PLC在監(jiān)控裝置中的應(yīng)用概述目錄TOC\o"1-3"\h\u1904PLC在監(jiān)控裝置中的應(yīng)用概述 156471.1PLC概述 1290361.2西門子s7-200 21.1PLC概述1987年，在IEC發(fā)布的PLC規(guī)格提案的第三稿中，對PLC進(jìn)行了以下定義：它是一種電子控制系統(tǒng)設(shè)備，它使用微控制器作為實(shí)際操作的關(guān)鍵數(shù)字操作，并且設(shè)計(jì)用于當(dāng)場工業(yè)生產(chǎn)。和設(shè)計(jì)方案。PLC使用可編程控制器的存儲器。存儲器可以執(zhí)行諸如啟動和停止或運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算及其接通時(shí)間，計(jì)數(shù)等的實(shí)際操作，并進(jìn)行存儲，并根據(jù)輸入和輸出端口來操作各種類型的工業(yè)設(shè)備。以及制造操作過程，其中輸入和輸出端口分為數(shù)字顯示和數(shù)字仿真。PLC及與其相連接的現(xiàn)場設(shè)備都應(yīng)該具備與工業(yè)控制系統(tǒng)系統(tǒng)融合容易以及易擴(kuò)展其他功能的優(yōu)點(diǎn)。PLC具有豐富多樣的功能特征，且強(qiáng)大，主要包括信號采集、輸出控制、邏輯控制、遠(yuǎn)程I/O、、人機(jī)界面、通信聯(lián)網(wǎng)和故障自診斷等功能。PLC因?yàn)槠渚哂泻芏嗥渌b置所不能替代的獨(dú)特功能，在工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，PLC的可靠性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性以及經(jīng)濟(jì)性都是PLC被廣泛應(yīng)用的優(yōu)點(diǎn)。PLC的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)（2）編程簡單、設(shè)計(jì)方便、調(diào)試周期短（3）模塊化結(jié)構(gòu)、通用性強(qiáng)（4）安裝容易、維護(hù)簡單（5）體積小、重量輕、功耗低PLC主要由CPU、存儲器、輸入接口電路、輸出接口電路和電源等組成，PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖如2-1。圖2-1PLC的基本結(jié)構(gòu)框圖 1.2西門子s7-200西門子s7-200PLC的硬件系統(tǒng)包括：基本單元、擴(kuò)展單元、特殊功能模塊、相關(guān)設(shè)備以及相關(guān)軟件例如：STEP-Micro/WIN、ProTool、WinCC等。圖2-2s7-200PLC西門子s7-200PLC外形圖如圖2-3、2-4所示。圖2-3s7-200PLC外形圖（1）圖2-4s7-200PLC外形圖（2）西門子s7-200PLC按CPU分類，可分為CPU211、CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226等大致六類，還會根據(jù)輸入輸出的直流交流情況進(jìn)行細(xì)分。松山湖隧道現(xiàn)場所使用到的PLC的型號為CPU224，主要參數(shù)如下：·程序存儲器：4K字節(jié)·數(shù)據(jù)寄存器：5K字節(jié)·基本單元I/O：14DI/10D0·擴(kuò)展能力:7個(gè)擴(kuò)展板塊·計(jì)數(shù)器/定時(shí)器：256/256·速度（1k二進(jìn)制指令）：0.37ms·通訊：PPI/自由口·高速計(jì)數(shù)器（29KHZ）：6個(gè)·模擬電位器：2個(gè)·外形尺寸：90*80*62mm·程序組織：一個(gè)組織塊（可以包含多個(gè)子程序和中斷程序）·脈沖輸出：2個(gè)高數(shù)輸出（20KHZ）·通訊中斷：1個(gè)發(fā)送器/2個(gè)接收器·定時(shí)中斷：2個(gè)（1ms-255ms）·輸入中斷：4個(gè)·實(shí)時(shí)時(shí)鐘：有時(shí)鐘卡·口令保護(hù)：3級口令保護(hù)·提供5VDC電流：660mACPU的主要特點(diǎn)和技術(shù)規(guī)范有：（1）供電電壓：直流24V和交流220