集散課程設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1、吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第1章緒論1.1集散系統(tǒng)介紹DCS即所謂的分布式控制系統(tǒng)，或在有些資料中稱之為集散系統(tǒng)，是相對(duì)于集中 式控制系統(tǒng)而言的一種新型計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，它是在集中式控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展、 演變而來的。在系統(tǒng)功能方面，DCS和集中式控制系統(tǒng)的區(qū)別不大，但在系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn) 方法上卻完全不同。首先，DCS的骨架一一系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，它是 DCS的基礎(chǔ)和核心。由于網(wǎng)絡(luò)對(duì)于 DCS整個(gè) 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性、可靠性和擴(kuò)充性，起著決定性的作用，因此各廠家都在這方面進(jìn)行了精 心的設(shè)計(jì)。對(duì)于DCS的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)來說，它必須滿足實(shí)時(shí)性的要求，即在確定的時(shí)間限度 內(nèi)完成信息的傳送。這里所說的“確定”的

2、時(shí)間限度，是指在無論何種情況下，信息傳 送都能在這個(gè)時(shí)間限度內(nèi)完成，而這個(gè)時(shí)間限度則是根據(jù)被控制過程的實(shí)時(shí)性要求確定 的。因此，衡量系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)性能的指標(biāo)并不是網(wǎng)絡(luò)的速率，即通常所說的每秒比特?cái)?shù)（bps）， 而是系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時(shí)性，即能在多長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)確保所需信息的傳輸完成。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)還必須非?？煽?，無論在任何情況下，網(wǎng)絡(luò)通信都不能中斷，因此多數(shù)廠家的DCS均采用雙 總線、環(huán)形或雙重星形的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。為了滿足系統(tǒng)擴(kuò)充性的要求，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)上可接 入的最大節(jié)點(diǎn)數(shù)量應(yīng)比實(shí)際使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)量大若干倍。這樣，一方面可以隨時(shí)增加新的節(jié)點(diǎn)，另一方面也可以使系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行于較輕的通信負(fù)荷狀態(tài)，以確保系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和可靠性。在

3、系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過程中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)的上網(wǎng)和下網(wǎng)是隨時(shí)可能發(fā)生的，特別是操作員站，這樣，網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)會(huì)經(jīng)常進(jìn)行，而這種操作絕對(duì)不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行，因此,系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)該具有很強(qiáng)在線網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)功能。其次，這是一種完全對(duì)現(xiàn)場(chǎng)I/O處理并實(shí)現(xiàn)直接數(shù)字控制（DOS功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。 一般一套DCS中要設(shè)置現(xiàn)場(chǎng)I/O控制站，用以分擔(dān)整個(gè)系統(tǒng)的I/O和控制功能。這樣既 可以避免由于一個(gè)站點(diǎn)失效造成整個(gè)系統(tǒng)的失效，提高系統(tǒng)可靠性，也可以使各站點(diǎn)分擔(dān)數(shù)據(jù)采集和控制功能，有利于提高整個(gè)系統(tǒng)的性能。DCS的操作員站是處理一切與運(yùn)行操作有關(guān)的人機(jī)界面（HMI-Huma n Machi ne In terface 或 operato

4、r in terface ） 功能的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)是DCS的工程師站，它是對(duì)DCS進(jìn)行離線的配置、組態(tài)工作和在線的系統(tǒng) 監(jiān)督、控制、維護(hù)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，其主要功能是提供對(duì) DCS進(jìn)行組態(tài)，配置工作的工具軟 件（即組態(tài)軟件），并在DCS在線運(yùn)行時(shí)實(shí)時(shí)地監(jiān)視DCS網(wǎng)絡(luò)上各個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況， 使系統(tǒng)工程師可以通過工程師站及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)配置及一些系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定，使DCS隨時(shí)處在最佳的工作狀態(tài)之下。與集中式控制系統(tǒng)不同，所有的DCS都要求有系統(tǒng)組態(tài)功能， 可以說，沒有系統(tǒng)組態(tài)功能的系統(tǒng)就不能稱其為DCSDCS自 1975年問世以來，已經(jīng)經(jīng)歷了二十多年的發(fā)展歷程。在這二十多年中，DCS雖然在系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)上

