畢業(yè)設計---基于plc的回轉窯拖動系統(tǒng)技術研究與開發(fā)

1、<p><b>　　畢業(yè)設計（論文）</b></p><p><b>　　基于PLC的回轉窯</b></p><p>　　拖動系統(tǒng)技術研究與開發(fā)</p><p>　　學院（系） 電氣工程學院 </p><p>　　年級專業(yè) </p>

2、<p>　　學生姓名 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　專業(yè)負責人 </p><p>　　答辯日期 </p><p><b>　　摘 要</b>&l

3、t;/p><p>　　摘　要:可編程控制器(PLC) 是一種重要的、應用場合廣泛的工業(yè)控制器,它通過數(shù)字式或模擬式輸入輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。變頻調速具有高效率、寬范圍和高精度等特點,是目前運用最廣泛且最有發(fā)展前途的調速方式。</p><p>　　本文介紹了PLC 在回轉窯自動控制系統(tǒng)中的應用,以及該系統(tǒng)的硬件配置和功能。同時著重講述了PLC 軟件在回轉窯拖動系統(tǒng)中的對轉速的控制，再

4、結合當前先進的、成熟的電力電子器件、變頻器的技術、PLC的技術將回轉窯拖動系統(tǒng)完善起來,達到運行可靠、節(jié)能的目的，同時在實際使用中令系統(tǒng)具有較高的穩(wěn)定性、可靠性和實用性。</p><p>　　關鍵詞:PLC；變頻器；回轉窯；拖動系統(tǒng)；穩(wěn)定性；可靠性</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Abstract: P

5、rogrammable Logical Controller ( PLC) is an important and widely used industrial controller , which can control various machines and production processes by binary or analog input and output . Frequency Control of high e

6、fficiency, wide-range and high precision, and other characteristics, is the use of the most extensive and most promising way of speed. </p><p>　　In this paper, an application of PLC in an auto control system

7、 for the progress of the rotary kiln is introduced, and the system's hardware configuration and functions. At the same time focus on the PLC software in the rotary kiln system of drag on speed control, combined with

8、the advanced and mature power electronic devices, the frequency converter technology, PLC's technology will improve the rotary kiln drive system, to run Reliable and energy-saving purposes, while the actual use of th

9、e syst</p><p>　　Key words: PLC; Converter; the rotary kiln; drive system ；stability；reliability</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p&g

10、t;　　AbstractII</p><p>　　第1章 緒論錯誤！未定義書簽。</p><p>　　1.1 課題背景錯誤！未定義書簽。</p><p>　　1.1.1 錯誤！未定義書簽。</p><p>　　1.1.1.1 錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第2章 錯誤！未定義書簽。</p

11、><p>　　2.1 錯誤！未定義書簽。</p><p>　　第3章 錯誤！未定義書簽。</p><p>　　3.1 錯誤！未定義書簽。</p><p><b>　　結論54</b></p><p><b>　　參考文獻55</b></p><p&

12、gt;<b>　　致謝56</b></p><p><b>　　附錄156</b></p><p><b>　　附錄258</b></p><p>　　注：用Word自動生成論文目錄 </p><p>　　在論文模板上，全部輸入論文完畢要自動生成目錄時的操作步驟如下：1

13、、插入分隔符：把光標定位在正文最上方，單擊“插入”，選擇“分隔符”，在分隔符對話框的“分節(jié)符類型”處選中“下一頁”選項，單擊“確定”，這樣整篇文章分兩個節(jié)。第1節(jié)放目錄，第2節(jié)是正文。然后插入頁碼。 2、將光標置于擬加目錄處。3、點“插入/索引和目錄/目錄”，在出現(xiàn)界面上在顯示級別欄選定頂級別確定目錄是幾層；選擇“顯示頁碼”、“頁碼右對齊”及虛線樣式等。4、確定。至此，目錄在你指定位置已經(jīng)生成。已生成目錄的字體、間距等仍可以在目

14、錄中直接調整。</p><p>　?。ù蛴r此段文字刪除）</p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 系統(tǒng)簡介</b></p><p>　　現(xiàn)代水泥生產(chǎn)過程中，自動化占據(jù)著重要地位。它在保證生產(chǎn)安全可靠、提高產(chǎn)品質量及產(chǎn)量、降低能耗及成本、控制環(huán)境污染

15、、降低工人勞動強度、提高設備的運轉率及勞動生產(chǎn)率、實現(xiàn)科學的生產(chǎn)控制管理等方面都起著重要的作用。水泥工業(yè)自動化水平的提高，也為水泥生產(chǎn)新工藝的推廣和完善創(chuàng)造了條件。水泥生產(chǎn)工藝復雜，設備連鎖眾多，各種檢測信號相互影響，采用傳統(tǒng)的人工控制或繼電器儀表控制很難達到控制要求。如果生產(chǎn)線上的任何一臺設備出現(xiàn)故障停機，將影響整個生產(chǎn)線的運行，嚴重時會發(fā)生壓料、堵料，給生產(chǎn)帶來很大的損失。采用集散控制后，真正做到了控制分散，危險分散和管理集中。設備

16、出現(xiàn)故障后系統(tǒng)能夠按照預先編制好的程序自動停止相關設備，并發(fā)出聲光報警，提醒操作人員及時處理以免影響生產(chǎn)。對一些重要的參數(shù)和報表系統(tǒng)能夠自動生成歷史記錄和歷史趨勢，操作人員和技術人員可以隨時查詢歷史數(shù)據(jù)了解生產(chǎn)情況。通過對數(shù)據(jù)的統(tǒng)計和分析提出新工藝，新方法，不斷提高水泥的產(chǎn)量和質量?；剞D窯是水泥生產(chǎn)中的核心設備，在回轉窯中進廳生料嫩燒，進行熱能交換，在其內生料經(jīng)過一系列的化學和物理變化，最終形成固液體狀的熟料，是熟料生產(chǎn)的重要階段。而目

17、前,回轉</p><p>　　變頻調速具有高效率、寬范圍和高精度等特點,是目前運用最廣泛且最有發(fā)展前途的調速方式。結合當前先進的、成熟的電力電子器件、變頻器的技術、PLC的技術將回轉窯拖動系統(tǒng)完善起來,達到運行可靠、節(jié)能的目的。</p><p>　　1．2 水泥行業(yè)介紹</p><p>　　1．2．1 中國水泥工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　

