基于西门子PLC200及组态王的配料生产线控制系统设计8495.docx

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1、毕 业 设 计计（论 文）题 目：基于西西门子PPLC2200及及组态王王的配料料生产线线控制系系统设计计（英文）：Design of Ingredients Production Line ControlSysttem Bassed on Sieemenns PPLC2200 andd Kiingvvieww院别： 自自动化学学院专业： 电气工工程及其其自动化化 姓名：xxxx学号：xxxx指导教师师：xxxx日 期： 20012年年5月 基于西门门子PLLC2000及组组态王的的配料生生产线控控制系统统设计摘要随着社会会的进步步、科技技日新月月异，从从18世纪纪60年代代的以蒸蒸汽机为为主

2、要动动力的工工业革命命开始直直到现在在，工业业的生产产线经历历过了3300多多年的发发展历史史，已经经发展到到了今天天的全自自动化大大批量生生产。可可以说现现代工业业已经离离不开自自动化的的生产线线了，自自动化生生产线不不仅可以以大幅度度地提高高生产效效率，而而且还可可以提高高精度、提提高合格格率、减减轻人的的工作量量等好处处。在工工业如此此发达的的今天，生生产线控控制系统统逐渐地地由PLLC控制制代替原原来的单单片机或或机械电电气控制制，其许许多功能能是传统统的控制制技术无无法实现现的。本设计针针对我国国一些小小型企业业的配料料生产线线控制系系统现状状，将西西门子SS7-2200系系列的PP

3、LC应应用于小小型的配配料生产产线，再再由组态态王作为为人机交交互的界界面作为为远程控控制和监监控作用用。本设设计通过过合理的的选择和和编程，不不仅可以以提高配配料生产产线的生生产效率率、降低低成本、提提高安全全可靠性性，还可可以根据据不同的的配料合合理调整整PLCC程序的的参数，而而且可以以直接通通过组态态王监控控、控制制和调整整参数，实实现远程程控制，提提高人性性化。关键词：生产线线；PLLC；组组态王Desiign of InggreddienntsProdducttionn Linee Coontrrol Sysstemm Baasedd onn thhe SSiemmenss PLL

4、C2000 aand KiingvviewwABSTTRACCTWithh thhe pproggresss oof ssociietyy annd tthe greeat chaangees oof sscieencee annd ttechhnollogyy, ffromm thhe 117600swhhen thee stteamm ennginne iis aacteed aas tthe maiin ppoweer oof tthe begginnningg off thhe iinduustrriall reevollutiion to noww, iinduustrriall p

5、rroduuctiion linnes havve eexpeerieenceed 3300-yeaar ddeveeloppmenntall hiistoory, annd hhas devveloopedd innto fullly auttomaatedd maass prooducctioon ccurrrenttly.It cann bee saaid thaat mmodeern inddusttry hass beeen inssepaarabble froom tthe auttomaatedd prroduuctiion linne. Auttomaaticc prroduu

6、ctiion linne nnot onlly ccan greeatlly iimprrovee thhe pprodducttionn effficcienncy, buut aalsoo caan iimprrovee thhe ppreccisiion, booostt quualiifieed rratee, rreduuce thee woorklloadd. NNowaadayys iinduustrry iis ddeveelopped, annd pprodducttionn liine conntrool ssysttem is r ggradduallly repplac

7、ced thhe oorigginaal ssinggle chiip ccompputeer oor eelecctriicall maachiinerry cconttroll wiith thee PLLC cconttroll. MManyy off itts ffuncctioonsccan nott bee acchieevedd juust thrrouggh ttradditiionaal cconttroll teechnnoloogy .Thiss paaperr aiims to smaall bussineess inggreddiennt pprodducttionn

8、 liine conntrool ssysttem in ourr coounttry,andd appplyys tthe PLCC off Siiemeens S7-2000 seeriees tto ssmalll bbatcch pprodducttionn liine, annd ttreaats kinngviiewaas aa huumann-coompuuterr innterracttionn innterrfacce ffor remmotee coontrrol andd moonittoriing funnctiion. Thhis papper thrrouggh t

