压缩机自动控制系统程序设计-正文

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压缩机自动控制系统程序设计





第一章 可编程逻辑控制器根底知识

1. PLC概述

在PLC问世之前，工业控制领域中是继电器控制占主导地位。应用广泛。但是传统的电器控制系统存在体积大，可靠性低，查线和排除故障困难等缺点，特别是接线复杂、不易更改，对生产工艺的变化的适应性差。

1969年美国数字设备公司〔DEC〕研制出世界上第一台PLC，获得了成功。从此，可编程控制器这一新技术迅速开展起来。

1.1 PLC的定义

可变程序控制器〔Programmable Controller〕简称PLC，是在电器控制技术和计算机技术的根底上开发出来的，并逐渐开展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新兴工业控制装置。

国际电工委员会〔IEC〕1987年在可编程控制器标准草案第三稿中定义如下：“可变程序控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作指令，并通过数字式和模拟式的输入输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统连成一个整体，易于扩大其功能的原那么设计。〞 目前，PLC已被广泛应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中。

1.2 PLC的特点

PLC是专为在工业环境下应用而设计的，具有许多独特的优点。主要有以下特点： (1)可靠性高、抗干扰能力强

可靠性高、抗干扰能力强是PLC最重要的特点之一。它采用了一系列的硬件和软件的抗干扰措施。

(2)编程简单，使用方便


目前，大多数PLC采用的语言是梯形图语言，它是一种面向生产、面向用户的编程语言。

(3)通用性强，灵活性好，功能齐全

PLC是通过软件实现控制的，其控制程序便在软件中，对不同的控制对象都可以采用一样的硬件进展配置。

(4)设计简单，维护方便

由于PLC用软件代替了传统电气控制硬件，控制柜的设计、安装界限工作量大为减少。PLC的用户程序大局部可在实验室进展调试，缩短了应用设计和调试周期。

(5)体积小、重量轻、能耗低

由于采用了集成电路，实现机电一体化的理想控制设备。 1.3 PLC分类

PLC产品种类繁多，其规格和性能也各不一样。对PLC的分类，通常根据其构造形式的不同、控制规模等进展大致分类。

根据PLC的构造形式可分为整体式、模块式、叠装式三类。整体式PLC是将电源CPU、I/O接口等部件都集中在一个机箱内；模块式PLC是将PLC各组成局部分别做成假设干个单独的模块；叠装式PLC是将整体式和模块式结合起来。

按PLC的控制规模，PLC可分为小型机、中型机、大型机。小型机，控制点数小于256点，用户程序存储器的容量小于8K字。中型机的控制点数一般在256点-2048点范围内，用户程序存储器的容量小于50K字。大型机的控制点数在2048点以上，用户程序存储器的容量达50K字以上。

1.4 PLC现状与趋势

PLC作为工控机的一员,在主要工业国家中成为自动化系统的根本电控装置。据统计,当今世界PLC生产厂家约150家,生产300多个品种。PLC在工控机市场中占有主要地位,并保持继续上升的势头。

PLC在60年代末引入我国时,只用作离散量的控制,其功能只是将操作接到离散量输出的接触器等,最早只能完成以继电器梯形逻辑的操作。新一代的PLC具有PID调节功能,它的应用已从开关量控制扩大到模拟量控制领域,广泛地应用于航天、冶金、轻工、建材等行业。但PLC也面临着其它行业工控产品的挑战,各厂家正采取措施不断改良产品,主要表现为以下几个方面：


(1)微型、小型PLC功能加强

很多有名的PLC厂家相继推出高速、高性能、小型、特别是微型的PLC。 〔2〕集成化开展趋势加强

由于控制内容的复杂化和高难度化,使PLC向集成化方向开展,PLC与PC集成、PLC与DCS集成、PLC与PID集成等,并强化了通讯能力和网络化,尤其是以PC为基的控制产品增长率最快。

〔3〕向开放型转变

现在开发以PC为根底、在WINDOWS平台下,符合IEC1131-3国际标准的新一代开放体系构造的PLC。

2 S7-200根本组成

SIEMENS SIMATIC S7-200由根本单元(S7-200 CPU模块),个人计算机(PC)或编程器，STEP7-Micro/WIN 32编程软件及通信电缆组成，是叠装式小型PLC。它指令丰富、功能强大、可靠性高、适应性好、构造紧凑。如图3-1所示：





图3-1 S7-200 PLC系统的构成

(1〕根本单元〔S7-200 CPU模块〕

S7-200 CPU模块包括一个中央处理单元〔CPU〕、电源及数字量I/O点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。

在CPU模块的顶部端子盖内有电源及输出端子;在底部端子盖内有输入端子及传感器电源；在中部右侧前盖内有CPU工作模式开关、模拟量调节电位器和扩展I/O连接接口；在模块的左侧分别有状态指示灯、存储卡、及通信口。如图3-2。

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