自動供水控制系統(tǒng)的設計(PLC)

1、摘要摘要 隨著社會經(jīng)濟的迅速發(fā)展，人們對供水質量和供水系統(tǒng)可靠性的要求不斷提高;再加上目前能源緊缺，利用先進的自動化技術、控制技術以及通訊技術，設計高性能、高節(jié)能、能適應不同領域的恒壓供水系統(tǒng)成為必然趨勢。本課題用 PLC 實現(xiàn)了自動供水控制系統(tǒng)，介紹了恒壓供水的基本原理以及系統(tǒng)構成的基礎，說明了可編程控制器（PLC）在恒壓供水系統(tǒng)中所擔任的角色。從系統(tǒng)的整體設計方案和實際需求分析開始，緊密的聯(lián)系實際生活的需要，力求做到使系統(tǒng)運行穩(wěn)定，操作簡便，解決實際中問題，保證供水安全、快捷、可靠。關鍵字：關鍵字：PLC 恒壓供水恒壓供水 變頻器變頻器ABSTRACT With the rapid dev

2、elopment of social economy, it is demanded the better of water supplys quality and reliability of water supply system.Meanwhile energy resources are seriously lack. So it is inevitable tendency to design water supply system which has high function and saves on energy well, with help of advanced tech

3、nique of automation,control and communication. At the same time this system can adapt different water supply fields.This subject realize the automatic water control system that used of PLC ,it introduced the basic principle that constant voltage supplies water and foundation that the system form , h

4、ave stated the role served as of the programmable controller (PLC ) in the water -supply system of constant voltage. Since the whole design plan of the system and actual demand are analysed, the need of close life of intergrating with practice, make every effort to make sure to make the system run s

5、teadily, easy and simple to handle, solve and hit the problem actually, guarantee to supply water of the security, swift , reliable. Constant voltage has supplied water and guaranteed to support the water quality amount, the control system taking PLC as host computer has enriched the systematic cont

6、rol function, have improved systematic dependability.Key word: PLC (programmable controller ), Constant voltage, supplies water, Frequency converter I目錄目錄第一章第一章 緒論緒論.11.1 變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義.11.2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內研究現(xiàn)狀.11.3 本文研究的系統(tǒng)組成和工作原理.2第二章第二章 PLC 概述概述.32.1 PLC 介紹.32.2 PLC 工作原理.42.3 PLC 的編程語言.62.4 PLC 的分類.92

7、.5 PLC 控制系統(tǒng)的結構.10第三章第三章 系統(tǒng)硬件的設計系統(tǒng)硬件的設計.133.1 恒壓供水系統(tǒng)的基本構成.153.2 系統(tǒng)控制要求.173.3 控制系統(tǒng)的 I/O 點及地址分配.183.4 系統(tǒng)選型.193.5 PLC 模擬量控制單元的配置以及應用.19第四章第四章 系統(tǒng)程序設計系統(tǒng)程序設計.254.1 由“恒壓”要求出發(fā)的工作泵組數(shù)量控制管理.254.2 多泵組泵站泵組管理規(guī)范.254.3 程序的結果以及程序功能的實現(xiàn).25總結總結.36參考文獻參考文獻.37致謝致謝.38- 1 -第一章第一章 緒論緒論隨著變頻調速技術的發(fā)展和人們對生活飲用水品質要求的不斷提高，變頻恒壓供水系統(tǒng)已逐

8、漸取代原有的水塔供水系統(tǒng)，廣泛應用于多層住宅小區(qū)生活消防供水系統(tǒng)。然而，由于新系統(tǒng)多會繼續(xù)使用原有系統(tǒng)的部分舊設備（如水泵） ，在對原有供水系統(tǒng)進行變頻改造的實踐中，往往會出現(xiàn)一些在理論上意想不到的問題。本文介紹的變頻控制恒壓供水系統(tǒng)，是在對一個典型的水塔供水系統(tǒng)的技術改造實踐中，根據(jù)盡量保留原有設備的原則設計的，該系統(tǒng)很好的解決了舊設備需要頻繁檢修的問題，既體現(xiàn)了變頻控制恒壓供水的技術優(yōu)勢，同時有效的節(jié)省了資金。 1.1 變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義變頻恒壓供水產(chǎn)生的背景和意義眾所周知，水是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要組成部分，在節(jié)水節(jié)能己成為時代特征的現(xiàn)實條件下，我們這個水資源和電能短缺的國家

9、，長期以來在市政供水、高層建筑供水、工業(yè)生產(chǎn)循環(huán)供水等方面技術一直比較落后，自動化程度低。主要表現(xiàn)在用水高峰期，水的供給量常常低于需求量，出現(xiàn)水壓降低供不應求的現(xiàn)象，而在用水低峰期，水的供給量常常高于需求量，出現(xiàn)水壓升高供過于求的情況，此時將會造成能量的浪費，同時有可能使水管爆破和用水設備的損壞。隨著社會的發(fā)展和進步，城市高層建筑的供水問題日益突出。一方面要求提高供水質量，不要因為壓力的波動造成供水的障礙；另一方面要求保障供水的可靠性和安全性，在發(fā)生火災時能可靠供水。針對這兩方面的要求，新的供水方式和控制系統(tǒng)應運而生，這就是 PLC 控制的恒壓無塔供水系統(tǒng)。恒壓無塔供水系統(tǒng)包括生活用水的恒壓控

10、制和消防用水的恒壓控制即雙恒壓系統(tǒng)。恒壓供水保證了供水的質量，以 PLC 為主機的控制系統(tǒng)豐富了系統(tǒng)的控制功能，提高了系統(tǒng)的可靠性。1.2 變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內研究現(xiàn)狀變頻恒壓供水系統(tǒng)的國內研究現(xiàn)狀變頻恒壓供水是在變頻調速技術的發(fā)展之后逐漸發(fā)展起來的。在早期，由于國外生產(chǎn)的變頻器的功能主要限定在頻率控制、升降速控制、正反轉控制、起制動控制、起制動控制、壓頻比控制及各種保護功能。應用在變頻恒壓供水系統(tǒng)中，變頻器僅作為執(zhí)行機構，為了滿足供水量大小需求不同時，保證管網(wǎng)壓力恒定，需在變頻器外部提供壓力控制器和壓力傳感器，對壓力進行閉環(huán)控- 2 -制。目前國內有不少公司在做變頻恒壓供水的工程，大多采用