9、the reaasonnablle sseleectiion andd prrogrrammmingg, ccan nott onnly impprovve tthe battchiing prooducctioon eeffiicieencyy, rreduuce thee coost, immproove thee saafetty aand relliabbiliity, annd mmakee reeasoonabble adjjusttmennt oof PPLC proograam pparaametterss acccorrdinng tto tthe diffferrentt

10、inngreedieentss, bbut alsso ccan dirrecttly viaa thhe kkinggvieewss moonittor, coontrrol andd addjusstmeent of parrameeterrs, to reaalizze tthe remmotee coontrrol andd immproovehumaanizzatiion.Keywwordds:PProdducttionn Linee; PPLC; Kiingvvieww目 录1绪论111.1配配料生产产线的发发展概括括11.2单单片机控控制系统统特点与与存在问问题21.3 PLCC

11、控制配配料生产产线的特特点21.4组组态王的的特点331.5课课题研究究的意义义和目的的42可编程程逻辑控控制器（PPLC）概概要52.1 PLCC简介52.2 可编程程控制器器(PLLC)的的特点552.2.1硬件件的可靠靠性52.2.2 编编程简单单，使用用方便662.2.3 接接线简单单，通用用性好662.2.4可连连接为控控制网络络系统662.2.5 易易于安装装，便于于维护772.3 PLCC的硬件件结构772.3.1 中中央处理理单元（CPU）72.3.2存储储器（RRAM、ROMM）82.3.3输入入输出单单元（II/O单单元）882.3.4电源源82.3.5编程程器92.4 P

12、LCC的工作作原理993配料生生产线系系统分析析103.1配配料生产产线系统统的概述述与分类类103.2配配料生产产线系统统的组成成113.3配配料生产产线的控控制要求求123.4配配料生产产线控制制系统的的流程图图133.5配配料生产产线控制制系统的的性能及及特点1143.6配配料自动动控制过过程1444配料生生产线控控制系统统的硬件件设计1164.1配配料生产产线的工工艺1664.2 可编程程控制器器PLCC的选型型174.2.1输入入输出（I/O）点数的确定174.2.2内存存估计1184.2.3 PPLC的的类型1184.2.4输入入输出模模块的选选择1884.2.5电源源的选择择18

13、4.2.6经济济性的考考虑1994.2.7机型型的选择择194.3变变频器的的选择2204.3.1变频频器的概概述2004.3.2传送送带和搅搅拌机的的电机调调速系统统204.3.3变频频器型号号的选择择214.4电电机的选选择2114.4.1电机机选择的的基本内内容2114.4.2连续续工作制制的电机机容量选选择2334.4.3电机机型号的的选择2244.4.4系统统的硬件件框图2255配料生生产线控控制系统统的软件件设置2275.1编编程软件件STEEP7的的概述2275.2程程序设计计常用方方法2885.2.1经验验设计法法285.2.2逻辑辑设计法法285.2.3顺序序控制法法285.

14、3 PLCC地址分分配2995.3.1 输输入/输输出的分分配如下下295.3.2 PPLC外外部接线线图3005.3.3 PPLC符符号表3315.4 各程序序段模块块分析3315.4.1初始始化参数数315.4.2三种种启动方方式3225.4.3 传传送带11号运料料345.4.4 搅搅拌配料料与运走走配料3355.4.5 程程序的循循环设定定385.4.6 指指示灯和和报警部部分4006系统监监控画面面编程4436.1组组态王的的简介4436.2组组态王与与PLCC的通讯讯456.3组组态变量量466.4主主画面4476.5实实时趋势势画面4496.6参参数调节节画面4496.7编编程语

15、言言517结论与与展望5537.1结结论5337.2心心得5337.3 展望554基于西门子PLC200与组态王的配料生产线控制系统设计1绪论1.1配配料生产产线的发发展概括括随着计算算机技术术和微电电子技术术的发展展，微机机配料控控制系统统的发展展经历了了人工手手动控制制、机械械电气控控制、单单片机控控制、工工业控制制计算机机集中控控制等几几个阶段段。在第一个个阶段，微微机配料料设备庞庞大，各各设备之之间互不不联系，或或者联系系甚少，由由现场的的操作人人员只能能监视和和操作一一个至两两个计量量称，并并且手工工记录配配料的相相关数据据，在很很大程度度上产品品的质量量取决于于操作员员的熟练练程度

