工作;當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)置于單 步時,噴泉水柱的動作只運(yùn)行一個循環(huán)
12、。花樣選擇開關(guān)置于 2 時,其噴泉水柱的 動作順序如下:12(2+4)(2+5)(1+2)(2+3+4)(1+3+4) (1+2+3+4+5) 1。 花樣選擇開關(guān)置于 3 時, 其噴泉水柱的動作順序如下: 12 (1+3+4)(1+2)(2+5)(2+3+4)(2+4)(1+2+3+4+5)1。 花樣選擇開關(guān)置于 4 時, 其噴泉水柱的動作順序如下: 12 (1+3+4) (2+5) (1+2)(2+4)(2+3+4)(1+2+3+4+5)1。3.4 噴泉的控制原理 PLC可以用于圓周運(yùn)動或直線運(yùn)動的控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說,早期直接用于開關(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
13、用的運(yùn)動控制模塊。如可驅(qū)動步進(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)動控制功能,廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。 1.3.4過程控制噴泉控制系統(tǒng)由啟動控制程序、位移脈沖控制程序、位移及復(fù)位控制程序、 驅(qū)動控制程序組成。 通過位移脈沖控制程序?qū)崿F(xiàn)子元件中的內(nèi)容在存儲器間的移 動, 通過復(fù)位控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉花樣的循環(huán), 通過驅(qū)動控制程序?qū)崿F(xiàn)噴泉的噴射3.5 花樣噴泉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)可以與存儲在存儲器中的
14、參考值比較,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≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人控制的柔性制造系統(tǒng);也可用于過程控制系統(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。隨著計算機(jī)控制的發(fā)展,工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)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。1.4 PLC的應(yīng)用特點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
15、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,電氣接線及開關(guān)接點已減少到數(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功能,出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。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,整個系統(tǒng)將極高的可靠性。1.4.2配套齊全PLC發(fā)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、
16、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)的發(fā)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,編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達(dá)方式和繼電器電路圖相當(dāng)接近,為不熟悉電子電路、不懂計算機(jī)原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。1.4.4系統(tǒng)的設(shè)計 PLC用存儲邏輯代替接線邏輯,大大減少了控制設(shè)備外部的接線,使控制系統(tǒng)設(shè)計及建造的周期大為縮短,同時日常維護(hù)也變得容易起來,更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序而改變生產(chǎn)過程成為可能。這特別適合多品種、小批量的生產(chǎn)場合。二、概述及設(shè)計目的2
17、.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,各式各樣的廣場花園越來越多,噴泉作為一項建筑藝術(shù),在國內(nèi)外均有較悠久的歷史。人們隨著生活水平的提高,對美化住宅小區(qū)以及別墅環(huán)境的要求也越來越高,小型音樂噴泉成為一個發(fā)展方向。目前的水景噴泉一般包括:固定水景、時控噴泉、程控噴泉、聲控噴泉、音樂噴泉類,控制方式的復(fù)雜程度由低到高。使用控制花式噴泉,具有使用方便、運(yùn)行可靠、控制程序設(shè)計簡單等優(yōu)點,若需要改變噴水花樣和噴水時間,不必做很大調(diào)整,只要相應(yīng)修改控制程序,即可實現(xiàn)控制目的。這樣的地方又怎能少了噴泉呢? 多花樣噴泉形式多樣,常常能吸引人們的眼球,同時水又增加了環(huán)境的靈動性,多花樣噴
18、泉已經(jīng)成為人們建造各類娛樂廣場的必需設(shè)施。那些控制簡便,花樣較多,價格低廉的噴泉慢慢成為建設(shè)者的首選。現(xiàn)今,多花樣噴泉的制造,延襲傳統(tǒng),結(jié)合現(xiàn)代,正日益成為人們或出于對環(huán)境的追求,或為了居室的美化,等等,而得到眾多品位人士的追求。本設(shè)計的多花樣噴泉采用西門子編程軟件進(jìn)行PLC編程,利用PLC的工作原理,結(jié)合按鈕、開關(guān)、電源電路進(jìn)行設(shè)計,將軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合起來,使得系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多花樣噴泉各種模式的變化以及控制。2.2設(shè)計目的通過對實例工程的模擬,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)電氣可編程中的基本實驗
19、器件及PLC編程等的綜合應(yīng)用。鞏固和加深對PLC編程控制器的理解和應(yīng)用。掌握硬件實驗裝置的方法。2.3研究思路和方法本次設(shè)計的題目是花樣噴泉系統(tǒng),本設(shè)計基于西門子 S7-200 PLC編程,設(shè)計了花樣噴泉系統(tǒng)?;訃娙刂葡到y(tǒng)的主要任務(wù)就是改變噴泉的噴水樣式,以達(dá)到有規(guī)律的改變噴泉噴水樣式的目的。按下啟動按鈕,噴泉裝置開始工作,按下停止按鈕,噴泉控制裝置停止工作。噴泉工作方式由花樣選擇開關(guān)和單步連續(xù)開關(guān)決定。當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)選擇單步時,噴泉只能按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式,運(yùn)行一個循環(huán);當(dāng)單步連續(xù)開關(guān)選擇連續(xù)時,噴泉按照花樣選擇開關(guān)設(shè)定的方式,運(yùn)行多個循環(huán),直至按下停止按鈕?;友h(huán)方式選擇開關(guān)用