18、　中國水泥工業(yè)歷經(jīng)百年滄桑，只有在建國后，特別是在改革開放20 年中，才獲得了真正的大發(fā)展。</p><p>　　世界水泥產(chǎn)量1999 年達到1542 億噸，其中中國就占了5.6億噸，絕對量不可謂不高，人均消費量也遠遠超出世界人均水平，甚至達到了一些發(fā)達國家目前的年度消費水平。從生產(chǎn)工藝和裝備制造等工業(yè)技術方面看，我國己基本上掌握了從1000 /10000t d 熟料的全套新型干法技術。通過改革開放20多年的實踐

19、，中國的現(xiàn)代化水泥工業(yè)己初見端倪。</p><p>　　但是，目前我國水泥工業(yè)面臨的主要問題是，代表當代主導窯型的新型干法技術在整個工業(yè)中的比例太低，還不到 20%。 80% 以上的窯型還屬于20、30 年代，40、50 年代和50 、60 年代的工藝技術，盡管做了些大的改進，但本質上無法脫胎換骨。如何把這個比例倒過來，是一項大的結構調整問題，將是中國水泥工業(yè)今后10 20 年內一項艱巨的歷史任務。此外，我國的人

20、均水泥累積消費量還不高，不到發(fā)達國家的一半。質量、環(huán)保、能源和勞動生產(chǎn)率等主要技術經(jīng)濟指標也與發(fā)達國家有相當大的差距。</p><p>　　1.2.2 水泥生產(chǎn)工藝</p><p>　　（1）水泥生產(chǎn)原燃料及配料</p><p>　　生產(chǎn)水泥的主要原料為石灰原料和粘土質原料，有時還要根據(jù)燃料品質和水泥品種，摻加校正原料以補充某些成分的不足，還可以利用工業(yè)廢渣作為水泥

21、的原料或混合材料進行生產(chǎn)。</p><p><b>　　1、 石灰石原料</b></p><p>　　石灰質原料是指以碳酸鈣為主要成分的石灰石、泥灰?guī)r、白堊和貝殼等。石灰石是水泥生產(chǎn)的主要原料，每生產(chǎn)一噸熟料大約需要1.3噸石灰石，生料中80%以上是石灰石。</p><p><b>　　2、 黏土質原料</b></p

22、><p>　　天然黏土質原料有黃土、黏土、頁巖、粉砂巖及河泥等。其中黃土和黏土用得最多。此外，還有粉煤灰、煤矸石等工業(yè)廢渣。黏土質為細分散的沉積巖，由不同礦物組成，如高嶺土、蒙脫石、水云母及其它水化鋁硅酸鹽。</p><p><b>　　3、 校正原料</b></p><p>　　當石灰質原料和黏土質原料配合所得生料成分不能滿足配料方案要求時（有的

23、 含量不足，有的 和 含量不足）必須根據(jù)所缺少的組分，摻加相應的校正原料</p><p>　　a.       硅質校正原料 含 80%以上</p><p>　　b.       鋁質校正原料 含 30%以上</p><p>　　c. &

24、#160;     鐵質校正原料 含 50%以上</p><p>　?。?） 新型干法水泥回轉窯生產(chǎn)工藝流程</p><p>　　水泥生產(chǎn)的共同特點就是“三磨一燒”，即以生料磨為中心的生料制備系統(tǒng)以回轉窯為中心的熟料燃燒系統(tǒng)和以水泥磨為中心的水泥制成系統(tǒng)。</p><p>　　圖 1 1 水泥工藝流程圖</p>

25、<p><b>　　1、破碎及預均化</b></p><p>　　a. 破碎 水泥生產(chǎn)過程中，大部分原料要進行破碎，如石灰石、黏土、鐵礦石及煤等。石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石是生產(chǎn)水泥用量最大的原料，開采后的粒度較大，硬度較高，因此石灰石的破碎在水泥廠的物料破碎中占有比較重要的地位。</p><p>　　破碎過程

26、要比粉磨過程經(jīng)濟而方便，合理選用破碎設備和和粉磨設備非常重要。在物料進入粉磨設備之前，盡可能將大塊物料破碎至細小、均勻的粒度，以減輕粉磨設備的負荷，提高黂機的產(chǎn)量。物料破碎后，可減少在運輸和貯存過程中不同粒度物料的分離現(xiàn)象，有得于制得成分均勻的生料，提高配料的準確性。</p><p>　　b. 原料預均化 預均化技術就是在原料的存、取過程中，運用科學的堆取料技術，實現(xiàn)原料的初步均化，使原料堆場同時具備貯存與均化的

27、功能。</p><p>　　原料預均化的基本原理就是在物料堆放時，由堆料機把進來的原料連續(xù)地按一定的方式堆成盡可能多的相互平行、上下重疊和相同厚度的料層。取料時，在垂直于料層的方向，盡可能同時切取所有料層，依次切取，直到取完，即“平鋪直取”。</p><p><b>　　意義：</b></p><p>　　a. 均化原料成分，減少質量波動，以利

28、于生產(chǎn)質量更高的熟料，并穩(wěn)定燒成系統(tǒng)的生產(chǎn)。</p><p>　　b.擴大礦山資源的利用，提高開采效率，最大限度擴大礦山的覆蓋物和夾層，在礦山開采的過程中不出或少出廢石。</p><p>　　c. 可以放寬礦山開采的質量和控要求，降低礦山的開采成本。</p><p>　　d. 對黏濕物料適應性強。</p><p>　　e. 為工廠提供長期穩(wěn)定

29、的原料，也可以在堆場內對不同組分的原料進行配料，使其成為預配料堆場，為穩(wěn)定生產(chǎn)和提高設備運轉率創(chuàng)造條件。</p><p><b>　　f.自動化程度高。</b></p><p><b>　　2、生料制備</b></p><p>　　水泥生產(chǎn)過程中，每生產(chǎn)1噸硅酸鹽水泥至少要粉磨3噸物料（包括各種原料、燃料、熟料、混合料、石

30、膏），據(jù)統(tǒng)計，干法水泥生產(chǎn)線粉磨作業(yè)需要消耗的動力約占全廠動力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占約3%，水泥粉磨約占40%。因此，合理選擇粉磨設備和工藝流程，優(yōu)化工藝參數(shù)，正確操作，控制作業(yè)制度，對保證產(chǎn)品質量、降低能耗具有重大意義。</p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　電動機通過減速裝置帶動磨盤轉動，物料通過鎖風喂料裝置經(jīng)