16、。在第二阶阶段，随随着电子子管、晶晶体管技技术的飞飞速发展展，逐渐渐出现了了各种小小型化的的微机配配料电动动组合仪仪表。但但电动组组合仪表表也存在在着两大大问题:一是电电噪声的的问题比比较严重重，为克克服噪声声，不得得不采用用极为复复杂的电电子线路路;另一个个问题是是由于微微机配料料系统所所控对象象、所处处环境常常常都很很恶劣，电电子元器器件的老老化严重重，抗干干扰的能能力和可可靠性不不高。单单片机配配料系统统是在大大规模集集成芯片片技术成成熟的基基础上应应运而生生的。单单片机配配料系统统较之前前两种配配料系统统设计电电路复杂杂程度降降低，可可靠性大大大的提提高。而而且满足足了用户户实用性性的

17、要求求。所以以迄今为为止，单单片机配配料系统统仍然在在一定程程度上占占据了中中小型企企业配料料生产的的主控地地位。同同时随着着我国经经济的发发展，工工业生产产规模的的扩大，计计算机技技术的迅迅猛发展展，基于于STDD总线或或PC总线线的工业业控制计计算机（例例如：PPLC）应应用提上上了日程程，并且且迅速的的在中国国形成热热潮，主主要是因因为工业业控制计计算机可可靠性高高，小巧巧结构，组组成系统统功能灵灵活，组组态方便便，具有有小型化化、模块块化、组组合化、标标准化的的特点。随随着工业业控制计计算机的的广泛应应用，基基于工控控机的配配料系统统也出现现在工业业场合。这这种配料料系统大大多采用用集

18、中控控制方式式，计算算机除具具有工艺艺流程控控制、工工况实时时显示、提提供数据据存储、报报表打印印等功能能外，还还要完成成对各对对象的直直接控制制和数据据采集任任务。近些年来来，随着着电工电电子技术术、计算算机技术术、自动动控制技技术的迅迅速发展展，电气气传动技技术面临临着一场场历史革革命，即即采用交交流调速速取代直直流调速速和计算算机数字字控制技技术取代代模拟控控制技术术己成为为发展趋趋势。电电机交流流变频调调速技术术是当今今节电、改改善工艺艺流程以以提高产产品质量量和改善善环境、推推动技术术进步的的一种主主要手段段。变频频调速以以其优异异的调速速和起制制动性能能，高效效率、高高功率因因数和

19、节节电效果果，广泛泛的适用用范围及及其它许许多优点点而被国国内外公公认为最最有发展展前途的的调速方方式但在在总体上上，我国国在配料料控制系系统上存存在技术术落后、企企业平均均规模小小、综合合生产水水平低等等问题。因因此，提提高配料料的自动动化程度度和产品品的质量量， 成为当当前十分分紧迫的的问题。1.2单单片机控控制系统统特点与与存在问问题单片机虽虽然有一一个五脏脏俱全的的微计算算机但由由于本身身无自开开发能力力，必须须借助开开发工具具来开发发应用软软件，以以及对硬硬件系统统进行诊诊断。另另外，单单片机内内的ROOM比较较小，所所以在设设计中系系统必须须在外面面配置EEPROOM电路路和扩展展

20、电路，所所以在该该项目中中运用该该方案必必须完成成(1)硬件电电路的设设计、组组装、调调试；（2）应用软件的编制、调试；(3)应用软件的链接调试、固化、脱机运行。系统触点繁多、接线线路复杂，且触点容易烧坏磨损，造成接触不良，因而故障率较高。依据单片片机目前前的发展展状况，该该方案的的优点是是：(11)成本本较低，由由于现在在单片机机的价格格相对都都比较低低，而且且外围电电路的元元器件价价格也不不高，所所以整体体设计起起来，成成本比较较低。(2)可可以对外外部存储储容量根根据需要要进行扩扩展，设设计可以以相对比比较灵活活。(33)由于于现存有有许多已已经设计计很完善善的子程程序，在在系统软软件设

