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二、可編程序控制器的優(yōu)勢、特點及功能

可編程控制器以體積小功能強大所著稱，它不但可以很容易地完成順序邏輯、運動控制、定時控制、計數(shù)控制、數(shù)字運算、數(shù)據(jù)處理等功能，而且可以通過輸入輸出接口建立與各類生產(chǎn)機械數(shù)字量和模擬量的聯(lián)系，從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動控制。特別是現(xiàn)在，由于信息、網(wǎng)絡(luò)時代的到來，擴展了PLC的功能，使它具有很強的聯(lián)網(wǎng)通訊能力，從而更廣泛地應(yīng)用于眾多行業(yè)。

１、順序控制

方便的人機界面服務(wù)已經(jīng)集成在S7—300操作系統(tǒng)內(nèi)、因此人機對話的編程要求大大減少。

　　SIMATIC人機界面(HMl)從S7—300中取得數(shù)據(jù)，S7-300按用戶的刷新速度傳送這些數(shù)據(jù)。S7-300操作系統(tǒng)自動地處理數(shù)據(jù)的傳送。

　　診斷功能：CPU的智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯誤和特殊系統(tǒng)事件(例如：超時、模塊更換等)。

　　口令保護：多級口令保護可以使用戶高度、有效地保護其技術(shù)機密，防止未經(jīng)允許的復(fù)制和修改，操作方式選擇開關(guān)：操作方式選擇開關(guān)像鑰匙一樣可以拔出，

　　PLCS7-200 SMART是西門子針對中國的OEM市場研發(fā)的新一代PLC。作為S7-200CN的升級產(chǎn)品，一方面繼承了S7-200CN豐富的功能，另一方面融入了新的亮點，將覆蓋并超越S7-200CN。從產(chǎn)品上市至今，S7-200 SMART在包裝、紡織、機床、食品、橡塑等眾多行業(yè)廣泛應(yīng)用，在提升設(shè)備性能和降低設(shè)備成本上發(fā)揮著重要作用。綏化市西門子PLC授權(quán)代理商

　　西門子S7-1500PLCSIMATIC S7-1500 – 提升生產(chǎn)力和生產(chǎn)效率 新型的 SIMATIC S7-1500 控制器除了包含多種創(chuàng)新技術(shù)之外，還設(shè)定了新標準，大程度提高生產(chǎn)效率。無論是小型設(shè)備還是對速度和準確性要求較高的復(fù)雜設(shè)備裝置，都一一適用。SIMATIC S7-1500 無縫集成到TIA博途中，提高了工程組態(tài)的效率。

　　西門子S7-400PLC高超的通訊能力和強大的集成接口使SIMATIC S7-400成為極適合諸如對整個系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)的較大任務(wù)過程控制器的理想選擇。CPU的分級使得性能的可擴展成為可能。 同時，對外設(shè)I/ O能力的擴展幾乎是無限的。而且，程序控制器信號模塊可以在系統(tǒng)運行中（熱插拔）進行插入和刪除操作，很容易進行系統(tǒng)擴展或模塊更換

　　西門子ET200SP是高度靈活可擴展的分布式I/O系統(tǒng)，通過PROFINET或者PROFIBUS將過程信號

２、閉環(huán)過程控制

以往對于過程控制的模擬量均采用硬件電路構(gòu)成的PID模擬調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)開、閉環(huán)控制。而現(xiàn)在*可以采用PLC控制系統(tǒng)，選用模擬量控制模塊，其功能由軟件完成，系統(tǒng)的精度由位數(shù)決定，不受元件影響，因而可靠性更高，容易實現(xiàn)復(fù)雜的控制和*進的控制方法，可以同時控制多個控制回路和多個控制參數(shù)。例如生產(chǎn)過程中的溫度、流量、壓力、速度等。

4、可編程序控制器的程序要簡明且可讀

用戶軟件的編寫是“平鋪直敘”，用戶軟件可看成是一個有序的“黑盒子”系列，每個“ 黑盒子”按照結(jié)構(gòu)化語言劃分，可分為幾種典型的語句。每個語句方式、手法可能十分單調(diào) ，但一定要明確。在設(shè)計與編寫這些語句時，若使用不易推理的邏輯關(guān)系太多，或者語 句因素太多，特殊條件太多，就會使人閱讀這些語句時十分難懂。因此，一個可編程控制器 的用戶軟件的可讀性，即編寫的軟件能為大多數(shù)人讀懂，能理解可編程控制器在執(zhí)行這個語 句時，“發(fā)生了什么”是十分重要的。每一段程序力求功能單一而流暢，這是軟件在使用和維護時的重要條件。

