西門子S7-200EM DR32

時(shí)間：2019-02-17作者：湖南暢富科技有限公司瀏覽：184

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輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新--再輸入刷新--再運(yùn)行用戶程序--再輸出刷新……**停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著。 
圖1.1所示的流程圖反映的就是上述過程。它也反映了信息的時(shí)間關(guān)系。
有了上述過程，用PLC實(shí)現(xiàn)控制顯然是可能的。因?yàn)椋河辛溯斎胨⑿?，可把輸入電路監(jiān)控得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區(qū)；經(jīng)運(yùn)行用戶程序，輸出映射區(qū)將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區(qū)的狀態(tài)，并通過輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出。又由于這個(gè)過程是**停止地循環(huán)反復(fù)地進(jìn)行著，所以，輸出總是反映輸入的變化的。只是響應(yīng)的時(shí)間上，略有滯后。當(dāng)然，這個(gè)滯后不宜太大，否則，所實(shí)現(xiàn)的控制不那么及時(shí)，也就失去控制的意義。
為此，PLC的工作速度要快。速度快、執(zhí)行指令時(shí)間短，是PLC實(shí)現(xiàn)控制的基礎(chǔ)。事實(shí)上，它的速度是很快的，執(zhí)行一條指令，多的幾微秒、幾十微秒，少的才零點(diǎn)幾，或零點(diǎn)零幾微秒。而且這個(gè)速度還在不斷提高中。   ① 控制邏輯：繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)及延時(shí)繼電器的滯后動(dòng)作等組合成控制邏輯，其連線多而復(fù)雜，體積大，功耗大，一旦系統(tǒng)構(gòu)成后，想再改變或增加功能都很困難。另外繼電器觸點(diǎn)數(shù)目有限，每只一般只有4～8對(duì)觸點(diǎn)，因此靈活性和擴(kuò)展性都很差。而PLC采用存儲(chǔ)邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中，要改變控制邏輯，只需改變程序，故稱為“軟接線”，其連線少，體積小，加之PLC中每只軟繼電器的觸點(diǎn)數(shù)理論上無(wú)限制，因此靈活性和擴(kuò)展性都很好。PLC由中大規(guī)模集成電路組成，功耗小。
     ② 工作方式：當(dāng)電流接通時(shí)，繼電控制線路中各繼電器都處于受約狀態(tài)，即該吸合的都應(yīng)吸合，不該吸合的都因受某種條件限制不能吸合。而PLC的控制邏輯中，各繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通之中，從宏觀上看，每個(gè)繼電器受制約接通的時(shí)間是短暫的。
     ③ 控制速度：繼電控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制，工作頻率低。觸點(diǎn)的開閉動(dòng)作一般在幾十毫秒數(shù)量級(jí)。另外機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來實(shí)現(xiàn)控制的，速度較快，一般一條用戶指令的執(zhí)行時(shí)間在微秒數(shù)量級(jí)。PLC內(nèi)部還有嚴(yán)格的同步，不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問題。
     ④ **控制：繼電控制邏輯利用時(shí)間繼電器的滯后動(dòng)作進(jìn)行**控制。時(shí)間繼電器一般分為空氣阻尼式、電磁式、半導(dǎo)體式等，其定時(shí)精度不高，定時(shí)時(shí)間易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難。有些特殊的時(shí)間繼電器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便維護(hù)。
        PLC使用半導(dǎo)體集成電路作定時(shí)器，時(shí)基脈沖由晶體振蕩器產(chǎn)生，精度相當(dāng)高，定時(shí)范圍一般從0.1 s到若干分鐘甚至較長(zhǎng)，用戶可根據(jù)需要在程序中設(shè)定定時(shí)值，然后由軟件和硬件計(jì)數(shù)器來控制定時(shí)時(shí)間，定時(shí)精度小于10 ms且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響。
     ⑤ 計(jì)數(shù)控制：PLC能實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)功能，而繼電控制邏輯一般不具備計(jì)數(shù)控制功能。
        ⑥ 設(shè)計(jì)與施工：使用繼電控制邏輯完成一項(xiàng)控制工程，其設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行，周期長(zhǎng)，而且修改困難。工程越大，這一點(diǎn)就越**。而用PLC完成一項(xiàng)控制工程，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成以后，現(xiàn)場(chǎng)施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)(包括梯形圖和程序設(shè)計(jì))可以同時(shí)進(jìn)行，周期短，且調(diào)試和修改都很方便。