31、下料溜子落到磨盤中央，在離心力的作用下被甩向磨盤邊緣交受到磨輥的輾壓粉磨，粉碎后的物料從磨盤的邊緣溢出，被來自噴嘴高速向上的熱氣流帶起烘干，根據(jù)氣流速度的不同，部分物料被氣流帶到高效選粉機內，粗粉經(jīng)分離后返回到磨盤上，重新粉磨；細粉則隨氣流出磨，在系統(tǒng)收塵裝置中收集下來，即為產(chǎn)品。沒有被熱氣流帶起的粗顆粒物料，溢出磨盤后被外循環(huán)的斗式提升機喂入選粉機，粗顆粒落回磨盤，再次擠壓粉磨。</p><p><b&g

32、t;　　3、生料均化</b></p><p>　　新型干法水泥生產(chǎn)過程中，穩(wěn)定入窖生料成分是穩(wěn)定熟料燒成熱工制度的前提，生料均化系統(tǒng)起著穩(wěn)定入窖生料成分的最后一道把關作用。</p><p><b>　　均化原理：</b></p><p>　　采用空氣攪拌，重力作用，產(chǎn)生“漏斗效應”，使生料粉在向下卸落時，盡量切割多層料面，充分混合。

33、利用不同的流化空氣，使庫內平行料面發(fā)生大小不同的流化膨脹作用，有的區(qū)域卸料，有的區(qū)域流化，從而使庫內料面產(chǎn)生傾斜，進行徑向混合均化。</p><p><b>　　4、預熱分解</b></p><p>　　把生料的預熱和部分分解由預熱器來完成，代替回轉窯部分功能，達到縮短回窯長度，同時使窯內以堆積狀態(tài)進行氣料換熱過程，移到預熱器內在懸浮狀態(tài)下進行，使生料能夠同窯內排出的

34、熾熱氣體充分混合，增大了氣料接觸面積，傳熱速度快，熱交換效率高，達到提高窯系統(tǒng)生產(chǎn)效率、降低熟料燒成熱耗的目的。</p><p><b>　　工作原理：</b></p><p>　　預熱器的主要功能是充分利用回轉窯和分解爐排出的廢氣余熱加熱生料，使生料預熱及部分碳酸鹽分解。為了最大限度提高氣固間的換熱效率，實現(xiàn)整個煅燒系統(tǒng)的優(yōu)質、高產(chǎn)、低消耗，必需具備氣固分散均勻、換

35、熱迅速和高效分離三個功能。</p><p><b>　　a. 物料分散</b></p><p>　　換熱80%在入口管道內進行的。喂入預熱器管道中的生料，在與高速上升氣流的沖擊下，物料折轉向上隨氣流運動，同時被分散。</p><p><b>　　b. 氣固分離</b></p><p>　　當氣流攜帶

36、料粉進入旋風筒后，被迫在旋風筒筒體與內筒（排氣管）之間的環(huán)狀空間內做旋轉流動，并且一邊旋轉一邊向下運動，由筒體到錐體，一直可以延伸到錐體的端部，然后轉而向上旋轉上升，由排氣管排出。</p><p><b>　　c. 預分解</b></p><p>　　預分解技術的出現(xiàn)是水泥煅燒工藝的一次技術飛躍。它是在預熱器和回轉窯之間增設分解爐和利用窯尾上升煙道，設燃料噴入裝置，使

37、燃料燃燒的放熱過程與生料的碳酸鹽分解的吸熱過程，在分解爐內以懸浮態(tài)或流化態(tài)下迅速進行，使入窯生料的分解率提高到90%以上。將原來在回轉窯內進行的碳酸鹽分解任務，移到分解爐內進行；燃料大部分從分解爐內加入，少部分由窯頭加入，減輕了窯內煅燒帶的熱負荷，延長了襯料壽命，有利于生產(chǎn)大型化；由于燃料與生料混合均勻，燃料燃燒熱及時傳遞給物料，使燃燒、換熱及碳酸鹽分解過程得到優(yōu)化。因而具有優(yōu)質、高效、低耗等一系列優(yōu)良性能及特點。</p>

38、<p><b>　　4、水泥熟料的燒成</b></p><p>　　生料在旋風預熱器中完成預熱和預分解后，下一道工序是進入回轉窯中進行熟料的燒成。</p><p>　　在回轉窯中碳酸鹽進一步的迅速分解并發(fā)生一系列的固相反應，生成水泥熟料中的礦物。隨著物料溫度升高近 時，礦物會變成液相，溶解于液相中的 和 進行反應生成大量 （熟料）。熟料燒成后，溫度開始降低

39、。最后由水泥熟料冷卻機將回轉窯卸出的高溫熟料冷卻到下游輸送、貯存庫和水泥磨所能承受的溫度，同時回收高溫熟料的顯熱，提高系統(tǒng)的熱效率和熟料質量。</p><p><b>　　5、水泥粉磨</b></p><p>　　水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗電最多的工序。其主要功能在于將水泥熟料（及膠凝劑、性能調節(jié)材料等）粉磨至適宜的粒度（以細度、比表面積等表示），形成一定的

40、顆粒級配，增大其水化面積，加速水化速度，滿足水泥漿體凝結、硬化要求。</p><p><b>　　6、水泥包裝</b></p><p>　　水泥出廠有袋裝和散裝兩種發(fā)運方式。</p><p>　　1．3 系統(tǒng)的技術特點及應用前景</p><p>　　目前，回轉窯大都采用交流電機(或繞線電機串電阻)起動和調速。但是,這種

41、方式存在能耗高、運行維護費用高，自動化水平低，一旦出現(xiàn)問題檢修比較費時等缺點,影響回轉窯運轉率,使生產(chǎn)成本難以降低，風險性太大。變頻調速具有高效率、寬范圍和高精度等特點,是目前運用最廣泛且最有發(fā)展前途的調速方式。結合當前先進的、成熟的電力電子器件、變頻器的技術、PLC的技術將回轉窯拖動系統(tǒng)完善起來,達到運行可靠、節(jié)能的目的，勢必將成為現(xiàn)代水泥生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展趨勢。</p><p>　　現(xiàn)代水泥生產(chǎn)企業(yè)一般采用PLC

42、為主體的計算機集散控制系統(tǒng)（DCS），實現(xiàn)全廠自動化控制要求，以降低成本，提高運行可靠性，保證水泥生產(chǎn)設備的安全，增加直接經(jīng)濟效益。</p><p>　　1．4 系統(tǒng)的技術要求及研究內容</p><p>　　對回轉窯拖動系統(tǒng)進行比較全面的分析,并把交流電機變頻調速技術和PLC可編程序控制器應用于回轉窯控制系統(tǒng),完成回轉窯變頻調速系統(tǒng)基于PLC的硬件設計和軟件開發(fā)。</p>