11、國外的變頻器控制水泵的轉速，水管管網(wǎng)壓力的閉環(huán)調節(jié)及多臺水泵的循環(huán)控制，有的采用可編程控制器(PLC)及相應的軟件予以實現(xiàn)，有的采用單片機及相應的軟件予以實現(xiàn)。但在系統(tǒng)的動態(tài)性能、穩(wěn)定性能、抗擾性能以及開放性等多方面的綜合技術指標來說，還遠遠沒能達到所有用戶的要求。原深圳華為(現(xiàn)己更名為艾默生)電氣公司和成都希望集團(森蘭變頻器)也推出了恒壓供水專用變頻器(5.5kw22kw) ,無需外接 PLC 和 PID 調節(jié)器，可完成最多 4 臺水泵的循環(huán)切換、定時起、停和定時循環(huán)。該變頻器將壓力閉環(huán)調節(jié)與循環(huán)邏輯控制功能集成在變頻器內部實現(xiàn)，但其輸出接口限制了帶負載容量，同時操作不方便且不具有數(shù)據(jù)通信

12、功能，因此只適用于小容量，控制要求不高的供水場所【1】。 可以看出，目前在國內外變頻調速恒壓供水控制系統(tǒng)的研究設計中，對于能適應不同的用水場合，結合現(xiàn)代控制技術、網(wǎng)絡和通訊技術同時兼顧系統(tǒng)的電磁兼容性(EMC)的變頻恒壓供水系統(tǒng)的水壓閉環(huán)控制研究得不夠。因此，有待于進一步研究改善變頻恒壓供水系統(tǒng)的性能，使其能被更好的應用于生活、生產(chǎn)實踐。1.3 本文研究的本文研究的工作原理工作原理和基本要求和基本要求以一個三泵生活/消防雙恒壓無塔供水系統(tǒng)為例來說明其工藝過程，市網(wǎng)來水用高低水位控制器 EQ 來控制注水閥 YV1，它們自動把水注滿儲水池，只要水位低于高水位，則自動往水箱中注水。水池的高/低水位信

13、號也直接送給PLC，作為底水位報警用。為了保障供水的持續(xù)性，水位上下限傳感器高低距離不是相差很大。生活用水和消防用水共用三臺泵，平時電磁閥 YV2 處于失電狀態(tài)，關閉消防管網(wǎng)，三臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生活用水底恒壓值）下進行；當有火災發(fā)生時，電磁閥 YV2 得電，關閉生活用水管網(wǎng)，三臺泵共消防用水使用，并根據(jù)用水量的大小，使消防供水也在恒壓狀態(tài)（消防用水高恒壓值）下進行?；馂慕Y束后三臺泵再改為生活供使用。對三泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是：（1）生活供水時，系統(tǒng)應低于恒壓值運行，消防供水時系統(tǒng)應高恒壓值運行。（2）三臺泵根據(jù)恒壓的需要，采用

14、“先開先停”的原則介入和退出。（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運行的時間超過 3H，則要切換到下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能” ，避免某一臺泵工作時間過長。- 3 -（4）三臺泵在啟動時要又軟啟動功能。第二章第二章 PLCPLC 概述概述2.1 PLC 介紹介紹2.1.1 PLC 的定義的定義最初，可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）簡稱 PLC。只能進行計數(shù)、定時及開關量的邏輯控制。1987 年 2 月，國際電工委員會（IEC）對可編程控制器的定義是：可編程控制器是一種數(shù)學運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下的應用而設計。它采用一類可編程序的

15、存儲器，用于其內部存儲程序、執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字式和模塊式輸入/輸出，控制各種類型機械的生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體、易于擴充功能的原則設計【2】。2.1.2 PLC 的特點的特點（1）可靠性高。在 I/O 環(huán)節(jié)，PLC 采用了光電隔離、濾波等多種措施。系統(tǒng)程序和大部分的用戶程序都采用 EPROM 存儲，一般 PLC 的平均無故障工作時間可達幾萬小時以上。（2）控制功能強。PLC 采用的 CPU 一般是具有較強位處理功能的為處理機，為了增強其復雜的控制功能和連網(wǎng)通訊等管理功能，可以采用雙 CPU

16、 的運行方式，使其功能得到極大的增強。（3）編程方便易學。第一編程語言（梯形圖）是一種圖形編程語言，與多年來工業(yè)現(xiàn)場使用的電器控制圖非常相似，理解方式也相同，非常適合現(xiàn)場人員學習。（4）使用于惡劣的工作環(huán)境。采用封裝的方式，適合于各種震動、腐蝕、有毒氣體等的應用場合。（5）與外部設備連接方便。采用統(tǒng)一接線方式的可坼裝的活動端子排，提供不同的端子功能適合于多種電器規(guī)格。（6）體積小、重量輕、功耗底。（7）性價比高。（8）模塊化結構，擴展能力強。根據(jù)現(xiàn)場的需要進行不同功能的擴展和組裝，一種型號的 PLC 可用于控制從幾個 I/O 點到幾百個 I/O 點的控制系統(tǒng)。- 4 -（9）維修方便，功能更靈

17、活。程序的修改就以意味著功能的修改，因此功能的改變非常靈活。2.2 PLC 工作原理工作原理2.2.1 循環(huán)掃描循環(huán)掃描CPU 連續(xù)執(zhí)行用戶程序、任務的循環(huán)序列稱為掃描。CPU 的掃描周期包括讀輸入、執(zhí)行程序、處理通訊請求、執(zhí)行 CPU 自診斷測試及寫輸出等等內容。PLC 可被看成是在系統(tǒng)軟件支持下的一種掃描設備。他意識周而復始的循環(huán)掃描并執(zhí)行由系統(tǒng)軟件規(guī)定好的任務。用戶程序只是掃描周期的一個組成部分，用戶程序不運行時，PLC 也在掃描，只不過在一個周期中去除了用戶程序和讀輸入、寫輸出這幾部分的內容。典型的 PLC 在一個周期中可以完成以下 5個掃描過程。（1）自診斷測試掃描過程。為保證設備的

18、可靠行，及時放映所出現(xiàn)的故障，PLC 都具有自監(jiān)視功能。（2）與網(wǎng)絡進行通訊的掃描過程。一般小型系統(tǒng)沒有這一掃描過程，配有網(wǎng)絡的 PLC 系統(tǒng)才有通訊掃描過程，這一過程用于 PLC 之間及 PLC 與上位計算機或終端設備之間的通信。（3）用戶程序掃描過程。機器處于正常運行狀態(tài)下，每一個掃描周期內都包含該掃描過程。該過程在機器運行中是否執(zhí)行是可控的，即用戶可以通過軟件進行設定。用戶程序的長短會影響過程所用的時間。（4）讀輸入、寫輸出掃描過程。機器在正常運行狀態(tài)下，每一個掃描周期都包含這個掃描過程。該過程在機器運行中是否被執(zhí)行是可控的。CPU 在處理用戶程序時，使用的輸入值不是直接從輸入點讀取的，