5、沒有發(fā)生重大改變， 但是經(jīng)過不斷的發(fā)展和完善，其功能和性 能都得到了巨大的提高?？偟膩碚f，DCS正在向著更加開放，更加標(biāo)準(zhǔn)化，更加產(chǎn)品化 的方向發(fā)展。作為生產(chǎn)過程自動(dòng)化領(lǐng)域的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，傳統(tǒng)的DCS僅僅是一個(gè)狹義的概念。如果以為DCS只是生產(chǎn)過程的自動(dòng)化系統(tǒng)，那就會(huì)引出錯(cuò)誤的結(jié)論，因?yàn)楝F(xiàn)在的計(jì)算機(jī) 控制系統(tǒng)的含義已被大大擴(kuò)展了，它不僅包括過去DCS中所包含的各種內(nèi)容，還向下深 入到了現(xiàn)場(chǎng)的每臺(tái)測(cè)量設(shè)備、執(zhí)行機(jī)構(gòu)，向上發(fā)展到了生產(chǎn)管理，企業(yè)經(jīng)營(yíng)的方方面面。 傳統(tǒng)意義上的DCS現(xiàn)在僅僅是指生產(chǎn)過程控制這一部分的自動(dòng)化，而工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)的 概念，則應(yīng)定位到企業(yè)全面解決方案，即total solu

6、ti on的層次。只有從這個(gè)角度上提出問題并解決問題，才能使計(jì)算機(jī)自動(dòng)化真正起到其應(yīng)有的作用。進(jìn)入九十年代以后，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，更多新的技術(shù)被應(yīng)用到了 DCS之中。PLC 是一種針對(duì)順序邏輯控制發(fā)展起來的電子設(shè)備， 它主要用于代替不靈活而且笨重的繼電 器邏輯。現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)在進(jìn)入九十年代中期以后發(fā)展十分迅猛，以至于有些人已做出預(yù)測(cè)：基于現(xiàn)場(chǎng)總線的FCS將取代DCS成為控制系統(tǒng)的主角。1.2集散系統(tǒng)特點(diǎn)分散型綜合控制系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱集散系統(tǒng)），是一種新型的過程控制系統(tǒng)。這個(gè)系統(tǒng)以 多臺(tái)微型計(jì)算機(jī)分散應(yīng)用與過程控制， 全部信息通過通信網(wǎng)絡(luò)由上位計(jì)算機(jī)監(jiān)控， 實(shí)現(xiàn) 最佳化控制；通過CRT裝置，通信總線鍵

7、盤，打印機(jī)等又能高度集中地操作，顯示和報(bào) 警。整個(gè)裝置繼承了常規(guī)模擬儀表控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，并且克服了單微機(jī)控制系統(tǒng)危險(xiǎn)性高度集中以及常規(guī)儀表控制功能單一，人 /機(jī)聯(lián)系差的缺點(diǎn)，它 的主要特點(diǎn)是：1）功能齊全集散系統(tǒng)可以完成從簡(jiǎn)單的單回路控制到復(fù)雜的多變量模型優(yōu)化控制；可以執(zhí)行從常規(guī)的PID運(yùn)算到SMITH預(yù)估， 三階矩陣乘法等各種運(yùn)算；可以進(jìn)行連續(xù)的反饋控制，也可以進(jìn)行間斷的順序控制，邏輯控制，可以實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，顯示，打印，報(bào)警，歷史數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等日常的全部操作要求。2） 人/機(jī)聯(lián)系好，實(shí)現(xiàn)了集中監(jiān)控和管理 操作人員通過CRT和操作鍵盤，可以監(jiān)控 全部生產(chǎn)裝置以及整個(gè)工廠的生產(chǎn)情況，