5、可編程序控制系統(tǒng)在硬件和軟件上的預(yù)置，有運行檢測的關(guān)鍵監(jiān)視條件

可編程序控制系統(tǒng)配置了彩色圖形工作站/屏幕監(jiān)視，但從價格及反映現(xiàn)場狀態(tài)的時間來看，屏幕監(jiān)視尚不方便。關(guān)鍵的故障，或者在關(guān)鍵的機械設(shè)備附近，可配置一些指示燈，它們可以用數(shù)字量輸出做成，用來監(jiān)視程序的正常運行，或用來調(diào)試程序，在指示燈旁配以功能標牌，可幫助操作人員確認可編程序控制系統(tǒng)的正常運行和及時反映故障。

6、設(shè)計大中型可編程序控制系統(tǒng)時不要耗盡它的硬件和軟件資源

對于設(shè)計的新系統(tǒng)，硬件上至少要保留15%左右的冗余，在軟件編制時，同樣要估計用戶軟件對計算機資源的需要與用量。尤其對中間繼電器，計數(shù)器/定時器的使用，要留有余地 。因為在調(diào)試和運行后，軟件總會被修改、補充，甚至重新編制。已編制的軟件讓人無法修改和完善，在工程上是不實際的。

7、合理地配置可編程序控制器系統(tǒng)的冗余

可編程序控制系統(tǒng)可能做出多種方式的冗余，中央處理器的雙機熱備、冷備冗余是常見的方式。另外，雙系統(tǒng)冗余，即中央處理器和全部的輸入、輸出、組網(wǎng)通信*冗余，其價格和實用性雖然在許多工程項目中難以被人接受，但在有毒、有害的化工生產(chǎn)環(huán)境這種冗余很有必要。在設(shè)計系統(tǒng)中，要使配置冗余方式較為經(jīng)濟而又實用，力求使故障縮小在本設(shè)備身上。不要因某一設(shè)備發(fā)生故障，引起工藝流程中相關(guān)設(shè)備運行或狀態(tài)受到?jīng)_擊。

以上闡述的幾個方面，是在可編程序控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計時，要格外重視的問題，只有在設(shè)計系統(tǒng)時，考慮周到，系統(tǒng)投入運行之后，設(shè)計人員才能少些遺憾。

它有兩組，用以實現(xiàn)啟動、停止控制。第二組僅一個END指令，用以 結(jié)束程序。  
       
梯形圖與助記符的對應(yīng)關(guān)系： 助記符指令與梯形圖指令有嚴格的對應(yīng)關(guān)系，而梯形圖的連線又可把指令的順序予以體現(xiàn)。一般講，其順序為：先輸入，后輸出（含其他處理）；先上，后下；先左，后右。有了梯形圖就可將其翻譯成助記符程序。上圖的助記符程序為：  
      地址     指令     變量  
      0000     LD     X000  
      0001     OR     X010  
      0002     AND NOT   X001  
    &nbs  
p; 0003     OUT     Y000  
0004     END       
反之根據(jù)助記符，也可畫出與其對應(yīng)的梯形圖。  
     梯形圖與電氣原理圖的關(guān)系：如果僅考慮邏輯控制，梯形圖與電氣原理圖也可建立起一定的對應(yīng)關(guān)系。如梯形圖的輸出（OUT）指令，對應(yīng)于繼電器的線圈，而輸入指令（如LD，AND，OR）對應(yīng)于接點，互鎖指令（IL、ILC）可看成總開關(guān)，等等。這樣，原有的繼電控制邏輯，經(jīng)轉(zhuǎn)換即可變成梯形圖，再進一步轉(zhuǎn)換，即可變成語句表程序。  
  有了這個對應(yīng)關(guān)系，用PLC程序代表繼電邏輯是很容易的。這也是PLC技術(shù)對傳統(tǒng)繼電控制技術(shù)的繼承。
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設(shè)計PLC控制系統(tǒng)時的故障防范