圖1.1所示的過程是簡(jiǎn)化的過程，實(shí)際的PLC工作過程還要復(fù)雜些。除了I/O刷新及運(yùn)行用戶程序，還要做些公共處理工作。
公共處理工作有：循環(huán)時(shí)間監(jiān)控、外設(shè)服務(wù)及通訊處理等。
監(jiān)控循環(huán)時(shí)間的目的是避免"死循環(huán)"，避免程序不能反復(fù)不斷地重復(fù)執(zhí)行。辦法是用"看門狗"（Watchingdog）。只要循環(huán)**時(shí)，它可報(bào)警，或作相應(yīng)處理. 
外設(shè)服務(wù)是讓PLC可接受編程器對(duì)它的操作，或通過接口向輸出設(shè)備如打印機(jī)輸出數(shù)據(jù). 
通訊處理是實(shí)現(xiàn)PLC與PLC，或PLC與計(jì)算機(jī)，或PLC與其它工業(yè)控制裝置或智能部件間信息交換的。這也是增強(qiáng)PLC控制能力的需要。 
也就是說，實(shí)際的PLC工作過程總是：公共處理--I/O刷新--運(yùn)行用戶程序--再公共處理--……反復(fù)不停地重復(fù)著。
1.3可編程控制器實(shí)現(xiàn)控制的方式 
用這種不斷地重復(fù)運(yùn)行程序?qū)崿F(xiàn)控制稱掃描方式。是用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制的一種方式。此外，計(jì)算機(jī)用于控制還有中斷方式。在中斷方式下，需處理的控制先申請(qǐng)中斷，被響應(yīng)后正運(yùn)行的程序停止運(yùn)行，轉(zhuǎn)而去處理中斷工作（運(yùn)行有關(guān)中斷服務(wù)程序）。待處理完中斷，又返回運(yùn)行原來程序。哪個(gè)控制需要處理，哪個(gè)就去申請(qǐng)中斷。哪個(gè)不需處理，將不被理睬。顯然，中斷方式與掃描方式是不同的。 
在中斷方式下，計(jì)算機(jī)能得到充分利用，緊急的任務(wù)也能得到及時(shí)處理。但是，如果同時(shí)來了幾個(gè)都要處理的任務(wù)該怎么辦呢？**級(jí)高的還好辦，低的呢？可能會(huì)出現(xiàn)照顧不到之處。所以，中斷方式不大適合于工作現(xiàn)場(chǎng)的日常使用。 
但是，PLC在用掃描方式為主的情況下，也不排斥中斷方式。即，大量控制都用掃描方式，個(gè)別急需的處理，允許中斷這個(gè)掃描運(yùn)行的程序，轉(zhuǎn)而去處理它。這樣，可做到所有的控制都能照顧到，個(gè)別應(yīng)急的也能進(jìn)行處理。 
PLC的實(shí)際工作過程比這里講的還要復(fù)雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論問題。有關(guān)人員如果能把上面介紹的入出變換、物理實(shí)現(xiàn)--信息處理、I/O電路--空間、時(shí)間關(guān)系--掃描方式并輔以中斷方式，作為一種思路加以研究，弄清了它，也就好理解PLC是怎樣去實(shí)現(xiàn)控制的，也就好把握住PLC基本原理的要點(diǎn)了。


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