8、按預(yù)定的控制策略組成各種不同的控制回路， 并調(diào)整回路的任一常數(shù)，而且還可以對(duì)機(jī)電設(shè)備進(jìn)行各種控制， 從而實(shí)現(xiàn)了真正的集中 操作和監(jiān)控管理。3）系統(tǒng)擴(kuò)展靈活集散系統(tǒng)采用模塊式結(jié)構(gòu)，用戶可根據(jù)需要方便地?cái)U(kuò)大或縮小系統(tǒng)的規(guī)模，或改變系統(tǒng)的控制級(jí)別。集散系統(tǒng)采用組態(tài)方法構(gòu)成各種控制回路，很容易對(duì)方案進(jìn)行修改。4）安全可靠性高由于采用了多微處理機(jī)的分散控制結(jié)構(gòu)， 危險(xiǎn)性分散，系統(tǒng)中的關(guān)鍵設(shè)備采用雙重或多 重冗余，還設(shè)有無中斷自動(dòng)控制系統(tǒng)和完善的自診斷功能，使系統(tǒng)的平均無故障時(shí)間 MTBF達(dá)到105天， 平均修復(fù)時(shí)間MTTF為10-2天，整個(gè)系統(tǒng)的利用率 A達(dá)到99。 9999%5）安裝調(diào)試簡(jiǎn)單集散系統(tǒng)的

9、各模件都安裝在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)架內(nèi)，模件之間采用多芯電纜，標(biāo)準(zhǔn)化接插件連接， 與過程的連接采用規(guī)格化端子板，到中控室操作站只需敷設(shè)同軸電纜進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞， 所 以布線量大大減少，安裝工作量?jī)H為常規(guī)儀表的 1/2-1/3。系統(tǒng)調(diào)試采用專用的調(diào)試軟 件，使調(diào)試時(shí)間僅為常規(guī)儀表的1/2。6）具有良好的性能價(jià)格比在性能上集散系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，功能齊全，可靠性高，適用于多級(jí)遞階管理控制。在價(jià)格 方面，目前在國(guó)外80個(gè)控制回路的生產(chǎn)過程采用集散系統(tǒng)的投資已與采用常規(guī)儀表相 當(dāng)。規(guī)模越大，單位回路投資將更低。1.3新風(fēng)機(jī)組控制方案新風(fēng)機(jī)組溫度控制系統(tǒng)是由比例積分溫度控制器、 安裝在送風(fēng)管內(nèi)的溫度傳感器和 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成?？?/p>

10、制器的作用是把置于送風(fēng)風(fēng)道的溫度傳感器所檢測(cè)到的送風(fēng)溫度傳 送至溫控器與控制器設(shè)定的溫度進(jìn)行比較，并根據(jù) PI運(yùn)算的結(jié)果，溫控器給電動(dòng)調(diào)節(jié) 閥一個(gè)開/關(guān)閥的信號(hào)，從而使送風(fēng)溫度保持在所需要的范圍。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥與風(fēng)機(jī)連鎖，以保證切斷風(fēng)機(jī)電源時(shí)風(fēng)閥亦同時(shí)關(guān)閉。 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥亦可 實(shí)現(xiàn)與風(fēng)機(jī)的聯(lián)動(dòng)（如圖虛線框所示），當(dāng)風(fēng)機(jī)切斷電源時(shí)關(guān)閉電動(dòng)調(diào)節(jié)閥。上圖中兩 種連鎖線路連接方式，分別用于斷電復(fù)位設(shè)備和電關(guān)設(shè)備，用戶可據(jù)具體情況自行取舍。（有防凍要求的場(chǎng)合可通過行程限位器將熱水閥位保持在要求的開度）。在需要制冷時(shí)，溫控器置于制冷模式，當(dāng)傳感器測(cè)量的溫度達(dá)到或低于設(shè)定溫度時(shí)， 溫控器給電動(dòng)閥一個(gè)關(guān)閥信號(hào)，電動(dòng)