21、计计中可以以直接调调用，减减少较大大工作量量。其缺点为为：(11)系统统硬件设设计相对对比较复复杂，运运用该方方案，该该系统硬硬件设计计包含扩扩展电路路部分和和系统配配置电路路部分，所所以该系系统电路路设计工工作量相相对较大大，影响响系统开开发的时时间。(2)系系统的抗抗干扰能能力相对对较差，在在系统设设计中，虽虽然注意意了芯片片、器件件选择、去去耦滤波波、电路路板的布布线，通通道隔离离以及屏屏蔽。但但由于工工厂的条条件比较较差，很很难保证证系统的的可靠性性和稳定定性。(3)系系统需要要自己设设计电源源，而且且不能保保证系统统的可靠靠运行。(4)维护维修相对比较麻烦，维修需要的时间也相对较长。

22、1.3 PLCC控制配配料生产产线的特特点随着社会会的不断断发展，工工业自动动生产线线越来越越发达， PLC在工业配料生产线控制上的应用主要体现在它的逻辑开关控制功能。由于PLC具有逻辑运算，计数和定时以及数据输入输出的功能。在配料生产控制过程中，各种逻辑开关控制与PLC很好的结合，很好的实现了对生产线的控制。本文主要要讨论研研究利用用西门子子公司可可编程控控制器对对配料生生产线的的控制，形形成配料料生产线线控制系系统，并并用组态态王进行行远程控控制和监监控。可编程控控制器充充分利用用微处理理器的优优点来满满足各种种工业领领域的实实时控制制要求，同同时照顾顾到现场场电气维维护人员员的技能能和习

23、惯惯，摈弃弃了微机机常用的的计算机机编程语语言的表表达方式式，独具具风格地地形成一一套以继继电器梯梯形图为为基础的的形象编编程语言言和模块块化的软软件结构构，使用用户程序序的编制制清晰直直观、方方便易学学、调试试和查错错都很容容易。用用户买到到所需要要的PLLC后，只只需按说说明书或或提示，做做少量的的安装接接线和用用户程序序的编制制工作，就就可以灵灵活而方方便地将将PLCC应用于于生产实实践，而而且用户户程序的的编制、修修改和调调试都不不需要具具有专门门的计算算机编程程语言知知识。PPLC现现在已经经成为现现代工业业控制三三大支柱柱（PLLC、CADD/CAAM、ROBBOT）之之一，以以其

24、可靠靠性、逻逻辑功能能强、体体积小、可可在线修修改控制制程序、具具有远程程通信联联网功能能、易与与计算机机接口、能能对模拟拟量进行行控制、具具备高速速记数与与位控等等高性能能模块等等优异性性能，日日益取代代有大量量中间继继电器、时时间继电电器、记记数继电电器等组组成的继继电-接触控控制系统统，在机机械、化化工、石石油、冶冶金、轻轻工、电电子、纺纺织、食食品、交交通等各各行各业业都得到到广泛的的应用。总之，配配料生产产线的控控制是比比较复杂杂的，在在计算机机诞生前前的几十十年里，继继电器控控制系统统为生产产线控制制的发展展起到了了巨大的的作用，然然而其控控制性能能与自身身的功能能已经无无法满足足

25、与适生生产线控控制的要要求和发发展，与与PLCC相比较较，存在在质的差差别。生生产线使使用继电电接触器器控制的的时代，很很难设计计出质量量优良的的配料生生产线控控制系统统，而现现在，可可编程控控制器的的使用为为配料生生产线的的控制提提供了更更广阔的的空间。PLC是专门为工业过程控制而设计的控制设备，使得它的体积大大减小，功能不断完善，过程的控制更平稳、可靠、抗干扰性能增强、机械与电气部件被机结合在一个设备内，把仪表、电子和计算机的功能综合在一起。因此它已成为生产线运行中的关键技术。1.4组组态王的的特点随着现代代工业的的发展，远远程监控控和操作作越来越越重要。组组态王开开发监控控系统软软件，是

26、是新型的的工业自自动控制制系统，它它以标准准的工业业计算机机软、硬硬件平台台构成的的集成系系统取代代传统的的封闭式式系统。它它具有适适应性强强、开放放性好、易易于扩展展、经济济、开发发周期短短等优点点。通常常可以把把这样的的系统划划分为控控制层、监监控层、管管理层三三个层次次结构。其其中监控控层对下下连接控控制层，对对上连接接管理层层，它不不但实现现对现场场的实时时监测与与控制，且且在自动动控制系系统中完完成上传传下达、组组态开发发的重要要作用。尤尤其考虑虑三方面面问题：画面、数数据、动动画。通通过对监监控系统统要求及及实现功功能的分分析，采采用组态态王对监监控系统统进行设设计。组组态软件件也