19、運算的結果也不直接送到實際輸出點，而是在內存中設置了兩個映象寄存器：一個為輸入映象寄存器，另一個為輸出映象寄存器。用戶程序所用的輸入值是輸入映象寄存器的值，運算結果也放在輸出映像寄存器。在輸入掃描過程中，CPU 把實際輸入點的狀態(tài)鎖入到輸入映像寄存器：在輸出掃描過程中 CPU 把輸出映像寄存器的值的輸出點。 循環(huán)掃描有如下特點：（1）掃描周期周而復始地進行，讀輸入、輸出和用戶程序是否執(zhí)行是可控的。（2）輸入映像寄存器的內容是由設備驅動的，在程序執(zhí)行過程中的一個周期內輸入映像寄存器的值保持不變，CPU 采用集中輸入的控制思想，只能使用輸入映像寄存器的值來控制程序的執(zhí)行。- 5 -（3）對同一個輸

20、出單元的多次使用、修改次序會造成不同的執(zhí)行結果。（4）各個電路和不同的掃描階段會造成輸入和輸出的延遲，這是 PLC 的主要缺點。 在讀輸入階段，CPU 對各個輸入端子進行掃描，通過輸入電路將各輸入點的狀態(tài)鎖入映象寄存器中。緊接著轉入用戶程序執(zhí)行階段，CPU 按照先左后右、先上后下的順序對每條指令進行掃描，根據(jù)輸入映象寄存器和輸出映象寄存器的狀態(tài)執(zhí)行用戶程序，同時將執(zhí)行結果寫入輸出映象寄存器。在程序執(zhí)行期間，即使輸入端子狀態(tài)發(fā)生變化，輸入狀態(tài)寄存器的內容也不會改變輸入端子狀態(tài)變化只能在下一個周期的輸入階段才被集中讀入。用戶輸入設備輸入端子輸入電路輸入映像寄存器輸入映像寄存器輸出鎖存器輸出電路輸出

21、端子用戶輸出設備Q0.2Q0.1輸入輸出 Q0.1I0.1I0.1圖 2-1 PLC 信號的傳遞過程2.2.2 I/O 響應時間響應時間由于 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，而且對輸入和輸出信號只在每個掃描周期的固定時間集中輸入/輸出，所以必然會產(chǎn)生輸出信號相對輸入信號滯后的現(xiàn)象。掃描周期越長，滯后現(xiàn)象越嚴重。響應時間有輸入延遲、輸出延遲和程序執(zhí)行時間部分決定。（1）PLC 輸入電路設置了濾波器，濾波器的常數(shù)越大，對輸入信號的延遲作用越強。輸入延遲是由硬件決定的，有的 PLC 濾波器時間常數(shù)可調。（2）從輸出鎖存器到輸出端子所經(jīng)歷的時間稱為輸出延遲，對于不同的輸出形式，其值大小不同。它也是由硬

22、件決定的，對于不同信號的 PLC 可以通過查表得到。（3）程序執(zhí)行時間主要由程序長短來決定，對于一個實際的控制程序，編程人員須對此進行現(xiàn)場測算，使 PLC 的響應時間控制在系統(tǒng)允許的范圍內。在最有利的情況下，輸入狀態(tài)經(jīng)過一個掃描周期在輸出得到響應的時間，稱為最小 I/O 響應時間。在最不利的情況下，輸入點的狀態(tài)恰好錯過了輸入的鎖- 6 -入時刻，造成在下一個輸出鎖定才能被響應，這就需要兩個掃描周期時間，稱為最大 I/O 響應時間。它們是由 PLC 的掃描執(zhí)行方式?jīng)Q定的，與編程方法無關【3】。2.2.3 PLC 中的存儲器中的存儲器PLC 中的存儲器按用途分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器以及工

23、作數(shù)據(jù)存儲器。（1）系統(tǒng)程序存儲器中存放的是廠家根據(jù)其選用的 PLC 的指令的系統(tǒng)編寫的系統(tǒng)程序，它決定了 PLC 的功能，用戶不能更改其內容。 （2）用戶程序存儲器用來存儲根據(jù)控制要求而編制的用戶應用程序。 （3）用來存儲工作數(shù)據(jù)的區(qū)域稱為工作數(shù)據(jù)區(qū)。2.3 PLC 的編程語言的編程語言PLC 的硬件系統(tǒng)中，與 PLC 的編程應用關系最直接的要算數(shù)據(jù)存儲器。計算機運行處理的是數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)存儲在存儲區(qū)中，找到待處理的數(shù)據(jù)一定要知道數(shù)據(jù)的存儲地址。PLC 和其他的計算機一樣，為了使用方便，數(shù)據(jù)存儲器都作了分區(qū)，為了每個存儲單元編排了地址，并且經(jīng)機內系統(tǒng)程序為每個存儲單元賦予了不同的功能，形成了專用

24、的存儲元件。這就是前面提到過的編程的“軟”元件。為了理解方便，PLC 的編程元件用“繼電器”命名， 認為它們象繼電器一樣具有線圈以及觸點，并且線圈得電，觸點動作。當然這個線圈和觸點只是假象，所謂線圈得電不過是存儲單元置 1，線圈失電，不過就是存儲單元置 0，也正因為如此，我們稱之為“軟”元件。但是這種“軟”繼電器也有個突出的好處，可以認為它們具有無數(shù)多對動合動斷觸點，因此每取用一次它的觸點，不過是讀一次它的存儲數(shù)據(jù)而已。2.3.1 PLC 的編程結構功能圖的編程結構功能圖 任何語言都有編程的對象和基礎，重要介紹梯形圖語言和語句表語言，而功能圖是理解這兩種語言的基礎。如圖 2-2 所示為 PLC