11、閥的關(guān)閥接點(diǎn)接通閥門關(guān)閉。 如果測(cè)量溫度沒達(dá)到 設(shè)定溫度，溫控器給電動(dòng)閥一個(gè)開閥信號(hào)，電動(dòng)閥開閥接點(diǎn)接通閥門打開。 在需要制熱 時(shí)，溫控器置于制熱模式，當(dāng)傳感器測(cè)量的溫度達(dá)到或高于設(shè)定溫度時(shí)，溫控器給電動(dòng)閥一個(gè)關(guān)閥信號(hào)，電動(dòng)閥的關(guān)閥接點(diǎn)接通閥門關(guān)閉。 如果測(cè)量溫度沒達(dá)到設(shè)定溫度，溫 控器給電動(dòng)閥一個(gè)開閥信號(hào)，電動(dòng)閥開閥接點(diǎn)接通閥門打開。當(dāng)過濾網(wǎng)堵塞時(shí)或當(dāng)其超過規(guī)定值時(shí)，壓差開關(guān)給出的開關(guān)信號(hào)。當(dāng)盤管溫度過低時(shí)，低溫防凍開關(guān)給出開關(guān)信號(hào)，風(fēng)機(jī)停止運(yùn)行，防止盤管凍裂。1.4新風(fēng)機(jī)組控制方案應(yīng)用分析新風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)由溫控器來控制電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，此系統(tǒng)的主要作用就是給用戶一個(gè) 舒適的環(huán)境以及節(jié)能的目的。避

12、免制冷/制熱機(jī)組系統(tǒng)不停的工作，使設(shè)備壽命更長(zhǎng)。 風(fēng)門執(zhí)行器于風(fēng)機(jī)聯(lián)鎖，用戶在開機(jī)時(shí)只要打開風(fēng)門執(zhí)行器此時(shí)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥也打開，這樣設(shè)置方便用戶操作，同時(shí)也避免在風(fēng)門打開時(shí)而電動(dòng)調(diào)節(jié)閥沒能及時(shí)打開及工作給設(shè) 備造成不良后果。壓差開關(guān)其作用就是檢測(cè)過濾網(wǎng)兩邊的壓力， 以便在過濾網(wǎng)堵塞或兩 端壓力不平衡時(shí)同樣給設(shè)備造成不良后果。防凍開關(guān)就是當(dāng)盤管內(nèi)的溫度過低時(shí)給一個(gè) 開關(guān)信號(hào)使風(fēng)機(jī)停止工作，防止盤管凍裂造成不必要的麻煩第10頁共4頁吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第10頁共5頁吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第2章中央空調(diào)新風(fēng)機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1新風(fēng)機(jī)組簡(jiǎn)介新風(fēng)機(jī)組是提供新鮮空氣

13、的一種空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。功能上按使用環(huán)境的要求可以達(dá)到 恒溫恒濕或者單純提供新鮮空氣。其工作原理是在室外抽取新鮮的空氣經(jīng)過除塵、除 濕、降溫等處理后通過風(fēng)機(jī)送到室內(nèi)，在進(jìn)入室內(nèi)空間時(shí)替換室內(nèi)原有的空氣。用CAD畫出典型系統(tǒng)如圖所示2-1所示um 丄 需分JsHpI-TUIAVAr_*4s-5:-HraT FT-TTVTV *j.丄X:)*冒但霸 tema曰皆 r.-jr5近鵡豪 首印趾口住曲3厲處畀彌星 網(wǎng) C用ra .jrJ&KI 如?iraii C smsSa師霸 &倉曲削i. 9 WM姑尙嘗毎I Jpfi出翊 魁駆In?sa stafftl | el*E I賢 I；左sisi?3血廠r fi

14、rs3-4設(shè)置變量以此為類分別設(shè)置出如圖3-5所示的各個(gè)變量生渥芒0 $歹抿警 $網(wǎng)率狀態(tài)觀手動(dòng)、目動(dòng)唸鳳機(jī)動(dòng)畫唸產(chǎn)風(fēng)流萌 血薩風(fēng)漁道1 臉尹風(fēng)運(yùn)謨20送閡道心葫鳳兩位閥姦轉(zhuǎn)鳳機(jī)動(dòng)JJ匚;顯器?K茅態(tài)0力:濕器送水動(dòng)畫 臉雹尸菲誹龍戶1 TKifiTX 動(dòng)m 血力芒顯器進(jìn)水爛 臉力匚昱器S冰詞葫建3-5數(shù)據(jù)詞典322畫面的建立與按鈕的制作單擊工程瀏覽器左側(cè)的“畫面”圖標(biāo)，雙擊右邊窗口中的“新建，”圖標(biāo)，就會(huì)彈出“新畫面”對(duì)話框，輸入新畫面的名稱，輸入完名稱后一經(jīng)確認(rèn)后就不能修改。可以 修改畫面的位置和大小。點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，進(jìn)入組態(tài)王的開發(fā)系統(tǒng)。如圖3-6所示的開發(fā)系統(tǒng)畫面。圖3-6系統(tǒng)開發(fā)畫