27、为试试验者提提供了可可视化监监控画面面，有利利于试验验者实时时现场监监控。而而且，它它能充分分利用WWinddowss的图形形编辑功功能，方方便地构构成监控控画面，并并以动画画方式显显示控制制设备的的状态，具具有报警警窗口、实实时趋势势曲线等，可可便利的的生成各各种报表表。它还还具有丰丰富的设设备驱动动程序和和灵活的的组态方方式、数数据链接接功能。本设计就就是用组组态王与与PLCC通讯，实实现对配配料生产产线的监监控与远远程操作作、参数数调节等等功能。1.5课课题研究究的意义义和目的的随着人类类的进步步、社会会的发展展、科技技的创新新，自动动化生产产在现代代工业生生产中，已已经逐步步代替手手工

28、生产产。现代代的生产产流水线线已经越越来越自自动化了了，尤其其是生产产线上的的配料添添加。在现代工工业生产产中，经经常需要要将多种种原料按按一定的的比例混混合，以以制造某某种产品品，这种种将一种种原料与与其它几几种原料料按事先先设定的的比例进进行混合合配料，然然后自动动送到搅搅拌机进进行生产产的配料料生产线线控制系系统在工工业生产产过程中中有着广广泛的应应用，它它能根据据事先设设定的配配料单，将将各种不不同的原原料通过过称料传传感器把把不同的的配料进进行称量量。随着计算算机、工工控系统统、控制制系统等等相关技技术的不不错发展展和完善善，自动动化系统统得到了了极大的的完善。然然而配料料系统在在诸

29、多行行业的工工业生产产过程中中占有极极其重要要的地位位，配料料工序的的合理性性、稳定定性、准准确性以以及快速速性直接接影响到到了以后后的各生生产环节节。现在在PLCC由于它它的可靠靠性高、效效率高、稳稳定性好好、编程程容易等等优点，使使得它在在市场上上得到了了极大的的应用。PLC的极大应用提高了产品的质量和生产效率，在整个配料行业具有广阔的应用前景。本论文设设计采用用西门子子PLCC2000控制配配料生产产线，运运用PLLC与传传感器结结合，实实现配料料生产线线的自动动配料生生产。该该生产线线主要由由料仓、仓仓壁振动动器、喂喂料器、传传送带、中中间仓、混混合仓、搅搅拌机组组成，各各振动器器、搅

30、拌拌机和传传送带由由电机拖拖动，采采用变频频器实现现电机调调速，中中间仓和和混合仓仓卸料门门则由电电磁阀控控制。当当某台电电机过载载时电铃铃报警并并禁止所所有输出出，故障障排除后后才能继继续工作作。另外外用组态态王实现现这套系系统的监监控和远远程控制制，设计计出性价价比最高高的一套套配料生生产线控控制系统统，投入入社会。2可编程程逻辑控控制器（PLC）概要2.1 PLCC简介PLC即即可编程程控制器器（Prrogrrammmablle llogiic CConttrolllerr，是指指以计算算机技术术为基础础的新型型工业控控制装置置。在119877年国际际电工委委员会（IInteernaat

31、ioonall Ellecttriccal Commmittteee）颁布布的PLLC标准准草案中中对PLLC做了了如下定定义：PLC英英文全称称Proograammaablee Loogicc Coontrrolller ,中文文全称为为可编程程逻辑控控制器，定定义是一一种数字字运算操操作的电电子系统统，专为为在工业业环境应应用而设设计的。它它采用一一类可编编程的存存储器，用用于其内内部存储储程序，执执行逻辑辑运算,顺序控控制，定定时，计计数与算算术操作作等面向向用户的的指令，并并通过数数字或模模拟式输输入/输输出控制制各种类类型的机机械或生生产过程程。PLC是是一种专专门为在在工业环环境下