43、<p>　　通過對西門子step-7的學習，完成回轉窯變頻調速系統(tǒng)的PLC程序的設計，并由plcsim軟件進行仿真，確定系統(tǒng)的可實施性。</p><p>　　1．5 對PLC控制系統(tǒng)的設計要求</p><p>　?。?） 最大限度地滿足被控對象的控制要求</p><p>　　充分發(fā)揮PLC的功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求，是設計PLC控制系統(tǒng)的首

44、要前提，這也是設計中最重要的一條原則。這就要求設計人員在設計前就要深入現(xiàn)場進行調查研究，收集控制現(xiàn)場的資料，收集相關先進的國內、國外資料。同時要注意和現(xiàn)場的工程管理人員、工程技術人員、現(xiàn)場操作人員緊密配合，擬定控制方案，共同解決設計中的重點問題和疑難問題。</p><p>　?。?） 保證PLC控制系統(tǒng)安全可靠</p><p>　　保證PLC控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制

45、系統(tǒng)的重要原則。這就要求設計者在系統(tǒng)設計、元器件選擇、軟件編程上要全面考慮，以確保控制系統(tǒng)安全可靠。例如：應該保證PLC程序不僅在正常條件下運行，而且在非正常情況下（如突然掉電再上電、按鈕按錯等），也能正常工作。</p><p>　?。?） 力求簡單、經(jīng)濟、使用及維修方便</p><p>　　一個新的控制工程固然能提高產(chǎn)品的質量和數(shù)量，帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，但新工程的投入、技術的培

46、訓、設備的維護也將導致運行資金的增加。因此，在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷地擴大工程的效益，另一方面也要注意不斷地降低工程的成本。這就要求設計者不僅應該使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟，而且要使控制系統(tǒng)的使用和維護方便、成本低，不宜盲目追求自動化和高指標。</p><p>　?。?） 適應發(fā)展的需要</p><p>　　由于技術的不斷發(fā)展，控制系統(tǒng)的要求也將會不斷地提高，設計時要適當考慮到今

47、后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。這就要求在選擇PLC、輸入/輸出模塊、I/O點數(shù)和內存容量時，要適當留有裕量，以滿足今后生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進。</p><p>　　第2章 PLC控制系統(tǒng)</p><p>　　2.1 PLC控制概述</p><p>　　自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取

48、代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發(fā)展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發(fā)揮著十分重要的作用。 </p><p>　　作為離散控的制的首選產(chǎn)品，PLC在二十世紀八十年代至九十年代得到了迅

49、速發(fā)展，世界范圍內的PLC年增長率保持為20%～30%。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC市場容量基數(shù)的不斷擴大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達國家的增長速度放緩。但是，在中國等發(fā)展中國家PLC的增長十分迅速。綜合相關資料，2004年全球PLC的銷售收入為100億美元左右，在自動化領域占據(jù)著十分重要的位置。 </p><p>　　PLC是由摸仿原繼電器控制原理發(fā)展起來的，二十世紀七十年代的PLC只有開關量邏輯控制，首先

50、應用的是汽車制造行業(yè)。它以存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和運算等操作的指令；并通過數(shù)字輸入和輸出操作，來控制各類機械或生產(chǎn)過程。用戶編制的控制程序表達了生產(chǎn)過程的工藝要求，并事先存入PLC的用戶程序存儲器中。運行時按存儲程序的內容逐條執(zhí)行，以完成工藝流程要求的操作。PLC的CPU內有指示程序步存儲地址的程序計數(shù)器，在程序運行過程中，每執(zhí)行一步該計數(shù)器自動加1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為END指令），然后

51、再返回起始步循環(huán)運算。PLC每完成一次循環(huán)操作所需的時間稱為一個掃描周期。不同型號的PLC，循環(huán)掃描周期在1微秒到幾十微秒之間。PLC用梯形圖編程，在解算邏輯方面，表現(xiàn)出快速的優(yōu)點，在微秒量級，解算1K邏輯程序不到1毫秒。它把所有的輸入都當成開關量來處理，16位（也有32位的）為一個模擬量。大型PLC使用另外一個CPU來完成模擬量的運算。把計算結果送給PLC的控制器。 </p><p>　　相同I/O點數(shù)的系統(tǒng)，

52、用PLC比用DCS，其成本要低一些（大約能省40%左右）。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比DCS要低很多。一個PLC的控制器，可以接收幾千個I/O點（最多可達8000多個I/O）。如果被控對象主要是設備連鎖、回路很少，采用PLC較為合適。PLC由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。 </p><p>　　近10年來，隨著PLC價格的不斷降低和用戶需求的不

53、斷擴大，越來越多的中小設備開始采用PLC進行控制，PLC在我國的應用增長十分迅速。隨著中國經(jīng)濟的高速發(fā)展和基礎自動化水平的不斷提高，今后一段時期內PLC在我國仍將保持高速增長勢頭。 </p><p>　　通用PLC應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現(xiàn)在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式

54、控制器。</p><p>　　2.2 PLC工作原理</p><p>　　2．2.1 PLC的組成</p><p>　　圖2-1 PLC組成框圖</p><p>　　2.2.2 PLC的CPU模塊</p><p>　　1、中央處理單元CPU</p><p>　　CPU是PLC的核心部件，由運算

55、器和控制器組成。主要用于：接收并存儲從編程器輸入的用戶程序；檢查編程過程是否出錯；進行系統(tǒng)診斷；解釋并執(zhí)行用戶程序；完成通信及外設的某些功能。</p><p><b>　　2、存儲器</b></p><p><b>　　存儲器有三種 。</b></p><p>　　系統(tǒng)程序存儲器。用于存放系統(tǒng)程序，這些程序在PLC出廠前

56、就已經(jīng)固化到只讀存儲器ROM中。第一部分為系統(tǒng)管理程序；第二部分為用戶指令解釋程序；第三部分為標準程序模塊與系統(tǒng)調用程序。</p><p>　　用戶程序存儲器。用于存儲PLC用戶的應用程序，在調試階段，用戶程序存放在讀寫存儲器RAM中，可由備用電池（一般為鋰電池）保存2～3年。</p><p>　　工作數(shù)據(jù)存儲器 。工作數(shù)據(jù)存儲器用來存儲工作數(shù)據(jù)，即用戶程序中使用的 ON/OFF 狀態(tài)、數(shù)