 在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)中，大量采用了可編程序控制系統(tǒng)，可編程序控制器能在惡劣的工作環(huán) 境下正常工作，但其構(gòu)成的控制系統(tǒng)由于設(shè)計、安裝、干擾等因素有時會出現(xiàn)故障。有些問 題是在系統(tǒng)設(shè)計時考慮不周造成的。根據(jù)實踐中的經(jīng)驗和教訓(xùn)，本文闡述可編程序控制系統(tǒng) 設(shè)計時應(yīng)注意的問題。

1、一個系統(tǒng)中使用的成熟技術(shù)至少應(yīng)占到75%以上

“成熟技術(shù)”一是經(jīng)過一定的生產(chǎn)實踐考驗的可編程控制器產(chǎn)品或類似設(shè)計，或者確定能在未來的生產(chǎn)實踐中，經(jīng)得起考驗；二是設(shè)計工作人員對于需要使用的技術(shù)要有經(jīng)驗或有掌握它的能力。設(shè)計與配置一個可編程序控制系統(tǒng)選用的技術(shù)與設(shè)計方案切實可行。因為一個生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)，一旦做出

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例說PLC編程語言的形式

的兩種編程語言，一是梯形圖，二是助記符語言表。采用梯形圖編程，因為它直觀易懂，但需要一臺個人計算機及相應(yīng)的編程軟件；采用助記符形式便于實驗，因為它只需要一臺簡易編程器，而不*昂貴的圖形編程器或計算機來編程。  
雖然一些高檔的PLC還具有與計算機兼容的C語言、BASIC語言、的高級語言（如西門子公司的GRAPH5、三菱公司的MELSAP），還有用布爾邏輯語言、通用計算機兼容的匯編語言等。不管怎么樣，各廠家的編程語言都只能適用于本廠的產(chǎn)品。  
     編程指令：指令是PLC被告知要做什么，以及怎樣去做的代碼或符號。從本質(zhì)上講，指令只是一些二進制代碼，這點PLC與普通的計算機是*相同的。同時PLC也有編譯系統(tǒng)，它可以把一些文字符號或圖形符號編譯成機器碼，所以用戶看到的PLC指令一般不是機器碼而是文字代碼，或圖形符號。常用的助記符語句用英文文字（可用多國文字）的縮寫及數(shù)字代表各相應(yīng)指令。常用的圖形符號即梯形圖，它類似于電氣原理圖是符號，易為電氣工作人員所接受。  
     指令系統(tǒng)：一個PLC所具有的指令的全體稱為該PLC的指令系統(tǒng)。它包含著指令的多少，各指令都能干什么事，代表著PLC的功能和性能。一般講，功能強、性能好的PLC，其指令系統(tǒng)必然豐富，所能干的事也就多。我們在編程之前必須弄清PLC的指令系統(tǒng)  
     程序：PLC指令的有序集合，PLC運行它，可進行相應(yīng)的工作，當(dāng)然，這里的程序是指PLC的用戶程序。用戶程序一般由用戶設(shè)計，PLC的廠家或代銷商不提供。用語句表達的程序不大直觀，可讀性差，特別是較復(fù)雜的程序，更難讀，所以多數(shù)程序用梯形圖表達。  
     梯形圖：梯形圖是通過連線把PLC指令的梯形圖符號連接在一起的連通圖，用以表達所使用的PLC指令及其前后順序，它與電氣原理圖很相似。它的連線有兩種：一為母線，另一為內(nèi)部橫豎線。內(nèi)部橫豎線把一個個梯形圖符號指令連成一個指令組，這個指令組一般總是從裝載（LD）指令開始，必要時再繼以若干個輸入指令（含LD指令），以建立邏輯條輸出類指令，實現(xiàn)輸出控制，或為數(shù)據(jù)控制、流程控制、通訊處理、監(jiān)控工作等指令，以進行相應(yīng)的工作。母線是用來連接指令組的。下圖是三菱公司的FX2N系列產(chǎn)品圖例：  
  

設(shè)計工具（Enginee2000/XP 系統(tǒng)下的高性能可視化系統(tǒng)