25、 內部的結構功能示意圖。輸入繼電器是由外部輸入驅動的，梯形圖中只能使用其介入點狀態(tài)值，用戶不能改變輸入繼電器的狀態(tài)。輔助繼電器的種類和多少決定了 PLC 控制功能的強弱，相當于工作寄存器的多少和功能的強弱。- 7 -實際的 PLC 中并沒有圖中的物理繼電器，用繼電器來表示 PLC 的內部功能結構是為了使習慣于繼電器控制的工程技術人員更好的理解 PLC 的功能，更好的使用 PLC，就像他在設計繼電器控制電路一樣。梯形圖語言是一種圖形化的語言，是一種面向控制過程的“自然語言” 。梯形圖編程語言形象、直觀、準確的描述了邏輯控制關系，容易被廣大的工程技術人員所掌握。PLC 與被控對象所連接的只是 I/

26、O 條件，而 I/O 之間的組合控制關系需要用軟件的方法來描述清楚，梯形圖是一種描述方法，當然還有語句等表示其他的語言。語言的支持取決于廠家開發(fā)的系統(tǒng)程序只要將其輸入 PLC 的用戶程序存儲器中，PLC 就能夠直接解釋并實現(xiàn) I/O 間的控制關系【4】。COM401402403404405406407408431431433432432433434434Sb輸出繼電器X402X404 Y431 Y431X402M101 T451K11 Y431 Y432 Y433Y434 輔助繼電器外部輸出觸點 輸入繼電器SQSP輸出信號外部輸入設備輸出信號外部負載設備 圖 2-2 PLC 內部的結構功能示意

27、圖2.3.2 梯形圖編程語言梯形圖編程語言PLC 是通過程序對系統(tǒng)進行控制的，作為一種專用計算機，為了適應其應用領域，一定有其專用的語言。PLC 的編程語言有多種，如梯形圖、語句表、功能圖、邏輯方程等。梯形圖編程語言是一種圖形語言，具有繼電器控制電路形象、直觀的優(yōu)點；語句表編程語言類似計算機的匯編語言，用助記符來表示各種指令的功能，是 PLC 用戶程序的基礎元素。一般而言，梯形圖程序讓 PLC 仿真來自電源的電流通過一系列的輸入邏輯條件，根據(jù)結果決定邏輯輸出的允許條件。邏輯通常被分解成小的容易理解的片，這些片通常被稱為“梯級”或網(wǎng)絡。- 8 -程序一次掃描執(zhí)行一次網(wǎng)絡，按照從做到右、從上到下的

28、順序進行。一旦CPU 執(zhí)行到程序的結尾，就又從上到下執(zhí)行程序。在每一個網(wǎng)絡中，指令以列為基礎被執(zhí)行，從上而下、從左到右依次執(zhí)行，直到本網(wǎng)絡的最后一個線圈列。因此為了充分利用存儲器容量，使掃描時間盡可能短，利用梯形圖編程時應限制觸點之間的距離，并使網(wǎng)絡左上邊這部分空白最少。其中，串聯(lián)觸點較多的支路要寫在上面，并聯(lián)支路應寫在左邊，線圈放于觸點的右邊。如圖 2-3 所示是用 PLC 控制的梯形圖程序，可完成與繼電器控制的電動機直接起、停（起、保、停）繼電器控制電路圖相同的功能。梯形圖和繼電器控制電路圖很相似，這是可以用 PLC 控制取代繼電器控制的基礎，可以把經(jīng)過實踐證明設計是成功的繼電器電路圖進行

29、轉換，從而設計出具有相同功能的 PLC 控制程序，充分發(fā)揮 PLC 的功能完善、可靠性高、控制靈活的特點。當然，它們還是存在著本質上的區(qū)別，主要表現(xiàn)如下所述。按鈕 的常開觸點按鈕 的常閉觸點繼電器 的線圈繼電器 的常開觸點圖 2-3 梯形圖（1）繼電器控制電路中使用的繼電器是物理的元器件，繼電器與其他控制電器之間的連接必須通過硬件連接線來完成。PLC 中的繼電器是內部的寄存器位，稱為“軟繼電器” ，它具有物理繼電器相似的功能。當它的“線圈”通電時，其所屬的常開觸點閉合，常閉觸點斷開；當它的線圈斷電時，其所屬的常開觸點和常閉觸點均恢復常態(tài)。PLC 梯形圖中的接線稱為“軟接線” ，這種“軟接線”是

30、通過編程來實現(xiàn)的，具有更改簡單、調試方便等特點。而繼電器控制電路圖是點線連接圖，相對來素施工困難、更改費力。（2）PLC 中的每一個繼電器都對應著一個內部的寄存器，由于可以隨時不受限地讀取其內容，所以，可以認為 PLC 的繼電器有無數(shù)個常開、常閉觸點供用戶使用。PLC 梯形圖中的觸點代表的是“邏輯”輸入條件、外部的實際開關、按鈕或內部的繼電器觸點條件等。而物理繼電器的觸點個數(shù)是有限的。（3）PLC 的輸入繼電器是由外部信號驅動的，在梯形圖中只能用其觸點，這在物理繼電器中是不可能的。線圈通常代表“邏輯”輸出結果，如燈、電機啟動器、中間繼電器、內部輸出條件等。- 9 -（4）繼電器控制系統(tǒng)中是按照

31、觸點的動作順序和是延遲逐個動作的，動作順序與電路圖的編寫順序無關。PLC 按照掃描方式工作，首先采取輸入信號，然后對所有梯形圖進行計算，造成了宏觀與動作順序的無關，但是微觀上在一個時間段上的是實際執(zhí)行順序與梯形圖的編寫順序一致而不是無關的。（5）PLC 梯形圖中的兩根母線以失去原有的意義，它只表示一個梯形的起始和終了，并無實際電流通過，假象的概念電流只能從左向右流。為了充分發(fā)揮 CPU 的邏輯運算功能，設置了大量的稱為盒的附加命令，如定時器、計算器、格式轉換、模擬量 I/O、PID 調節(jié)或數(shù)學運算指令等，充分的發(fā)揮了計算機的強大計算功能，他們與內部繼電器一起完成 PLC 的各種復雜控制功能【5

32、】。2.4 PLC 的分類的分類PLC 發(fā)展到今天，已經(jīng)有了多種形式，而且功能也不盡相同，分類時，一般按以下原則來考慮。2.4.1 按按 I/O 點數(shù)容量分類點數(shù)容量分類一般而言，處理 I/O 點數(shù)越多，則控制關系就 比較復雜，用戶要求的程序存儲器容量比較大，要求 PLC 指令及其他功能比較多，指令執(zhí)行的過程也比較快。按 PLC 的輸入、輸出點數(shù)的多少可將 PLC 分為以下三類。（1）小型機 小型機 PLC 的功能一般以開關量控制為主，小型 PLC 輸入、輸出點數(shù)一般在 256 點以下，用戶程序存儲器容量在 4K 左右。現(xiàn)在的高性能小型 PLC 還具有一定的通訊能力和少量的模擬量處理能力。這類