57、值數(shù)據(jù)等。</p><p>　　2.2.3 PLC的I/O模塊</p><p>　　輸入 / 輸出接口是 PLC 與外界連接的接口。 </p><p>　　輸入接口用來接收和采集兩種類型的輸入信號，一類是由按鈕、選擇開關、行程開關、繼電器觸點、接近開關、光電開關、數(shù)字撥碼開關等的開關量輸入信號。另一類是由電位器、測速發(fā)電機和各種變送器等來的模擬量輸入信號。 <

58、/p><p>　　輸出接口用來連接被控對象中各種執(zhí)行元件，如接觸器、電磁閥、指示燈、調節(jié)閥（模擬量）、調速裝置（模擬量）等。 </p><p><b>　　2.2.4 編程器</b></p><p>　　編程器是PLC最重要的外圍設備，是PLC不可缺少的部分。編程器的作用是輸入和編輯用戶程序、調試程序和監(jiān)控程序的執(zhí)行過程。</p>&

59、lt;p>　　編程器一般有兩種類型：簡易編程器和圖形編程器。簡易編程器體積小，便宜，使用方便，適合小型PLC，缺點是需聯(lián)機編程；圖形編程器是指帶有顯示屏的編程器，有液晶顯示（LCD）和陰極射線式（CRT）兩種，可用指令語句編程，也可用梯形圖編程，可聯(lián)機編程也可脫機編程，操作方便，功能強大，還可與打印機、繪圖儀等設備相連，但價格較高，適用于大型PLC。</p><p>　　隨著PLC聯(lián)網(wǎng)功能增強，出現(xiàn)了第三種

60、編程方式，即計算機輔助編程。由于計算機的參與，用PLC編程軟件編程的工作效率和編程量遠非前兩種編程器可比，因此，越來越多的用戶更愿意采用這種編程方式。 </p><p>　　2.2.5 PLC的工作原理</p><p>　　PLC有兩種工作狀態(tài)，即運行（RUN）狀態(tài)和停止（STOP）狀態(tài)。</p><p>　　在運行狀態(tài)，PLC通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)控

61、制功能。為了使PLC的輸出及時地響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次，而是反復不斷地重復執(zhí)行，直到PLC停機或切換到STOP工作狀態(tài)。</p><p>　　除了執(zhí)行用戶程序外，每次循環(huán)過程中，PLC不還要完成內部處理、通信處理等工作，一次循環(huán)可分為5 個階段，</p><p><b>　　如圖2-2所示。</b></p><p>

62、　　PLC的這種周而復始的循環(huán)工作</p><p>　　方式稱為掃描工作方式。</p><p>　　2.2.6 掃描周期</p><p>　　在工作狀態(tài)下，執(zhí)行一次圖2-2所示的</p><p>　　掃描操作所需的時間稱為掃描周期。</p><p>　　其典型值為1-100ms。</p><p>

63、;　　1.輸入采樣階段。 </p><p>　　PLC 首先掃描所有輸入端子，并將各</p><p>　　輸入狀態(tài)存入內存中各對應的輸入映像寄存器中。</p><p>　　此時，輸入映像寄存器被刷新。接著進</p><p>　　入程序執(zhí)行階段，此時輸入影響寄存器與外界隔離，</p><p>　　無論輸入信號如何變化，其

64、內容保持不變，直到下</p><p><b>　　一個掃描周期的輸入</b></p><p>　　采樣階段，才重新寫入輸入端的新內容。 </p><p>　　2 ．程序執(zhí)行階段。 圖2-2</p><p>　　根據(jù) PLC 梯形圖程序”先左后右，先上后下”</p><

65、p>　　掃描原則進行逐句掃描。但遇到程序跳轉指令，則根據(jù)跳轉條件是否滿足來決定程序的跳轉地址。當指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時， PLC 就從輸入映像寄存器“讀入”上一階段采入的對應輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對應元件 ( “軟繼電器” ) 的當前狀態(tài)。然后，進行相應的運算，運算結果再存入元件映像寄存器中。對元件映像寄存器來說，每一個元件 ( “軟繼電器” ) 的狀態(tài)會隨著程序執(zhí)行過程而變化。 </p><

66、;p>　　3 ．輸出刷新階段。</p><p>　　在所有指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)（接通 / 斷開）在輸出刷新階段轉存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，驅動外部負載。</p><p>　　2.2.7 輸入輸出滯后時間</p><p>　　輸入輸出滯后時間又稱系統(tǒng)響應時間，是指PLC的外部輸入信號發(fā)生變化的時間到它的控制的有關外部輸出

67、信號發(fā)生變化的時刻之間的時間間隔，它由輸入電路的濾波時間、輸出電路的滯后時間和因掃描工作方式的滯后時間三部分組成。</p><p>　　滯后時間與模塊的類型有關。繼電器輸出電路的滯后時間一般在10ms左右，雙向可控硅型輸出電路在負載接通時的滯后時間為1ms，負載斷開時的最大滯后時間為10ms，晶體管型輸出電路的滯后時間一般在1ms左右。</p><p>　　由掃描工作方式引起的滯后時間最長

68、可達2個掃描周期。</p><p>　　2.3 PLC控制系統(tǒng)的應用特點</p><p>　　1．可靠性高，抗干擾能力強 </p><p>　　高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已

69、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。在應用軟件中，應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以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)將極高的可靠性。 </p><p>　　2．配套齊全，功能完善，適用性強 </p><p>　　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

70、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)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。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通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。 </p><p>　　3．易學易用，深受工程技術人員歡迎 </p><p>　　PLC是面向工礦企業(yè)的工控設備。它

71、接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人從事工業(yè)控制打開了方便之門。 </p><p>　　4．系統(tǒng)的設計，工作量小，維護方便，容易改造 </p><p>　　2.4 西門子PLC</p><p>　　2.4.1 西門子PLC種類</p><p

72、>　　SIEMENS PLC在中國的產(chǎn)品，根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有 S7-200 S7-300 和S7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。</p><p><b>　　（1）S7-200</b></p><p>　　針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它最多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，

73、它的網(wǎng)絡聯(lián)接有RS-485通訊接口和Profibus兩種，可通過編程器PG訪問所有模塊，帶有電源、CPU和I/O的一體化單元設備。</p><p>　　其中的擴展模塊（EM）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（DI）——24VDC 和 120/230VAC；數(shù)字量輸出（DO）——24VDC 和 繼電器；模擬量輸入模塊（AI）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流