15、面第10頁共14頁吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第10頁共#頁吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)打開“工具”下拉菜單，點(diǎn)擊“按鈕”此時(shí)鼠標(biāo)變成“+”在畫面上畫出按鈕的大小。添加完成后，鼠標(biāo)移到按鈕上點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右鍵彈出快捷菜單選擇“字符串替換”，彈出對(duì)話框后寫入“啟動(dòng)”如圖 3-7所示，點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框。圖3-8為按鈕的動(dòng)畫連接。MJE.)圖3-7啟動(dòng)按鈕制作下圖為建立好的新風(fēng)機(jī)組控制圖3-8。I) / * I E如3 WiL SvllU THU aSil 空工鈦凹LT5 I 19 I 33 | 13it&93SYMiFFJWFH&JS血SS-lJnetgRJMM

16、R2瑋地1ffJUUU瓏f碼II獻(xiàn)楠圖3-8新風(fēng)機(jī)組控制圖最后點(diǎn)擊文件選擇全部存，再切換到View進(jìn)行仿真調(diào)試第10頁共15頁吉林建筑大學(xué)城建學(xué)院電氣信息工程系課程設(shè)計(jì)第四章PLC編程與AD/DA轉(zhuǎn)換4.1 PLC的介紹可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller ，PLC），它采用一類可編程 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)與算術(shù)操作等 面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。4.2 PLC控制功能的選擇該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特 性的選擇。1、運(yùn)算

17、功能簡(jiǎn)單可編程邏輯控制器的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通可編程邏 輯控制器的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算、 數(shù)據(jù)傳送等；大型可編程邏輯控制器中還有模擬量的 PID運(yùn)算和其他高級(jí)運(yùn)算功能。隨 著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在可編程邏輯控制器中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下 位機(jī)的通信，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信， 有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng) 進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。2、控制功能控制功能包括PID控制運(yùn)算、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要 求確定。可編程邏輯控制器主要用于順序邏輯控制，因此，大多數(shù)場(chǎng)合常采用單回路或多回路控制器解決模擬

18、量的控制，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制 功能，提高可編程邏輯控制器的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元、高速計(jì)數(shù)器、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASOS轉(zhuǎn)換單元等。3、通信功能大中型可編程邏輯控制器系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP），需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)是 開放的通信網(wǎng)絡(luò)?？删幊踢壿嬁刂破飨到y(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口、RIO通信口、常用DCS接口等；大中型可編程邏輯控制器通信總線 （含接口設(shè)備和電纜）應(yīng) 1:1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求。

19、為減輕 CPU 通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線）通信處理器。4、 編程功能 離線編程方式：可編程邏輯控制器和編程器公用一個(gè)CPU編程器 在編程模式時(shí)，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制。完成編程后，編程 器切換到運(yùn)行模式，CPU寸現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備進(jìn)行控制，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系 統(tǒng)成本，但使用和調(diào)試不方便。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)控制，并在一個(gè)掃 描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便

20、， 在大中型可編程邏輯控制器中常采用。五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形 化語言和語句表（IL）、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn) （IEC6113123），同時(shí)，還應(yīng)支持多種語言編程形式，如C, Basic等，以滿足特殊控制場(chǎng)合的控制要求。5、診斷功能可編程邏輯控制器的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判 斷確定硬件的故障位置，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對(duì)PLC內(nèi)部的性能和功 能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，通過軟件對(duì)可編程邏輯控制器的 CPU與外部輸入輸出等部件信息 交換功能進(jìn)行診斷是外診斷?？删幊踢?/p>