33、的 PLC 的特點是價格低廉，體積小巧，適合于控制單臺設備和開發(fā)機電一體化產(chǎn)品。典型的小型機有 SIEMENS 公司的 S7-200 系列、OMRON 公司的 CPM2A系列、MITUBISH 公司的 FX 系列和 AB 公司的 SLC500 系列等整體式 PLC 產(chǎn)品。（2）中型機中型 PLC 的輸入、輸出總點數(shù)在 2562048 點之間，用戶程序存儲器容量達到 8K 字左右。中型 PLC 不僅具有開關量和模擬量的控制功能，還具有更強的數(shù)字計算能力，它的通信功能和模擬量處理功能更強大，中型機比小型機更豐富，中型機適用于更復雜的邏輯控制系統(tǒng)以及連續(xù)生產(chǎn)線的過程控制系統(tǒng)場合。典型的中型機有 SI

34、EMENS 公司的 S7-300 系列、OMRON 公司的 C200H 系- 10 -列、AB 公司的 SLC500 系列等模塊式 PLC 產(chǎn)品。（3）大型機 大型 PLC 的輸入、輸出總點數(shù)在 2048 點以上，用戶程序儲存器容量達到16K 以上。大型 PLC 的性能已經(jīng)與工業(yè)控制計算機相當，它具有計算、控制和調節(jié)的能力，還具有強大的網(wǎng)絡結構和通信聯(lián)網(wǎng)能力，有些 PLC 還具有冗余能力。它的監(jiān)視系統(tǒng)采用 CRT 顯示，能夠表示過程的動態(tài)流程，記錄各種曲線，PID 調節(jié)參數(shù)等；它配備多種智能板，構成一臺多功能系統(tǒng)。這種系統(tǒng)還可以和其他型號的控制器互聯(lián)，和上位機相聯(lián)，組成一個集中分散的生產(chǎn)過程和

35、產(chǎn)品質量控制系統(tǒng)。大型機適用于設備自動化控制、過程自動化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)。典型的大型 PLC 有 SIEMENS 公司的 S7-400、OMRON 公司的 CVM1 和CS1 系列、AB 公司的 SLC5/05 等系列【6】。2.4.2 按結構形式分按結構形式分根據(jù) PLC 結構形式的不同，PLC 主要可分為整體式和模塊式兩類。（1）整體式結構整體式結構的特點是將 PLC 的基本部件，如 CPU 板、輸入板、輸出板、電源板等緊湊的安裝在一個標準的機殼內，構成一個整體，組成 PLC 的一個基本單元（主機）或擴展單元?；締卧显O有擴展端口，通過擴展電纜與擴展單元相連，配有許多專用的特殊功能的模

36、塊，如模擬量輸入/輸出模塊、熱電偶、熱電阻模塊、通信模塊等，以構成 PLC 不同的配置。整體式結構的 PLC 體積小，成本底，安裝方便。微型和小型 PLC 一般為整體式結構。如西門子的 S7-200 系列。（2）模塊式結構 模塊式結構的 PLC 是由一些模塊單元構成，這些標準模塊如 CPU 模塊、輸入模塊、輸出模塊、電源模塊和各種功能模塊等，將這些模塊插在框架上和基板上即可。各個模塊功能是獨立的，外型尺寸是統(tǒng)一的，可根據(jù)需要靈活配置。目前大、中型 PLC 都采用這種方式。如西門子的 S7-300 和 S7-400 系列。整體式 PLC 每一個 I/O 點的平均價格比模塊式的便宜，在小型控制系統(tǒng)

37、中一般采用整體式結構。但是模塊式 PLC 的硬件組態(tài)方便靈活，I/O 點數(shù)的多少、輸入點數(shù)與輸出點數(shù)的比例、I/O 模塊的使用等方面的選擇余地都比整體式 PLC大的多，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復雜的、要求較高的系統(tǒng)一般選用模塊式 PLC。- 11 -2.5 PLC 控制系統(tǒng)的結構控制系統(tǒng)的結構使用 PLC 可以構成多種形式的控制結構，下面介紹幾種常用的 PLC 控制系統(tǒng)。2.5.1 單機控制系統(tǒng)單機控制系統(tǒng)單機控制系統(tǒng)是較普通的一種 PLC 控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)使用一臺 PLC 控制一個對象，控制系統(tǒng)要求的 I/O 點數(shù)和存儲器容量都比較小，沒有 PLC 的通訊問題，采樣條件和

38、執(zhí)行結構都比較集中，控制系統(tǒng)的構成簡單明了。如圖 2-4 所示是一個簡單的單機控制系統(tǒng)，圖中 PLC 可以選用任何一種類型。在單機控制系統(tǒng)中由于控制對象比較確定，因此系統(tǒng)要完成的功能一般較明確，I/O 點數(shù)、存儲器容量等參數(shù)的余量適中即可等參數(shù)的余量適中即可。 圖 2-4 簡單的單機控制系統(tǒng)2.5.2 集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)集中控制系統(tǒng)用儀態(tài)功能強大的 PLC 監(jiān)視、控制多個設備，形成中央集中式的控制系統(tǒng)。其中，各個設備之間的聯(lián)絡，連鎖關系、運行順序等統(tǒng)一由中央 PLC 來完成，如圖 2-5 示【7】。顯然，集中控制系統(tǒng)比單機控制系統(tǒng)經(jīng)濟的多。但是當其中一個控制對象的控制程序需要改變時，必須

39、停止運行中央 PLC，其他的控制對象也必須停止運行。當各個控制對象的地理位置距集中控制系統(tǒng)比較遠時，需要大量的電纜線，造成系統(tǒng)成本的增加。為了適應控制系統(tǒng)的改變，采用集中控制系統(tǒng)時，必須注意選擇 I/O 點數(shù)和存儲器容量時要留有足夠的余量，以便滿足增加控制對象的要求。P L C控 制 對 象- 12 -P L C控制對象 A控制對象 B控制對象 C 圖 2-5 集中控制系統(tǒng) 2.5.3 分散控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)分散控制系統(tǒng)的構成如圖 2-6 所示，每一個控制對象設置一臺 PLC，各臺PLC 可以通過信號傳遞進行內部連鎖、響應或發(fā)令等，或者由上位機通過數(shù)據(jù)通信總線進行通訊。分散控制系統(tǒng)常用于多臺