74、。   還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（CP）——該塊的功能是可以把S7-200作為主站連接到AS-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過AS-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展S7-200的輸入和輸出點數(shù)。</p><p><b>　　CPU設計   </b></p><p>　　有3種

75、手動選擇操作模式：STOP——停機模式，不執(zhí)行程序；TERM——運行程序，可以通過編程器進行讀/寫訪問；RUN——運行程序，通過編程器僅能進行讀操作。</p><p>　　狀態(tài)指示器（LED）：SF——系統(tǒng)錯誤或（和）CPU內部錯誤；RUN——運行模式，綠燈；STOP——停機模式，黃燈；DP——分布式I/O（僅對CPU-215）。</p><p>　　存儲器卡——用來在沒電的情況下不需要電

76、池就可以保存用戶程序。PPI口用來連接編程設備、文本顯示器或其他CPU。</p><p><b>　　（2）S7-300</b></p><p>　　相比較S7-200，S7-300針對的是中小系統(tǒng)，他的模塊可以擴展多達32個模塊，背板總線也在模塊內集成，它的網(wǎng)絡連接已比較成熟和流行，有MPI（多點接口）、Profibus和工業(yè)以太網(wǎng)，使通訊和編程變的簡單和多選性，并

77、可以借助于HWConfig工具可以進行組態(tài)和設置參數(shù)。</p><p>　　S7-300的模塊稍微多一點，除了信號模塊（SM）和200的EM模塊同類型之外，它還有接口模塊（IM）——用來進行多層組態(tài)，把總線從一層傳到另一層；占位模塊（DM）——為沒有設置參數(shù)的信號模塊保留一個插槽或為以后安裝的接口模塊保留一個插槽；功能模塊（FM）——執(zhí)行特殊功能，如計數(shù)、定位、閉環(huán)控制相當于對CPU功能的一個擴展或補充；通訊處理

78、器（CP）——提供點對點連接、Profibus和工業(yè)以太網(wǎng)。</p><p><b>　　CPU設計</b></p><p>　　模式選擇器有：MRES=模塊復位功能；STOP=停止模式，程序不執(zhí)行；RUN=程序執(zhí)行，編程器只讀操作；RUN-P=程序執(zhí)行，編程器可讀寫操作。</p><p>　　狀態(tài)指示器：SF，BATF=電池故障；DC5V=內

79、部5 V DC電壓指示；FRCE=表示至少有一個輸入或輸出被強制；RUN=當CPU啟動時閃爍，在運行模式下常亮；STOP=在停止模式下常亮，有存儲器復位請求時慢速閃爍，正在執(zhí)行復位時快速閃爍。</p><p>　　MPI接口用來連接到編程設備或其他設備，DP接口用來直接連接到分布式I/O。</p><p><b>　?。?）S7-400</b>&l

80、t;/p><p>　　同300的區(qū)別主要是規(guī)模和性能上更強大，啟動類型有冷啟動（CRST）和熱啟動（WRST）之分，其他基本一樣。另外，它還有一個外部的電池電源接口，當在線更換電池時可以向RAM提供后備電源。</p><p><b>　　編程設備</b></p><p>　　編程設備主要有PG720 PG740 PG760——可

81、以理解成裝有編程軟件的手提電腦；也可以直接用安裝有STEP7（SIEMENS的編程軟件）的PC來完成。而實現(xiàn)通訊（要編程首先要和PLC的CPU通訊上）的要求主要在于接口：1.可以在PC上裝CP5611卡——上面有MPI口，可用電纜直接連接。2.加個PC適配器，把MPI口轉換成RS-232口后接到PC上。3.PLC加CP343卡，使它具有以太網(wǎng)口。</p><p>　　2.4.2 西門子STEP7</p>

82、;<p>　　每個自動化過程都是由許多較小的部分和子過程組成，所以工程建立的第一個任務是分解子任務。而每個子任務定義了自動化系統(tǒng)要完成的硬件和軟件要求。其中硬件包括輸入/輸出數(shù)目和類型，對應模塊序號和類型，所用機架號，CPU型號和容量，HMI（人機界面）系統(tǒng)，網(wǎng)絡系統(tǒng)。軟件方面主要是程序結構，自動化過程中的數(shù)據(jù)管理，組態(tài)數(shù)據(jù)、通訊數(shù)據(jù)及程序和項目文檔。在SIEMENS的S7中，上述工作都在項目管理（SIMATIC 

83、;管理器），包括必須的硬件（+組態(tài)），網(wǎng)絡（+組態(tài)），所有程序和自動化解決方案的數(shù)據(jù)管理。F1在線幫助。</p><p>　　圖2-3 西門子組合硬件和軟件</p><p>　　SIMATIC管理器管理STEP 7項目，編寫 STEP 7用戶程序的工具，有梯形圖LAD，語句表STL，和功能塊圖FBD，編程語言。利用編程器或外部編程器可以把用戶程序保存到EPRO

84、M卡上。</p><p>　　SIMATIC管理器是一個在線/離線編輯S7對象的圖形化用戶界面，這些對象包括項目、用戶程序、快、硬件站和工具。此管理器的用戶界面中工具條和WINDOWS差不多，就是多了幾個PLC菜單——顯示訪問節(jié)點、存儲器卡、下載、仿真模塊。</p><p>　　STEP 7項目結構：項目中，數(shù)據(jù)以對象形式存儲，按樹型結構組織。第一級：包含項目圖表，每個項目代表和

85、項目存儲有關的一個數(shù)據(jù)結構。第二級：站（如S7-300）用于存放硬件組態(tài)和模塊參數(shù)等信息，站是組態(tài)硬件的起點。</p><p>　　S7程序文件夾是編寫程序的起點，所有S7系列的軟件均放在S7程序文件夾下，它包含程序塊文件和源文件夾。</p><p>　　SIMATIC的網(wǎng)絡圖表（MPI、Profibus、工業(yè)以太網(wǎng)）</p><p>　　第三級和其他級：和上級對象

86、類型有關。</p><p>　　編程器可離線/在線查看項目——OFFLINE：編程器硬盤上的內容；ONLINE：通過網(wǎng)線從PLC讀到的內容。</p><p>　　菜單選項： 在OPTIONS-CUSTOMIZE  設置語言、助記符、常用特性（存儲位置、系統(tǒng)信息顯示）。</p><p>　　創(chuàng)建一個項目：FILE  N