21、輯控制器的診斷功能的強(qiáng)弱，直接影響對(duì)操作和 維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間。6、處理速度可編程邏輯控制器采用掃描方式工作。從實(shí)時(shí)性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好， 如果信號(hào)持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間，則可編程邏輯控制器將掃描不到該信號(hào)，造成信號(hào)數(shù) 據(jù)的丟失。處理速度與用戶程序的長(zhǎng)度、CPL處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)。目前，可編程邏輯控制器接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要。 掃描周期應(yīng)滿足：小型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K;大中型可編程邏輯控制器的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。綜上所述，再結(jié)合實(shí)際情況，為便于今后系統(tǒng)的改造或者升級(jí)，需要留出一定

22、的 I/O點(diǎn)以做擴(kuò)展使用。我們選用西門子S7-200PLC作為主控制器，其中主機(jī)型號(hào)：CPU2264.3西門子S7-200PLC介紹S7-200是一種小型的可編程序控制器，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān) 測(cè)及控制的自動(dòng)化。S7-200系列的強(qiáng)大功能使其無論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆 能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。因此S7-200系列具有極高的性能/價(jià)格比。S7-200系列出色表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：1）極高的可靠性；2）極豐富的指令集；3） 易于掌握；4）便捷的操作；5）豐富的內(nèi)置集成功能；6）實(shí)時(shí)特性；7）強(qiáng)勁的通訊能力；8）豐富的擴(kuò)展模塊。S7-200系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。使

23、用范圍可覆蓋從替代繼 電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保 護(hù)設(shè)備等等。女口：沖壓機(jī)床，磨床，印刷機(jī)械，橡膠化工機(jī)械，中央空調(diào)，電梯控制。 CPU226勺主要技術(shù)指標(biāo)：1.集成24輸入/16輸出共40個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。2.可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展 至248路數(shù)字量I/O 點(diǎn)或35路模擬量I/O 點(diǎn)。3.13K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。4. 6個(gè)獨(dú)立的30kHz高速計(jì)數(shù)器，2路獨(dú)立的20kHz高速脈沖輸出，具有PID控制器。5. 2個(gè)RS485通訊/編程口，具有PPI通訊協(xié)議、M

24、PI通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。6.I/O 端子排可很容易地整體拆卸。7.用于較高要求的控制系統(tǒng)，具有更多的輸入 /輸 出點(diǎn)，更強(qiáng)的模塊擴(kuò)展能力，更快的運(yùn)行速度和功能更強(qiáng)的內(nèi)部集成特殊功能。 8.可完 全適應(yīng)于一些復(fù)雜的中小型控制系統(tǒng)。S7-200的工作模式：S7-200系列PLC有 3中工作模式，即 RUN STOP和TERM模式。RUN模式：CPU在RUN模式下執(zhí)行完整的掃描過程，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)控制功 能。此時(shí)，在CPU模式的LED顯示面板上“ RUN顯示當(dāng)前的工作模式。在此模式時(shí)， 不能向PLC裝入程序、STOP莫式：PLC處于停止方式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可裝載

25、編程軟件的計(jì)算機(jī)通 信,可以創(chuàng)建和編輯用戶程序，設(shè)置PLC的硬件功能，向PLC裝入用戶程序和硬件設(shè)置 信息。TERM模式：是一種暫態(tài)，可以用程序?qū)?TERM專換為RUN或 STOP狀態(tài)，在現(xiàn)場(chǎng)調(diào) 試程序時(shí)很有用處。TERM犬態(tài)還和機(jī)器的特殊標(biāo)志位 SM0.7有關(guān)，可用于自由口通信 時(shí)的控制。4.4模擬量I/O模塊的種類在工業(yè)控制中，某些輸入量（例如壓力、溫度、流量、速度等）是模擬量，某些執(zhí)行 機(jī)構(gòu)（例如電動(dòng)調(diào)節(jié)閥、變頻器等）要求PLC輸出模擬信號(hào)，而PLC的CPU只能處理數(shù)字 量。模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電流或電壓，PLC用A/D轉(zhuǎn)換器把這些模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，帶正負(fù)號(hào)的電流