40、機械生產(chǎn)線的控制，各個生產(chǎn)線之間有數(shù)據(jù)連接。由于各個控制對象都由自己的 PLC 進行控制，當其中一個 PLC 停止運行時不需要停止運行其他的 PLC。隨著 PLC 性能的不斷提高，由 PLC 擔當?shù)蛯涌刂迫蝿眨ㄟ^網(wǎng)絡連接，PLC 與過程控制相結合的分散控制系統(tǒng)將是計算機控制的重要發(fā)展方向。與集中控制系統(tǒng)相比，分散控制系統(tǒng)的可靠性大大加強。具有相同 I/O 點數(shù)時，雖然分散控制系統(tǒng)中多用了一臺或幾臺 PLC，導致價格偏高，但是從維護、試運轉或增設控制對象等方面來看，其靈活性要大得多，總的成本核算是合理的。上機位PLC APLC BPLC C控制對象 A控制對象 B控制對象 C 圖 2-6 分散

41、控制系統(tǒng)- 13 -第三章第三章 系統(tǒng)硬件的設計系統(tǒng)硬件的設計學習 PLC 的硬件系統(tǒng)、指令系統(tǒng)和編程方法以后，對于設計一個較大的PLC 控制系統(tǒng)時，要全面考慮多種因素，不管所設計的控制系統(tǒng)的大小，一般都要用以下設計步驟來進行系統(tǒng)設計。隨著 PLC 功能的不斷完善和提高，PLC 幾乎可以完成工業(yè)領域的所以控制任務。但是 PLC 還是有最適合它的應用場合，所以接到一個控制任務以后，要分析被控對象的控制過程和要求，看看用什么控制設備來完成該任務最合適。其實現(xiàn)在的可編程不僅處理開關量，而且對模擬量的處理能力也很強。所以在很多情況下也可以取代工業(yè)控制計算機（IPC）作為主控器。控制對象以及控制裝置確定

42、后，還要進一步確定 PLC 的控制范圍。一般來說，能夠反映生產(chǎn)過程的運行情況，能用傳感器直接測量的參數(shù)，控制邏輯復雜的部分都由 PLC 控制來完成。當某一個控制任務決定由 PLC 來完成后。選擇 PLC 就成為最重要的事情。一方面是選擇多大容量的 PLC，另一方面是選擇什么公司的 PLC 以及外設。對第一個問題，首先要對控制任務進行詳細的分析，把所有的 I/O 點找出來，包括開關量 I/O 模擬量 I/O 以及這些 I/O 點的性質。I/O 點是性質主要是指他們是直流信號還是交流信號，它們的電源電壓?？刂葡到y(tǒng)輸出點的類型非常關鍵，如果它們之中既有交流 220V 的接觸器、電磁閥，又有直流 24

43、V 的指示燈，則最后選用的 PLC 的輸出點有可能大于實際點數(shù)。因為 PLC 的輸出點一般是幾個一組共用一個公共端，這一組的輸出只能有一個電源的種類和等級。對于第二個問題，則有以下幾個方面要考慮：- 14 -（1）功能方面。所有 PLC 一般都具有常規(guī)的功能，但是對于某些特殊要求，就要知道所選用的 PLC 是否有能力完成控制任務。如對 PLC 與 PLC、PLC與智能儀表以及上位機之間靈活方便的通訊要求；或對 PLC 的計算速度、用戶程序容量有特殊要求的；或對 PLC 的位置控制有特殊要求等。這就要求用戶對市場上流行的 PLC 品種有一個詳細的了解，以便做出正確的選擇。（2）價格方面。不同廠家

44、的 PLC 產(chǎn)品價格相差很大，有些功能類似、質量相當、I/O 點數(shù)相當?shù)?PLC 的價格能相差 40%以上。在使用 PLC 較多的情況下，這樣的差價必須是需要考慮的。（3）個人喜好方面。有些工程技術人員對某種品牌的熟悉，所以一般比較喜歡使用這種產(chǎn)品。- 15 -分析評估控制任務PLC 機選型，I/O 設備選擇I/O 地址分配程序設計電氣系統(tǒng)安裝調試程序設計硬件系統(tǒng)接線圖和控制柜檢查修改程序檢查硬件接線聯(lián)機調試交付使用現(xiàn)場安裝調試編制技術文件滿足要求滿足要求NNYNY 圖 3-1 PLC 控制系統(tǒng)設計步驟輸入/輸出信號在 PLC 接線端子上的地址分配是進行 PLC 控制系統(tǒng)設計的基礎。對軟件設計

45、來說，I/O 地址分配以后才可以進行編程；對控制柜和 PLC的外圍接線來說，只有 I/O 地址確定以后，才可以繪制電氣接線圖、裝配圖，讓裝配人員根據(jù)線路圖和安裝圖安裝控制柜。系統(tǒng)調試分模擬調試和聯(lián)機調試。硬件部分的模擬調試可在斷開主電路的情況下，主要試一試手動控制部分是否正確。- 16 -軟件部分的模擬調試可借助于模擬開關和 PLC 輸出端的輸出指示燈進行。需要模擬量信號 I/O 時，可用電位器和萬用表配合進行。調試時?？衫蒙显V外圍設備模擬各種現(xiàn)場開關和傳感器狀態(tài)，然后觀察 PLC 的輸出邏輯是否正確。如果有錯誤則修改后反復調試。現(xiàn)在 PLC 的主流產(chǎn)品都可以在 PLC 機上編程，并可以在電

46、腦上直接進行模擬調試。聯(lián)機調試時，可以把編制好的程序下載到現(xiàn)場的 PLC 中。有時 PLC 也許只有這一臺，這時就要把 PLC 安裝到控制柜相應的位置上。調試時一定要先將主電路斷電，只對控制電路進行聯(lián)調即可。通過現(xiàn)場聯(lián)調信號的接入常常還會發(fā)現(xiàn)軟件以及硬件中的一些問題，有時廠家還需要對某些控制功能進行改進，這種情況下，都要經(jīng)過反復測試系統(tǒng)后，才能最后交付使用。產(chǎn)生水壓的設備是水泵，水泵轉動的越快，產(chǎn)生的水壓就越高。傳統(tǒng)的維持水壓的方法就是建造水塔，水泵開者時將水打到水塔中，水泵休息時借助水塔的水位繼續(xù)供水。水塔中的水位變化相對水塔的高度來說很小，也就是說水塔能夠維持供水管路中水壓的基本恒定【8】