87、EW  NEW PROJECT</p><p>　　插入 S7程序塊：INSERT  PROGRAM S7 PROGRAM</p><p>　　插入 S7 塊： INSERT S7 BLOCK 然后可選：1：組織塊（OB）被操作系統(tǒng)調用，他們是操作系統(tǒng)

88、和用戶程序的接口。 2：功能FC和功能塊FB是實際的用戶程序利用他們可以 把復雜的程序分解成小的，易于調試的單元。3：數(shù)據(jù)塊存儲用戶的數(shù)據(jù)。選擇所需塊類型后，會打開一個屬性對話框，其中可輸入塊序號和要使用的編程語言，及其他設置。補充一下：</p><p>　　1、內存總清——MRES=MEMORY RESET，經(jīng)過MRES的模塊相當于一個新模塊，所以請務必謹慎。方法是：放在MRES

89、足夠時間，到STOP指示燈閃2下；彈回到STOP再迅速放到MRES，此時STOP快速閃6下——內存清空，將刪除所有用戶程序數(shù)據(jù)，硬件測試和初始化，如果此時裝有EPROM卡，把卡內容COPY到內部RAM區(qū)。</p><p>　　2、SIEMENS的信號模塊（SM）結構設計，接線非常方便，更換摸板無需接線（可拔下來）。固定方式有彈簧和螺釘連接兩種。</p><p>　　3、對于軟件的授權：在光

90、盤安裝后以后，一定要用軟盤（權盤）授權，對于重裝系統(tǒng)或軟件的，一定要先”收回“權到軟盤以后，才進行，以便重裝以后再次授權，否則只能聯(lián)系西門子了。</p><p>　　2.4.3硬件組態(tài)和存儲器概念</p><p>　　裝載存儲器是一個可編程模塊，它包括建立在編程設備上的裝載對象（邏輯塊、數(shù)據(jù)塊和其他信息），它可以是存儲器卡或內部集成的RAM。存儲器卡一般有兩種，其中，當采用RAM存儲器卡時

91、，系統(tǒng)必須配備電池，當采用Flash EPROM存儲器卡時，則斷電不會丟失，但內部RAM中的數(shù)據(jù)仍需電池保持。工作存儲器僅包含和運行時間使用的程序和數(shù)據(jù)，RAM工作存儲器集成在CPU中，通過后備電池保持。系統(tǒng)存儲器包括過程映象輸入和輸出表（PII，PIQ），位存儲器，定時器，計數(shù)器和局部堆踐。保持存儲器是非揮發(fā)的RAM，即使沒有安裝后備電池也可用來保持某些數(shù)據(jù)，設置CPU參數(shù)時要指定保持的區(qū)域。</p><

92、p>　　從上述概念可知，假如我們在線修改程序，被修改的塊存放在工作存儲器中，當把程序上載到編程器時，就從工作存儲器傳到編程器。由于斷電會導致RAM數(shù)據(jù)的丟失，所以假如要安全保存被修改的程序，就必須保存在FEPROM或硬盤上。</p><p>　　一些概念：組態(tài)就是指在硬件組態(tài)的站窗口中分配機架、塊可分布式I/O，可從硬件目錄中選擇部件；參數(shù)分配就是建立可分配參數(shù)模塊的特性，例如啟動特性、保持區(qū)等；設定組態(tài)就

93、是設定好的硬件組態(tài)和參數(shù)分配；實際組態(tài)指已存在的實際組態(tài)和參數(shù)分配，一般是在已裝配的系統(tǒng)中，從PLC的CPU中讀出來的。</p><p><b>　　組態(tài)過程：</b></p><p>　　啟動硬件組態(tài)：新建一個項目（PROJECT），選擇該項目，并插入（INSERT）一個站（STATION），在SIMATIC管理器中選擇硬件站（HARDWARE）雙擊OPEN即可，我

94、們同時可以打開硬件目錄——VIEW-CATALOG，如果選擇標準硬件目錄庫，它會提供所有的機架、模塊和接口模塊。</p><p>　　產(chǎn)生硬件組態(tài)：主要選擇機架，指定模塊如何在機架擺放。具體是：</p><p>　　1、  在硬件目錄中打開一個SIMATIC300站的RACK-300（例如是300），雙擊或拖到左邊窗口。這樣在左邊的窗口中就出現(xiàn)兩個機架表：上面的部分顯示

95、一個簡表，下面的部分顯示帶有定貨號、MPI地址和I/O地址的詳細信息。</p><p>　　2、  電源：雙擊或拖拉目錄中的“PS-300”模塊，放到表中的一號槽位上。</p><p>　　3、  CPU：從CPU-300的目錄中選擇你所配置的CPU，列入2號槽位。</p><p>　　4、  3號槽—一般

96、接口模塊保留（用于多層組態(tài)），在實際配置中，如果這個位置要保留以后安裝接口模塊，在安裝時就必須插入一個占位模塊。</p><p>　　5、  信號模塊：從4號槽位開始最多可以插入八塊信號模塊（SM卡），包括通訊處理器（CP）和功能模塊（FM）。</p><p>　　CPU——屬性包括通用屬性General（主要提供模塊的類型，位置和MPI地址—如果要把幾個PLC通過MP

97、I接口組成網(wǎng)絡，每個CPU分配不同的MPI地址）；啟動項目START.UP（主要選擇三種啟動方式，HOT—從斷電時的語句，也就是程序斷電處開始，WARM—從頭，也就是程序第一步開始，COLD—冷啟動；監(jiān)視時間包括從模塊讀準備的信息時間和傳遞參數(shù)到模塊的時間；可保存數(shù)量Retentive Memory：用來指定當出現(xiàn)斷電或從STOP到RUN切換時需要保持的存儲器區(qū)域；循環(huán)/時鐘存儲器；保護功能（設定鑰匙權限和各種級別及口令）；診

98、斷/時鐘。</p><p>　　保存下載及上傳：經(jīng)過上述設置以后，我們就可以保存、編譯、一致性檢查后，把設定組態(tài)下載到PLC中。當然，對實際運行的PLC，我們也可以通過上傳（Upload Station）把實際組態(tài)讀到編程器。</p><p>　　硬件診斷及組態(tài)中可能出現(xiàn)的問題：在SIMATIC管理器中可以用PLC-Diagnose Hardware來獲得PLC的診斷狀