26、、電壓在A/D轉(zhuǎn)換后用二進(jìn)制補(bǔ)碼表示。D/A 轉(zhuǎn)換器把數(shù)字輸出量轉(zhuǎn)換為模擬電壓或電流，再去控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)。模擬量I/O模塊的主要任務(wù)就是實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換。A/D轉(zhuǎn)換器和D/A轉(zhuǎn)換其的二進(jìn)制位數(shù)反映了它們的分辨率，位數(shù)越多，分辨率越 高。轉(zhuǎn)換時(shí)間也是模擬I/O模塊的一個(gè)重要指標(biāo)。S7-200PLC主要有3種模擬量擴(kuò)展模塊：1.模擬量輸入模塊（EM231, 4路）2.模擬量輸出模塊（EM232, 2路）3.模擬量輸入輸出模塊（EM235 4路輸入，1路輸 出）S7-200PLC模擬量擴(kuò)展模塊中的A/D、D/A轉(zhuǎn)換器位數(shù)均為12位。4.5 EM231 介紹具有4個(gè)模擬量輸入通道。2.電壓輸入

27、范圍：?jiǎn)螛O性010V 05V;雙極性土 5V, 2.5V3.電流輸入范圍：020mA 4.每個(gè)通道占用存儲(chǔ)器 AI區(qū)域2個(gè)字節(jié)。該模塊模擬量的輸入值為只讀數(shù)據(jù)。5.輸入信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后的數(shù)字量數(shù)據(jù)值是 12位二進(jìn)制數(shù)。最高 有效位是符號(hào)位：0表示正值數(shù)據(jù)，1表示負(fù)值數(shù)據(jù)。6.模擬量輸入數(shù)據(jù)字格式有單極 性數(shù)據(jù)格式和雙極性數(shù)據(jù)格式。前者的全量程范圍設(shè)置為032000.后者為-32000+32000。圖4-1為EM231為模數(shù)轉(zhuǎn)換硬件模塊，圖4-2是數(shù)模轉(zhuǎn)換的子程序& 陰co gj目 w 鮒：j eot j| g 4 A- M D* 0-叱 4 C-強(qiáng)AlILJ Linnnnn |圖4-1 EM2

28、31模數(shù)轉(zhuǎn)換硬件模塊EM 231Al 4P RTK Z - 0 - r圖4-2模數(shù)轉(zhuǎn)換的子程序4.6 EM232 介紹1.提供2路模擬量輸出。2.輸出信號(hào)的范圍：電壓輸出為土 10V,電流輸出為020mA 3.每個(gè)輸出通道占用存儲(chǔ)器AQ區(qū)域2個(gè)字節(jié)，用戶程序無法讀取模擬量輸出值。4.PLC 運(yùn)算處理后的數(shù)字量信號(hào)（BIN數(shù)）為12位，最高有效位是符號(hào)位：0表示正值，1表示 負(fù)值。5.電流輸出數(shù)據(jù)格式為0+3200（。6.電壓輸出的數(shù)據(jù)格式為-32000+32000。圖 4-3為EM232為數(shù)模轉(zhuǎn)換硬件模塊，圖4-4為數(shù)模轉(zhuǎn)換主程序。a J S-=1Lo W:I0000000冋o W ni ZI

29、 V衛(wèi)凹MAMlEl AIVl 敬3 tl UUTltHW4DlFQJ s s s 口卜鬧田肝 3 航!ii上.fi#片*血豎蘭riH F J- i -i- i 5 t i 7 i 3 * i -11- 2IS1 -i- 1 I!- -It 1 -li1- 1 - il- IS 1 -J|-西imtm筑餌徂 皿2甲U瞞ft otw 5 w* S IHHlflJ M mW 冊(cè)哥工A-忍| It?I Kt L4二 | .000O000T24 V LJC電源圖4-3 EM232數(shù)模轉(zhuǎn)換硬件模塊blnsrr*Tf*IL護(hù)IT*mu上idaMO.Wg1. a #o干 erLMWA-wjiM 出誨_d耶tu MW4MSA田迂:黛# jjj54trtH 吋帕 1| MrtV m2J*l些血壬F. r VttW里嘗嗣 蠱圖4-4為數(shù)模轉(zhuǎn)換主程序4.7控制變量表表1-1 PLC控制變量系統(tǒng)監(jiān)控I/O表類另y監(jiān)控內(nèi)容輸入輸出傳