47、。但是建造水塔需花費財力，水塔還會造成水的二次污染。不用水塔，而要解決水壓隨用水量大小變化的問題。通常的辦法是：用水量大時，增加水泵的數(shù)量或提高水泵的轉動速度以保證管網(wǎng)中的水壓不變，用水量小時又需作出相反的調節(jié)。這就是恒壓供水的基本思路。這在電動機速度調節(jié)技術不發(fā)達的年代是不可設想的，但是今天辦到這一點已經(jīng)變的很容易了，交流變頻的誕生為水泵轉速的平滑連續(xù)調節(jié)提供了方便。交流變頻器是改變交流電源頻率的電子設備，輸入三相工頻交流電后，可以輸出頻率平滑變化的三相交流電。建造水塔需要花費財力，水塔還會造成水的二次污染。那么可不可以不借助水塔來實現(xiàn)恒壓供水？答案是肯定的，但是要解決水壓隨用水量的大小變化

48、的問題。通常的辦法是：用水量大時，增加水泵的數(shù)量或提高水泵的轉動速度以保持管網(wǎng)中水壓的不變，用水量小時又需要做出相反的調節(jié)。這就是恒壓供水的基本思路，這在電動機速度調節(jié)技術不發(fā)達的年代是不可以想象的，但是在今天辦到這一切已經(jīng)邊的很容易了。3.1 恒壓供水系統(tǒng)的基本構成恒壓供水系統(tǒng)的基本構成恒壓供水泵站一般需設多臺水泵及電機，這比設單臺水泵及電機節(jié)能而可靠。配單臺電機和水泵時，它們的功率必須足夠的大，在用水量少十開一臺大電機肯定是浪費，電機選小了用水量大時供水不足。而且水泵和電機都有維修的時候，備用泵是必要的。恒壓供水的主要目標是保持管壓網(wǎng)水壓的恒定，水泵電機的轉速套跟隨用水量的變化而變化，這就

49、要用變頻器為水泵供電。這也- 17 -有兩種配置方式，一是為每臺水泵電機配一臺變頻器，這當然方便，電機與變頻器間不需要切換，但是購買變頻器的費用較高。另一種方案是數(shù)臺電機陪一臺變頻器，變頻器與電機見可以切換，供水運行時，一臺水泵變頻運行，其余水泵共頻運行，以滿足不同用水兩的需求。下圖為恒壓供水泵站的示意圖。如圖 3-2 所示，圖中壓力傳感器用于檢測管網(wǎng)中的水壓，常裝設在泵站的出水口。當用水量大時，水壓降低；用水量小時，水壓升高。水壓傳感器將水壓的變化轉變?yōu)殡娏骰螂妷旱淖兓徒o調節(jié)器【9】。水箱 調節(jié)器變頻器電動機水泵壓力傳感器用戶圖 3-2 變頻恒壓供水站的基本組成調節(jié)器是一種電子裝備,在系統(tǒng)

50、中完成以下幾種功能:(1)設定水管壓力的給定值，恒壓供水水壓的高低依需要設定。供水距離越遠，用水地點越高，系統(tǒng)所需供水壓力越大。給定值即是系統(tǒng)正常工作時的恒壓值，另外有些供水系統(tǒng)可能有多種供水目的，如將生活用水與消防用水共用一個泵站，水壓的設定值可能不只一個，一般消防用水的水壓要高一些，調節(jié)器具有給定值設定功能，可以以數(shù)字量進行設定，也有的調節(jié)器以模擬量方式設定。（2）接受傳感器送來的管網(wǎng)水壓的實測值。管網(wǎng)實測水壓回送到泵站控制裝置稱為反饋，調節(jié)器實反饋的接受點。（3）根據(jù)給定值和實測值的綜合，依一定的調節(jié)規(guī)律發(fā)出系統(tǒng)調節(jié)信號。調節(jié)器接受了實測水壓的反饋信號后，將它與給定值比較，得到給定值與實

51、測值之差。如果給定值大于實測值，說明系統(tǒng)水壓低于理想水壓，要加大水泵電機的轉速，如果水壓高于理想水壓，要降低水泵電機的轉速。這些都是由調節(jié)- 18 -器的輸出信號控制。為了實現(xiàn)調節(jié)的快速性與系統(tǒng)的穩(wěn)定性，調節(jié)工作中還有個調節(jié)規(guī)律的問題，傳統(tǒng)調節(jié)器的調節(jié)規(guī)律多是比例-積分-微分調節(jié)，俗稱 PID調節(jié)。調節(jié)器的調節(jié)參數(shù)，如 PID 參數(shù)均是可以由使用者設定的，PID 調節(jié)過程視調節(jié)器的的內部構成由數(shù)字式調節(jié)及模擬量調節(jié)兩類，以微型計算機調節(jié)器多為數(shù)字調節(jié)器。調節(jié)器的輸出信號一般式模擬信號，420mA 變化的電流信號或 010V 間變化的電壓信號。信號的量值與前面提到的差值成正比，用于驅動執(zhí)行設備工

52、作。下面以一個三泵生活/消防雙恒壓無塔供水系統(tǒng)為例來說明其工藝過程，如圖 3-3 所示，市網(wǎng)來水用高低水位控制器 EQ 來控制注水閥 YV1，它們自動把水注滿儲水池，只要水位低于高水位，則自動往水箱中注水。水池的高/低水位信號也直接送給 PLC，作為低水位報警用。為了保障供水的持續(xù)性，水位上下限傳感器高低距離不是相差很大。生活用水和消防用水共用三臺泵，平時電磁閥 YV2 處于失電狀態(tài)，關閉消防管網(wǎng)，三臺泵根據(jù)生活用水的多少，按一定的控制邏輯運行，使生活用水的恒壓狀態(tài)（生活用水底恒壓值）下進行；當有火災發(fā)生時，電磁閥 YV2 得電，關閉生活用水管網(wǎng)，三臺泵共消防用水使用，并根據(jù)用水量的大小，使消

53、防供水也在恒壓狀態(tài)（消防用水高恒壓值）下進行?；馂慕Y束后三臺泵再改為生活供水使用【10】。水池yv11#2#3#消防用水生活用水 市網(wǎng)來水EQ圖 3-3 生活消防雙恒壓供水系統(tǒng)構成圖3.2 系統(tǒng)控制要求系統(tǒng)控制要求對三泵生活/消防雙恒壓供水系統(tǒng)的基本要求是：（1）生活供水時，系統(tǒng)應低于恒壓值運行，消防供水時系統(tǒng)應高恒壓值運- 19 -行。（2）三臺泵根據(jù)恒壓的需要，采用“先開先停”的原則介入和退出。（3）在用水量小的情況下，如果一臺泵連續(xù)運行的時間超過 3H，則要切換到下一臺泵，即系統(tǒng)具有“倒泵功能” ，避免某一臺泵工作時間過長。（4）三臺泵在啟動時要又軟啟動功能。（5）要有完整的報警功能。（

