测控技术与仪器专业毕业论文--基于plc的远程温度控制系统的设计与调试

测控技术与仪器专业毕业论文--基于plc的远程温度控制系统的设计与调试内容摘要：

递增方式 (20 kHz)。 当计数与一设置值匹配或下降在一规定范围内时，能触发中断。 中断输入（计数器方式）可用递增计数器或递减计数器 (2kHz)并在计数与目标值匹配时触发中断（执行中断程序）。 脉冲输出的容易位置控制： 晶体管输出 CPM2A PC 具有两个能产生10Hz~10kHz 脉冲（单相脉冲）的输出： 在用作单相脉冲输出时，可以产生频率范围为10Hz～ 10kHz 的固定占空率的或频率范围为 ～ 的可变占空率（ 0～ 100%占空率）的两种输出。 在用作脉冲 +方向或增 /减脉冲输出时，只能产生频率范围为 10Hz～ 10kHz 的一种输出。 (3) 机械控制用的高速输入能力 （仅晶体管输出） （仅晶体管输出） 8 高速中断输入功能 ： 有四个输入用于中断输入（与快速响应输入和计数方式的中断输入共用），最小输入信号宽度与 50μs，响应时间为。 当一中断输入变为 ON 时，主 程序停止而中断程序执行。 快速响应输入功能 ： 有四个输入用于快速响应输入（与中断输入和计数方式的中断输入共用），能可靠地读出信号宽度短到 5μs的输入信号。 稳定输入滤波器功能 ： 所有输入的输入时间常数都可以设置为 1ms， 2ms， 3ms，5ms， 10ms， 20ms， 40ms 或 80ms。 信号抖动和外部噪声可以通过提高输入时间常数来降低。 (4) 其它功能 间隔计时器中断 ： 间隔计时器可以设置在 和 319,968ms 之间，并能设置为只产生一次中断（单次方式）或定时中断（预定中断方式）。 模拟量设定 ： CPU 单元有两个控制器能用于改变 IR 250 和 IR 251 中的模拟量设定 (0～ 200BCD)，这些控制器可用来方便地改变或微调机械设定，如传输带的暂停时间或传送率。 日历 /时钟 ： 内装时钟（精确度在 1 分钟 /月之内）能从程序读出并示出当前的年，月，日，周日和时间。 时钟可以从编程设备（如编程器）来设置或通过向上或向下滚动到最近的分钟来调整时间。 长期计时 器： TIML(— )是一个长期计时器，寄存设置值高达 99,990秒（ 27 小时， 46 分， 30 秒）。 当与秒 小时转换指令(HMS(— ))相结合时，长期计时器为控制装置的工艺过程提供了一个简易方法。 模拟量 PID 控制： 模拟量 I/O 单元可以使用 PID(— )指令来控制模拟量 I/O。 (5) 完善的通信能力 上位链接： 通过 PC 的 RS232C 端口或外围端口可进行上位链接连接。 在上位链接方式下连接的个人计算机或可编程终端可用于，如读 /写 PC 的 I/O 存储器的数据或读 /改变 PC 的操作方式的操作。 下图 即为上位链接的示意图。 9 图 上位链接示意图 无协议通信 ： TXD(48)和 RXD(47)指令可用无协议方式与标准串行设备交换数据。 例如，从条形码阅读器接收数据或发送数据到串行打印机。 串行设备可连接到 RS232C 端口或外围端口。 下图 即为两种无协议通信的示意。 图 无协议通信示意图 高速 1： 1 NT 链接通信 ： 在 1： 1NT 链接中， OMRON 可编程终端 (PT)可以直接与 CPM2A连接。 PT必须连接至 RS232C 端口，它不可连接到外围端口。 下图 即为 高速 1： 1NT链接通信 的示意。 10 图 高速 1： 1NT 链接通信 示意图 1:1 PC 链接 ： 一台 CPM2A 可以直接与别的 CPM2A， CQM1，CPM1， CPM1A， CPM2C， SRM1(V2)， 或 C200HS或 C200HX/HG/HE PC 链接。 1： 1PC 链接可以进行自动数据链接连接。 PC 必须通过 RS232C 端口连接，它不可通过外围端口连接。 下图 即为 1：1PC 链接的示意图。 图 1： 1 PC 链接示意 图 基本系统配置 (1) 独立 CPU 单元 下图 为几种不同 I/O 点数的独立 CPU 单元 PLC 示意图。 图 独立 CPU 单元 PLC 示意图 在这些 PLC 中不同型号的 PLC 的输出结构也有所不同，主要有继电器、漏型晶体管、源型晶体管三种方式。 (2) CPU 单元和扩展单元 最多有 3 个扩展单元可通过扩展 I/O 连接电缆与扩展连接器相连（如果 11 NTAL001 适配器与 RS232C 端口相连，则由于 CPU 单元电压限定在直流 5VDC，所以只能连接一个扩展单元）。 有三种型号 的扩展单元可用：扩展 I/O 单元、模拟量 I/O 单元、 CompoBus/S I/O链接单元。 