32、应应用而设设计的数数字运算算操作的的电子装装置。它它采用可可以编制制程序的的存储器器，用来来在其内内部存储储执行逻逻辑运算算、顺序序运算、计计时、计计数和算算术运算算等操作作的指令令，并能能通过数数字式或或模拟式式的输入入和输出出，控制制各种类类型的机机械或生生产过程程。PLLC及其其有关的的外围设设备都应应该按易易于与工工业控制制系统形形成一个个整体，易易于扩展展其功能能的原则则而设计计。2.2 可编程程控制器器(PLLC)的的特点2.2.1硬件件的可靠靠性PLC是是在工业业环境的的恶劣条条件下应应用而设设计的，一一个设计计良好的的PLCC能置于于有很强强的电噪噪声、电电磁干扰扰、机械械振动

33、、极极端温度度和湿度度很大的的环境中中。在硬件设设计方面面，首先先是选用用优质器器件，再再就是采采用合理理的系统统结构，加加固，简简化安装装，使它它易于抗抗振动冲冲击，对对印制电电路板的的设计、加加工及焊焊接都采采取了极极为严格格的工艺艺措施，而而且在电电路、结结构及工工艺上采采取了一一些独特特的方式式。例如如，在输输入/输输出电路路中都采采用了光光电隔离离措施，做做到电浮浮空，既既方便接接地，用用提高了了抗干扰扰性能；各个II/O端端口都除除采用了了常规模模拟器滤滤波以外外，还加加上了数数字滤波波；内部部采用了了电磁屏屏蔽措施施，防止止辐射干干扰；采采用了较较先进的的电源电电路，以以防止由由

34、电源回回路串入入的干扰扰信号；采用了了较合理理的电路路程序，一一旦某模模块出现现故障，进进行在线线插拔、调调试时不不会影响响各机的的正常运运行。由于PLLC本身身具有很很高的可可靠性，所所以发生生故障的的部位大大多集中中在输入入/输出出的部件件上，以以及如传传感器件件、限位位开关、光光电开关关、电磁磁电机等等外围装装置上。2.2.2 编编程简单单，使用用方便用微机实实现自动动控制，常常使用汇汇编语言言编程，难难于掌握握，要求求使用者者具有一一定水平平的计算算机硬件件和软件件知识。PLC采采用面向向控制过过程、面面向问题题的“自自然语言言”编程程，容易易掌握。例例如，目目前打多多数PLLC均采采

35、用的梯梯形图语语言编程程方式，既既继承了了传统控控制线路路的清晰晰直观感感，又顾顾及了大大多数电电气技术术人员的的读图习习惯及应应用微机机的水平平很容易易被电气气技术人人员所接接受，易易于编程程，程序序改变时时也容易易修改，很很灵活方方便。这种面向向控制过过程、面面向问题题的编程程方式，与与目前微微机控制制常用的的汇编语语言相比比，虽然然在PLLC内部部增加了了解释程程序，增增加了程程序执行行时间，但但对大多多数的机机电控制制设备来来说，这这是微不不足道的的。2.2.3 接接线简单单，通用用性好PLC的的接线只只需将输输入信号号的设备备（按钮钮、开关关等）与与PLCC输入端端子连接接，将接接受

36、输出出信号执执行控制制任务的的执行元元件（接接触器、电电磁阀等等）与PPLC输输出端子子连接。接接线简单单、工作作最少，省省去了传传统的继继电器控控制系统统接线和和拆线的的麻烦。PPLC的的编程逻逻辑提供供了能随随要求而而改变的的“接线线网络”，这这样生产产线的自自动化过过程就能能随意改改变。这这种性能能使PLLC具有有很高的的经济效效益。用于连接接现场设设备的硬硬件接口口实际上上是PLLC的组组成部分分，模块块化的自自诊断接接口电路路能指出出故障，并并易于排排除故障障与替换换故障部部件，这这样的软软硬件设设计就使使现场电电气人员员与技术术人员易易于是用用。2.2.4可连连接为控控制网络络系统

37、PLC可可连成功功能很强强的网络络系统。网网络可分分为两类类：一类类是低速速网络，采采用主从从方式通通信，传传输速率率从几千千波特到到上万波波特，传传输距离离为5000225000m；另另一类为为高速网网络，采采用令牌牌传送方方式通信信，传输输速率为为1M10MMbpss，传输输距离为为500010000mm，网上上结点可可达10024个个。这两两类网络络可以级级连，网网上可兼兼容不同同类型的的可编程程控制器器和计算算机，从从而组成成控制范范围很大大的局部部网络。2.2.5 易易于安装装，便于于维护PLC安安装简单单而且功功能有效效，其相相对小的的体积使使之能安安装在通通常继电电器控制制箱所需