V兩種供電電源電壓；（2）輸出方式：晶體管（DC）和繼電器（DC/AC）兩種方式；（3）集成電路：主機(jī)集成有24V直流電源，可直接用于傳感器和執(zhí)行器的供電；（4）高速計(jì)數(shù)：輸入端子可捕捉比CPU掃描周期更短的脈沖信號（2000KHZ）；（5）脈沖輸出：兩路高頻脈沖（100KHZ輸出），驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)定位；（6）集成模擬電路：用它改變其對應(yīng)的特殊寄存器的值，實(shí)時(shí)更改仿真參數(shù)；（7）實(shí)時(shí)時(shí)鐘：對信息加注時(shí)間標(biāo)記、對過程進(jìn)行時(shí)間控制。PLC的存儲系統(tǒng)主要由保持型數(shù)據(jù)存儲器、永久型存儲器、存儲卡。保持型數(shù)據(jù)存儲器中V、M、T、C可由超級電容保護(hù)，電容大小為50-100H,電池卡可以存儲200天；永久存儲卡可供程序、數(shù)據(jù)、M等存入EEPROM100萬次，但實(shí)際生產(chǎn)中需慎用；存儲卡是指可移動的存儲卡，可選件。西門子s7-200PLCI/O口的擴(kuò)展和功能的擴(kuò)展包括：數(shù)字量模塊、模擬量模塊、通信模塊。數(shù)字量模塊包括：數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊EM221、數(shù)字量組合模塊EM223、數(shù)字量輸出模塊EM221.數(shù)字量輸入模塊EM221有三種類型，8點(diǎn)和16點(diǎn)DC輸入，8點(diǎn)AC輸入，并相互隔離；輸入/輸出擴(kuò)展模塊EM223有6種類型：24VDC4輸入/4輸出、24VDC4輸入/繼電器4輸出、24VDC8輸入/8輸出、24VDC8輸入/繼電器8輸出、24VDC16輸入/4輸出、24VDC16輸入/繼電器4輸出，六種類型均相互隔離；數(shù)字量輸出模塊EM222有5種類型：8點(diǎn)DC輸出、4點(diǎn)DC輸出、4點(diǎn)DC輸出(5A)、8點(diǎn)AC輸出、8點(diǎn)繼電器輸出、4點(diǎn)繼電器輸出（10A）,5中類型均有隔離。模擬量模塊包括：模擬量輸入模塊EM231、模擬量輸出模塊EM232、模擬量混合模塊EM235.EM231具有三種產(chǎn)品：4種模擬量輸入：輸入信號可以是電壓也可以是電流，其輸入與PLC具有隔離，輸入信號的范圍可以由SW1、SW2和SW3設(shè)定，2路熱電阻輸入、4路熱電偶輸入；EM232具有2路模擬量輸出，輸出信號可以是電壓也可以是電流，其輸出與PLC 具有隔離；EM235具有4路模擬量輸入和1路模擬量輸出。它的輸入信號可以是不同量程的電壓或電流，其電壓、電流的量程是有開關(guān)SW1、SW2和SW6設(shè)定；EM235有1路模擬量輸出，其輸出可以是電壓也可以是電流。通訊模塊包括：EM227模塊（PROFIBUS-DP從站模塊）、CP243-2通訊處理器（s7-200（CPU22X）的AS-I主站）、CP243-1模塊（工業(yè)以太網(wǎng)模塊）、CP243-1IT模塊（工業(yè)以太網(wǎng)模塊）、EM241模塊（調(diào)制解調(diào)器模塊）。西門子s7-200PLC的特殊功能模塊含有EM253模塊、SIWAREXMS模塊。EM253模塊也稱為定位模塊，該模塊用于高精度的運(yùn)動控制，控制范圍從微型步進(jìn)電機(jī)到智能伺服系統(tǒng)，集成的脈沖接口能產(chǎn)生高達(dá)200KHZ的脈沖信號，并指定位置、速度和方向；SIWAREXMS模塊也稱為稱重模塊，該模塊適用于所有簡單稱重和測力任務(wù)，其基本功能就是測量傳感器電壓，然后將電壓值轉(zhuǎn)換為重量值，擁有2個(gè)串行接口，一個(gè)用于數(shù)字式遠(yuǎn)程指示器，一個(gè)用于和主機(jī)相連，進(jìn)行串行通信。西門子s7-200PLC的擴(kuò)展模塊的編址，編址原則為：（1）同類型輸入或輸出點(diǎn)的模塊進(jìn)行順序編址；（2）對于數(shù)字量，輸入/輸出映像寄存器的單位長度為8為（1個(gè)字節(jié)），本模塊高位實(shí)際位數(shù)未滿8位的未用位不能分配給I/O鏈的后續(xù)模塊；（3）對于模擬量，輸入/輸出以2個(gè)字節(jié)（一個(gè)字）遞增方式來分