99、態(tài)。在實際組態(tài)過程中最可能出現(xiàn)的問題是以下幾點：</p><p>　　1、在S7-300中，組態(tài)中有空位置，此時組態(tài)不能編譯通過；</p><p>　　2、不正確的CPU（例如：是CPU 315-2DP，不是CPU 314）此時組態(tài)不能下載；</p><p>　　3、模擬量模塊分配到不正確的槽位置，此時CPU會因為參數(shù)分配錯誤進入STOP模式；&

100、lt;/p><p>　　4、模擬量模塊不正確的測量范圍，導致模擬量模塊組態(tài)錯誤。</p><p><b>　　2.4.4塊的編輯</b></p><p>　　STEP 7編程語言：LAD 梯形圖/FBD功能塊圖/STL語句表，更加豐富，更加靈活，但對初學者比較難以理解，當然某些語言不能用LAD表達。</p><

101、;p>　　塊編輯的啟動：選擇所需編程語言，雙擊打開需編輯的塊，如OB1或FC1等。當采用LAD或FBD編程語言時，可用工具條來插入簡單的程序文件，當采用STL，則可用在線幫助得到有關語言的語法和功能——HELP-Help on STL。</p><p>　　編程器組成：聲明表：屬于塊，為塊聲明變量和參數(shù)；代碼區(qū)：包含程序本身；編程元件：可選打開或關閉，內容依賴于所選擇的編程語言，雙擊插入

102、或拖拉插入。</p><p>　　VIEW菜單：可切換到另一種語言，并可實現(xiàn)LAD/FBD/STL之間的轉換，要知道，LAD/FBD轉換成STL的，在語句表中可能不是最有效程序。而STL轉換成其他則不一定行，轉換不了的仍用語句表示，轉換過程絕不會丟失程序。</p><p>　　OB1塊——主循環(huán)塊，絕對不能改名或刪除，它是由操作系統(tǒng)循環(huán)調用，可以訪問其他的S7程序塊，它包括自身程序和其他塊

103、的調用。所以，當我們編輯好一個塊以后，如FC1，為了讓新塊集成在CPU中的循環(huán)程序中，必須在OB1中調用。即在OB1中CALL F1。 子程序（新塊FC 1）執(zhí)行的條件有以下三個：已經(jīng)下載到PLC中，必須在OB1調用，PLC處于運行狀態(tài)。 下載到實際的PLC時，我們可以選擇所有塊或其中的一個或幾個，再Download到PLC中。</p><p>　　程序的執(zhí)行過程：當PLC

104、得電或從STOP切換到RUN模式，CPU會執(zhí)行一次全啟動（使用OB100）在全啟動期間，操作系統(tǒng)清除非保持位存儲器、定時器和計數(shù)器，刪除中斷堆箋和塊堆箋，復位所有保存的硬件中斷，并啟動掃描循環(huán)監(jiān)視時間。</p><p>　　CPU的循環(huán)操作包括三個主要部分：CPU檢查輸入信號的狀態(tài)并刷新過程影象輸入表（PII..）；執(zhí)行用戶程序，也就是OB1中的程序及一些事件（中斷等）；把過程輸出影象輸出表（PIQ）寫到輸出模塊

105、。上面所提到的PII/PIQ是CPU中特定的存儲器，用來保存輸入模塊/輸出模塊的信號，在用戶程序中檢查時，可以保證在一個掃描周期內為同樣的信號狀態(tài)。</p><p>　　程序結構：上面曾經(jīng)提到過，一個比較簡單的程序，我們可以不用各種子程序塊（如FC.FB），而是直接把整個程序直接寫在一個塊上（通常是OB1主塊上），CPU逐條的處理指令，我們稱這種叫線形編程；而對稍微有點復雜的程序，我們可以把它分成幾個塊，每塊包含

106、處理一部分任務的程序，在每一個塊中可以進一步分解、成幾個段，可以為相同類型的段生成段模塊，組織塊OB1包含按順序調用其他塊的指令，我們把這種方法叫分塊編程；另外，對可重復使用的功能裝入單個塊中，OB1（或其他塊）調用這些塊并傳遞相關參數(shù)，這種方法叫結構化編程。用戶塊（程序塊）包括程序代碼和用戶數(shù)據(jù)，在結構化程序中，一些塊循環(huán)調用處理，一些塊需要時才調用。程序塊共有組織塊（OB）、功能塊（FB）、功能（FC）、系統(tǒng)功能塊（SFB）和系統(tǒng)功

107、能（FC）5種，其中系統(tǒng)塊是在CPU操作系統(tǒng)中預先定義好的功能和功能塊，這些塊不占用用戶程序空間。</p><p>　　SIEMENS的模塊地址：在不帶DP口的S7-300和不組態(tài)的S7-400采用固定槽位編址，使用帶DP口的S7-300和S7-400，可以分配模塊的起始地址。但要注意，由于CPU存儲器復位后，參數(shù)和地址會丟失，這就意味著所有地址都回到和槽位有關的地址或是缺省地址。我們還是以S7-300為例，在S

108、7-300中，機架上的插槽號簡化了模塊地址，模塊的第一個地址由機架上的模塊地址決定。一般槽1給電源，槽2是CPU，槽3為IM（接口模板）所用，4~11為I/O卡、CP卡和FM卡。他們的固定地址就是為每個槽位保留4個字節(jié)——就是說，槽4（第一塊I/O卡），地址為0.0~3.7（共32位），槽5（第二塊I/O卡）地址為4.0~7.7，假設第一卡是DI，那么他們的地址就是I0.0、I0.1、、、I3.7，若第二卡為DO卡，地址為Q4.0、Q4

109、.1、、、、Q7.7，請注意，當使用16通道的DI/DO模塊時，每個槽位就會失去兩個字節(jié)（16位）。</p><p><b>　　2.4.5 指令 </b></p><p><b>　?。?）基本邏輯指令</b></p><p>　　與 &（FBD） A（STL） （AND指

110、令）</p><p>　　或 >=1(FBD) O (STL) (OR指令)</p><p>　　異或 XOR（FBD） X（STL） （XOR指令）</p><p>　　注意：異或操作是指：當兩個信號中僅有一個滿足時，輸出狀態(tài)才是“1”，這個指令不能使用于多個地址的異或邏輯操作（N個中有一

111、個1時才是1），所以三個及三個以上的異或指令，舊的RLO（邏輯操作結果）和另一個輸入作異或運算。</p><p><b>　　賦值語句 =</b></p><p>　　置位 S 光是置位，一直保持到它被另一個指令復位為止。</p><p>　　復位 R 光是復位，一直保持到它被另一個指令置位為止