38、需空间的的一半的的地方，在在从继电电器系统统改换到到PLCC系统的的情况下下，PLLC小的的模块结结构使之之能安装装在继电电器附近近并将连连线向已已有接线线端，其其实改换换很方便便，只要要将输入入/输出出设备连连向接线线端即可可。在大型安安装中，长长距离输输入/输输出站点点安放在在最优地地点。长长距离站站通过同同轴电缆缆获双扭扭线连向向CPUU，这种种配置大大大减少少了物料料和劳力力，长距距离子系系统方法法也意味味着系统统不同部部分可在在到达安安装场地地前由PPLC制制造商预预先连好好线，这这一方法法大大减减少了电电气技术术人员的的现场安安装时间间。从一开始始，PLLC便以以易维护护作为设设计

39、目标标。由于于几乎所所有器件件都是固固态的，维维护时只只需更换换模块级级插入式式部件，故故障检测测电路将将诊断指指示器嵌嵌在每一一部件中中，就能能指示器器是否正正常工作作，借助助于编程程设备可可见输入入/输出出是ONN还是OOFF，还还可写编编程指令令来报告告故障。PLC的的这些及及其他特特性使之之成为任任何一个个控制系系统的有有益部分分。一旦旦安装后后，其作作用立即即显现，其其收益也也马上实实现，向向其他智智能设备备一样,PLCC的潜在在优点还还取决于于应用时时的创造造性。2.3 PLCC的硬件件结构2.3.1 中中央处理理单元（CPU）CPU是是PLCC的核心心，起神神经中枢枢的作用用，每

40、套套PLCC至少有有一个CCPU，它它按PLLC的系系统程序序赋予的的功能接接收并存存贮用户户程序和和数据，用用扫描的的方式采采集由现现场输入入装置送送来的状状态或数数据，并并存入规规定的寄寄存器中中，同时时，诊断断电源和和PLCC内部电电路的工工作状态态和编程程过程中中的语法法错误等等。进入入运行后后，从用用户程序序存贮器器中逐条条读取指指令，经经分析后后再按指指令规定定的任务务产生相相应的控控制信号号，去指指挥有关关的控制制电路。CPU主主要由运运算器、控控制器、寄寄存器及及实现它它们之间间联系的的数据、控控制及状状态总线线构成，CCPU单单元还包包括外围围芯片、总总线接口口及有关关电路。

41、内内存主要要用于存存储程序序及数据据，是PPLC不不可缺少少的组成成单元。CPPU速度度和内存存容量是是PLCC的重要要参数，它它们决定定着PLLC的工工作速度度，IOO数量及及软件容容量等，因因此限制制着控制制规模 2.3.2存储储器（RRAM、ROMM）存储器主主要用于于存放系系统程序序、用户户程序及及工作数数据。存存放系统统软件的的存储器器称为系系统程序序存储器器;存放放应用软软件的存存储器称称为用户户程序存存储器；存放工工作数据据的存储储器称为为数据存存储器。常常用的存存储器有有RAMM、EPPROMM和EEEPROOM。RRAM是是一种可可进行读读写操作作的随机机存储器器存放用用户程

42、序序，生成成用户数数据区，存存放在RRAM中中的用户户程序可可方便地地修改。RRAM存存储器是是一种高高密度、低低功耗、价价格便宜宜的半导导体存储储器，可可用锂电电池做备备用电源源。掉电电时，可可有效地地保持存存储的信信息。EEPROOM、EEEPRROM都都是只读读存储器器。用这这些类型型存储器器固化系系统管理理程序和和应用程程序。2.3.3输入输输出单元元（I/O单元元）PLC与与电气回回路的接接口，是是通过输输入输出出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反

