西門(mén)子PLC工作原理
原理
當PLC投入運行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個(gè)階段。
輸入采樣
在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶(hù)程序執行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會(huì )改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
用戶(hù)程序執行
在用戶(hù)程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的功能指令。
即，在用戶(hù)程序執行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區內的狀態(tài)和數據不會(huì )發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會(huì )對排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數據只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。輸出刷新當掃描用戶(hù)程序結束后，PLC進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動(dòng)相應的外設。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。
同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，采用掃描用戶(hù)程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間沒(méi)有什么區別了。
西門(mén)子PLC模塊控制系統程序結構設計：
一、線(xiàn)性化編程
線(xiàn)性化編程是將用戶(hù)程序連續放置在一個(gè)指令塊內，即一個(gè)簡(jiǎn)單的程序塊內包含系統的所有指令。線(xiàn)性化編程不帶分支，通常是OB1程序按順序執行每一條指令，軟件管理的功能相對簡(jiǎn)單。
二、分部編程
分部式編程是把一項控制任務(wù)分成若干個(gè)立的塊，每個(gè)塊用于控制一套設備或一系列工作的邏輯指令，而這些塊的運行靠組織塊OB內指令來(lái)調用。
三、結構化編程
結構化程序把過(guò)程要求的類(lèi)似或相關(guān)的功能進(jìn)行分類(lèi)，并試圖提供可以用于幾個(gè)任務(wù)的通用解決方案。向指令塊提供有關(guān)信息（以參數形式），結構化程序能夠重用這些通用模塊。
控制軟件分為五個(gè)功能塊：
FC10   功能塊用于控制成分A的供料泵；
FC20   功能塊用于控制成分B的供料泵；
FC30   功能塊用于控制攪拌馬；
F0   功能塊用于控制排料電磁閥；
FC50   功能塊用于控制操作站上的指示燈。

西門(mén)子PLC模塊控制系統設計的基本內容：
1、確定系統運行方式與控制方式：PLC可構成各種各樣的控制系統，如單機控制系統、集中控制系統等，在進(jìn)行應用系統設計時(shí)，要確定系統的構成形式；
2、選擇用戶(hù)輸入設備(按鈕、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等)、輸出設備(繼電器、接觸器、信號燈等執行元件)以及由輸出設備驅動(dòng)的控制對象(電動(dòng)機、電磁閥等)，這些設備屬于一般的電氣元件，其選擇的方法屬于其他課程的內容；
3、PLC的選擇：PLC是控制系統的核心部件，正確選擇PLC對于保證整個(gè)控制系統的技術(shù)經(jīng)濟指標起著(zhù)重要的作用，選擇PLC應包括機型選擇、容量選擇、I/O模塊選擇、電源模塊選擇等；
4、分配I/0點(diǎn)，繪制I/0連接圖，必要時(shí)還須設計控制臺(柜)；
5、設計控制程序：控制程序是整個(gè)系統工作的軟件，是保證系統正常、安全、可靠的關(guān)鍵，因此控制系統的程序應經(jīng)過(guò)反復調試，直到滿(mǎn)足要求為止；
6、編制控制系統的技術(shù)文件，包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖及電氣元件明細表、I/0連接圖、I/O分配表、控制軟件。

西門(mén)子plc選型分析：
設備在西門(mén)子PLC在選型的時(shí)候，要遵循一定的原則，避免PLC的容量小無(wú)法滿(mǎn)足使用要求的想象。在滿(mǎn)足控制要求的前提下選型時(shí)應選較佳的性?xún)r(jià)比，一般可以從以下幾個(gè)方面考慮：
      I/O點(diǎn)數估算
      I/O點(diǎn)數是西門(mén)子PLC的一項重要指標。合理選擇I/O點(diǎn)數既可使系統滿(mǎn)足控制要求有可使系統總投資較低。西門(mén)子PLC的輸入輸出點(diǎn)總數和種類(lèi)應根據被控對象的模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸入/輸出設備狀況(包括模擬量、開(kāi)關(guān)量、輸出類(lèi)型)來(lái)確定，一般一個(gè)輸入輸出元件要占用一個(gè)輸入輸出點(diǎn)?？紤]到今后的擴充，一般應估計的總點(diǎn)數再加上15%～20%的備用量。
一、用戶(hù)存儲容量估算
用戶(hù)應用程序占用多少內存與許多因素有關(guān)，如I/O點(diǎn)數、控制要求、運算處理量、量程結構等。因此在程序設計之前只能粗略的估算。根據經(jīng)驗，每個(gè)I/O點(diǎn)及有關(guān)功能器占用內存大致如下：
開(kāi)關(guān)量輸入元件：10～20B/點(diǎn);
開(kāi)關(guān)量輸出元件：5～10B/點(diǎn);
定時(shí)器/計數器：2B/個(gè);
模擬量：100～150B/點(diǎn);
通信接口：一個(gè)接口一般需要300B以上;支持與MT6100IV5威綸觸摸屏通訊。
根據上面算出總字數再加上25%左右的備用量，可以估算出程序所需要的內存量，從而選擇合適的西門(mén)子PLC內存。
二、本設計所占用的I/O點(diǎn)數計算
輸入信號：開(kāi)始按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn);停止按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn);計數值加1按鈕，需一個(gè)輸入點(diǎn);計數值減1按鈕，需要一個(gè)輸入點(diǎn)。以上共需要4個(gè)輸入信號點(diǎn)，考慮以后對系統的調整與擴充留有20%的備用點(diǎn)，即用4×20%=1，取1個(gè)點(diǎn)，這樣共用5個(gè)輸入點(diǎn)
輸出信號：一共要用十七個(gè)LED數碼管，段選碼需要使用8個(gè)輸出點(diǎn);位選通信號如果使用74LS138譯碼器則需要4個(gè)輸出點(diǎn);以上共需要13個(gè)輸出點(diǎn)考慮以后對系統的調整與擴充留有20%的備用點(diǎn)，即13×20%=2.6，取3個(gè)點(diǎn)，這樣共用16個(gè)輸出點(diǎn)

西門(mén)子模塊有各種類(lèi)型，如單元操作模塊（換熱器、精餾塔、壓縮機等)、計算方法模塊(加速收斂算法、簡(jiǎn)化算法等)、物理化學(xué)性質(zhì)模塊（汽液相平衡計算、熱恰計算等)等。
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