20、于選擇噴泉的噴水花樣,本文設(shè)計四種噴水花樣循環(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。用 PLC花樣噴泉控制系統(tǒng),不但實現(xiàn)了自動轉(zhuǎn)換花樣噴泉的噴水樣式,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)用和推廣價值。三、花樣噴泉系統(tǒng)的設(shè)計3.1 PLC型號的選擇PLC產(chǎn)品的種類繁多。PLC的型號不同,對應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價格等均各不相同,適用的場合也各有側(cè)重。因此,合理選用PLC,對于提高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
21、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)型選擇的基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,力爭最佳的性能價格比。選擇時應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)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合理的結(jié)構(gòu)型式PLC主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。整體式PLC的每一個I/O點的平均價格比模塊式的便宜,且體積相對較小,一般用于系統(tǒng)工藝過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點數(shù)、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O模塊的種類等方面選擇余地大,
22、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PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動遠(yuǎn)程I/O硬件,系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低;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)場裝置附近,連線短,但需要增設(shè)驅(qū)動器和遠(yuǎn)程I/O電源;多臺PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺設(shè)備分別獨(dú)立控制,又要相互聯(lián)系的場合,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、計數(shù)等功能,對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。對于以開關(guān)量控制為主,帶少量模擬量控制的系統(tǒng),可選用能
23、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。對于控制較復(fù)雜,要求實現(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價格較貴,一般用于大規(guī)模過程控制和集散控制系統(tǒng)等場合。3.1.4響應(yīng)速度要求PLC是為工業(yè)自動化設(shè)計的通用控制器,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有特殊的速度要求時,則應(yīng)該慎重考慮PLC的響應(yīng)速度,可選用具有高速I/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)可靠性的要求對于一般系統(tǒng)PL
24、C的可靠性均能滿足。對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和管理。2)機(jī)型統(tǒng)一,其功能和使用方法類似,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,配上位計算機(jī)后易于形成一個多級分布式控制系統(tǒng)。綜上,本設(shè)計選擇西門子 S7-200 PLC。四、PLC的工作原理4.1掃描技術(shù) 當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃
25、描周期。在整個運(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)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,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)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,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,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點
26、構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(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存儲區(qū)中對應(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)行過程中,只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(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)果會對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)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作
27、用。4.4輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,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)動相應(yīng)的外設(shè)。這時,才是PLC的真正輸出。 同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時間對整個運(yùn)行來說可以忽略,那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。 一般來說,PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等,如下圖所示,即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。五、花樣噴泉I/O分配表及程序設(shè)計5.1 I/O分配表元件代號輸入地址作用SB0X0啟動/停止元件代號輸出地址作用YV0Y01號噴點YV1Y12號噴點YV2Y23號噴點YV3Y34號噴點YV3Y45號噴點YV4Y56號噴點YV5Y67號噴點YV6Y78號噴點YV7Y109號噴點YV10Y1110號噴點YV11Y1211號噴點YV12Y1312號噴點YV13Y14主電動機(jī)5.2程序初始化初始化以及程序執(zhí)行一次大循環(huán)和停止時對所有狀態(tài)復(fù)位。5.3噴泉花式1按下啟動按鈕X0,程序開始執(zhí)行,Y014為主電機(jī),一直處于得電狀態(tài)。Y0到Y(jié)13每隔一秒順序點亮。當(dāng)Y13
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