43、。I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。开关量是是指只有有开和关关（或11和0）两种种状态的的信号，模模拟量是是指连续续变化的的量。常常用的II/O分分类如下下：开关量：按电压压水平分分，有2220VVAC、1100VACC、24VVDC，按按隔离方方式分，有有继电器器隔离和和晶体管管隔离。模拟量：按信号号类型分分，有电电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。除了上述述通用IIO外，还还有特殊殊IO模块块，如热热电阻、热热电偶、脉脉冲等模模

44、块。按按I/OO点数确确定模块块规格及及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。2.3.4电源源PLC电电源用于于为PLLC各模模块的集集成电路路提供工工作电源源。同时时，有的的还为输输入电路路提供224V的的工作电电源。电电源输入入类型有有：交流流电源（2220VVAC或或1100VACC），直直流电源源（常用用的为224VAAC）。 2.3.5编程程器编程器是是PLCC的最重重要外围围设备。利利用编程程器将用用户程序序送入PPLC的的存储器器，还可可以用编编程器检检查程序序，修改改程序，监监视PLLC的工工作状态态。除此此以外，在

45、在个人计计算机上上添加适适当的硬硬件接口口和软件件包，即即可用个个人计算算机对PPLC编编程。利利用微机机作为编编程器，可可以直接接编制并并显示梯梯形图。2.4 PLCC的工作作原理PLC具具有微机机的许多多特点，但但它的工工作方式式却与微微机有很很大不同同。微机机一般采采用等待待命令的的工作方方式。PPLC则则采用循循环扫描描工作方方式。在在PLCC中，用用户程序序按先后后顺序存存放，CCPU从从第一条条指令开开始执行行程序，直直至遇到到结束符符后又返返回第一一条。如如此周而而不断循循环。每每一个循循环称为为一个扫扫描周期期。一个个扫描周周期大致致可分为为I/OO刷新和和执行指指令两个个阶段

46、。所谓I/O刷新新即对PPLC的的输入进进行一次次读取，将将输入端端各变量量的状态态重新读读入PLLC中存存入内部部寄存器器，同时时将新的的运算结结果送到到输出端端。这实实际是将将存入输输入、输输出状态态的寄存存器内容容进行了了一次更更新，故故称为“I（输输入）/O(输输出) 刷新”。由此可见见，若输输入变量量在I/O刷新新期间状状态发生生变化，则则本次扫扫描期间间输出端端也会相相应的发发生变化化，或者者说输出出队输入入产生了了响应。反反之，若若在本次次I/OO刷新之之后，输输入变量量才发生生变化，则则本次扫扫描输出出不变，即即不响应应，而要要到下一一次扫描描期间输输出才会会产生响响应。由由于

47、PLLC采用用循环扫扫描的工工作方式式，所以以它的输输出对输输入的响响应速度度要受扫扫描周期期的影响响。扫描描周期的的长短主主要取决决于这几几个因数数：一是是CPUU执行指指令的速速度，二二是每条条指令占占用的时时间，三三是指令令条数的的多少，即即程序的的长短。对于慢速速控制系系统，响响应速度度常常不不是主要要的，故故这种方方式不但但没有坏坏处反而而可以增增强系统统抗干扰扰能力。因因为干扰扰常是脉脉冲式的的、短时时的，而而由于系系统响应应较慢，常常常要几几个扫描描周期才才响应一一次，而而多次扫扫描后，瞬瞬间干扰扰所引起起的误动动作将会会大大减减少，故故增加了了抗干扰扰能力。但对控制制时间要要求

48、较严严格、响响应速度度要求较较快的系系统，这这一问题题就需慎慎重考虑虑。应对对响应时时间作出出精确的的计算，精精心编排排程序，合合理安排排指令的的顺序，以以尽可能能减少周周期造成成的响应应延时等等的不良良影响。3配料生生产线系系统分析析3.1配配料生产产线系统统的概述述与分类类自动化称称重配料料控制系系统，又又称自动动配料生生产线系系统。通通常是由由自动配配料电气气控制系系统和受受控的给给料装置置（设备备）、监监控系统统所组成成，与人人工配料料相比它它不仅能能够在生生产中节节省大量量的劳动动成本、劳劳动强度度、减少少环境对对人体的的危害，还还可以提提高终端端产品的的稳定性性、精确确度、效效率，为为生产企企业带来来巨大效效益。对对于不同同物料的的配料，需需要定制制设计相相