54、6）對泵的操作要有手動控制功能，手動只在應急或檢修時臨時使用。3.3 控制系統(tǒng)的控制系統(tǒng)的 I/O 點及地址分配點及地址分配PLC 要能夠識別和接受描述現(xiàn)場設備的開關量，同時要能夠發(fā)出控制信號控制一些執(zhí)行設備，以便對現(xiàn)場設備進行控制。PLC 是通過 I/O 單元完成此工作的。I/O 單元是 PLC 與外部設備相互聯(lián)系的通道，能輸入/輸出多種形式和驅動能力的信號，以實現(xiàn)被控設備與 PLC 的 I/O 接口之間的電平轉換、電氣隔離、串/并轉換、A/D 與 D/A 轉換等功能。輸入單元接受現(xiàn)場設備向 PLC 提供信號，包括人為的控制信號和能描述現(xiàn)場狀態(tài)的開關量信號，例如由按鈕、限位開關、繼電器觸點、

55、接近開關、撥碼器等提供的開關量。這些信號經(jīng)過輸入電路進行濾波、光電隔離、電平轉換等處理后，變成 CPU 能夠接受和處理的信號。輸出單元將經(jīng)過 CPU 處理的弱電信號通過光電隔離、功率放大等處理，轉換成外部設備所需要的強電信號，以驅動各種執(zhí)行元器件，如接觸器、電磁閥、電磁鐵、調節(jié)閥、調速裝置等。根據(jù)圖 3-3 及以上控制要求統(tǒng)計控制系統(tǒng)的輸入輸出信號的名稱、代碼及地址編號如下表所示。水位上下限信號分別位 I0.1、I0.2，它們在水淹沒時為 0，露出時為 1。表 3.1 輸入輸出點代碼及地址編號 名 稱代 碼地址編號手動和自動消防信號SA1I0.0水池水位下限信號SLLI0.1水池水位上限信號S

56、LHI0.2變頻器報警信號SUI0.3消鈴按鈕SB9I0.4試燈按鈕SB10I0.5 輸 入 信 號遠程壓力表模擬量變壓值UAIW0輸1#泵工頻運行接觸器及指示燈KM1，HL1Q0.0- 20 -1#泵變頻運行接觸器及指示燈KM2，HL2Q0.12#泵工頻運行接觸器及指示燈KM3，HL3Q0.22#泵變頻運行接觸器及指示燈KM4，HL4Q0.33#泵工頻運行接觸器及指示燈KM5，HL5Q0.43#泵變頻運行接觸器及指示燈KM6，HL6Q0.5 出 信 號 生活/消防供水轉換電磁閥YV2Q1.03.4 系統(tǒng)選型系統(tǒng)選型從上面分析可知，系統(tǒng)共有開關量輸入點 6 個、開關量輸出點 12 個；模擬量輸

57、出點 1 個模擬量輸出點 1 個。如果選用 CPU 224 PLC，也需要擴展單元；如果選用 CPU 226 PLC 則價格較高，浪費較大。參照 S7 200 的產(chǎn)品目以及市場實際價格，選用主機為 CPU222（8 輸入/6 輸出繼電器）一臺，加上一臺擴展模塊 EM222（8 繼電器輸出） ，再擴展一臺模擬量模塊 EM235（4AI/1AO） 。這樣的配置是最經(jīng)濟的。整個 PLC 系統(tǒng)的配置如圖 3-4：圖 3-4 PLC 系統(tǒng)組成S7-200PLC 是德國西門子公司生產(chǎn)德一種小型 PLC，其許多功能達到大、中型 PLC 的水平，而價格卻和小型 PLC 一樣，因此，它一經(jīng)退出，即受到了廣泛的關

58、注。特別是 S7-200CPU22*系列 PLC。由于它具有多種功能模塊和人機界面（HMI）可供選擇，所以系統(tǒng)的集成非常方便，并且可以很容易的組成 PLC 網(wǎng)絡。3.5 PLC 模擬量控制單元的配置以及應用模擬量控制單元的配置以及應用PLC 的普通輸入輸出端口均為開關量處理端口，了使 PLC 能完成模擬量的處理,常見的方法是為整體式 PLC 加配模擬量擴展單元。模擬量擴展單元可將外部模擬量轉化為 PLC 可處理的數(shù)字量及將 PLC 內部運算結果數(shù)字量轉換為機外可以使用的模擬量。模擬量擴展單元有單獨用于模/數(shù)轉換的，單獨用于數(shù)/轉換的，也兼有模/數(shù)和數(shù)/模兩種功能的，以下介紹 S7-200 系列

59、 PLC 的模擬量擴展模塊 EM235，它具有四路模擬量輸入及一路模擬量輸入，可以用于恒壓供水控主機單元CUP222AC/DC 繼電器擴展單元EM2228 點繼電器模擬量單元EM2354AI/1AO- 21 -制中【11】。3.5.1 EM235 模擬量工作單元性能指標模擬量工作單元性能指標 表 3.2 模擬量擴展模塊 EM235 輸入/輸出技術規(guī)范輸 入 技 術 規(guī) 范輸 出 技 術 規(guī) 范最大輸出電壓30VDC隔離（現(xiàn)場到邏輯）無最大輸入電壓32mA輸入濾波衰減-3dB，3.1kHz分辨率12 位 A/D 轉換器信號范圍 電壓輸出 電流輸出10020 mA隔離否輸入類型差分輸入范圍分辨率，

60、滿量程 電壓 電流12 位11 位電壓單極性010V，05V01V，0500mV電壓電流-32000+320000+32000精度最差情況 055電壓輸出電流輸出2%滿量程2%滿量程電壓雙極性電流0100Mv,050mV10V，5V，2.5V1V，500mV，250Mv100mV, 50mV, 25mv020mA輸入分辨率AD 轉換時間250s模擬輸入階躍響應1.5 mS 到 95%共模抑制4dB,DC 到 60Hz共莫電壓信號電壓加共加模電壓12V精度最差情況 055電壓輸出電流輸出典型，25電壓輸出電流輸出2%滿量程2%滿量程5%滿量程5%滿量程24VDC 電壓范圍20.428.8V數(shù)據(jù)字