下图 为 CPU 单元和扩展单元 相连的示意图。 图 PLC 扩展链接示意图 一个 60 点 I/O 的 CPU 单元连接 3 个扩展 I/O 单元可以组成一个有 120 个 I/O点（最大值）的 PC。 拥有 6 个模拟量输入和 3 个模拟量输出（最大值）的 PC 可连接 3 个模拟量 I/O 单元组成。 （如果 NTAL001）适配器与 CPU 单元的 RS232C 端口相连时，只能连接 1 个模拟量 I/O 单元。 CompoBus/S I/O 链接单元（从站单元）可与 CPU 单元相连。 I/O 数据（ 8 点输入与 8 点输出）是在 CPU 单元与分配给 CompoBus/S 从站的区域之间传送。 （与从站交换的 I/O 数据是内部数据；无外部输入或输出端）。 另外，有两点需要注意：一是可以同时连接不同类型的扩展单元。 例如，扩展I/O 单元，模拟量 I/O 单元， CompoBus/S I/O 链接单元可同时连接到 CPU 单元；二是当一个 NTAL001 适配器与 RS232C 相连时，由于电源电压的限制只能有 1 个扩展单元与 CPU 单元连接。 图 和图 分别 表示了三种扩展 I/O 单元以及其他一些扩展单元。 图 三种扩展 I/O 单元示意图 12 图 其他扩展单元示意图 结构与操作 (1) CPU 单元结构 CPU 单元中主要包括以下几个结构组成：  I/O 存储器 程序在执行时读 /写这存储器区域中的数据。 部分 I/O 存储器含有反映 PC 输入输出状态的位。 部分 I/O 存储器在电源上电时被清除，而其他部分被保留。  程序 程序由用户编写， CPM2A 循环执行该程序。 程 序可粗分为两部分：循环执行的“主程序”和只有当对应中断生成时才执行的“中断程序”。  PC 设置 PC 设置包括各种启动和操作参数。 设置参数只能通过编程设备改变，不能通过程序来改变。 有些参数只有当 PC 电源上电时才被访问，而其他参数则在上电后定期地被访问。 对于那些只有当 PC 电源上电时才被访问的参数，必须在断电再重新上电后才能设定新参数。  通信开关 通信开关确定外围端口 RS232C 端口是按标准通信设定还是按 PC 设置中的通信设定操作。 下图 即为 CPU 单元的内部结构。 13 图 CPU 单元内部结构示意图 (2) 操作方式 CPM2A CPU 单元有 以下三 种操作方式 ：  PROGRAM 方式 在编程方式下程序不会执行。 该方式进行以下为程序执行作准备的操作 ： 改写如 PC 设置内的那些初始 /操作参数 ；写入，传送和检查程序； 用 I/O 位强制置位和强制复位来检查接线。  MONITOR 方式 程序在 MONITOR 方式下执行并通过编程设备能进行以下操作 ： 在线编辑 ； 监视操作期间的 I/O 存储器 ； 强制置位 /强制复位，改变设置值，在操作期间改变当前值。 一般来说， MONITOR 方式用于程序调试，检测 操作和进行调整。  RUN 方式 在 RUN 方式下程序以正常速度执行。 如在线编辑， I/O 强制置位 /强制复位，改变设置值 /当前值等操作不能在 RUN 方式下进行，但可以进行 I/O 位状态监视。 (3) 启动时的操作方式 当电源上电时 CPM2A 的操作方式取决于 PC 设置的设定和编程器的方式开关的设定（若接上编程器）。 表 为几种不同情况下 CPU 的操作方式。 14 表 CPU 启动时操作方式表 PC 设置设定 连接编程器 未连接编程器 字 位 设定 DM6600 08~15 00 启动方式由方式开关设定决定 启动方式为 RUN 方式 01 电源中断前启动方式与操作方式相同 02 启动方式由 00~07 位确定 00~07 00 PROGRAM 方式 01 MONITOR 方式 02 RUN 方式 (4) 启动时 PC 的操作  初始化所需的时间 启动初始化所需的时间取决于几个因素，如操作条件（包括电源电压，系统配置和环境温度）和程序内容。  断电工作 最小电源电压：若电源电压低于额定值的 85%以下， PC 将停止工作，所有输出为 OFF。 瞬时断电： AC 型电源不超过 10ms， DC 型电源不超过 2ms 的瞬时断电将不会被检测出，而 CPU 单元会连续工作。 AC 型电源稍超过 10ms， DC 型电源稍超过2ms 的断电可能会也可能不会被检测出。 当断电被检测时，则 CPU 单元会停止工作而所有输出变为 OFF。 自动复位：当电源电压恢复到额定电压的 85%以上时，工作将自动重新启动。 (5) 循环操作与中断  基本 CPU 操作 当电源一上电 CPU 就进行初始化处理。 若初始化无错误，则重复（循环）进行监视处理，程 序执行， I/O 刷新和通信端口服务。 下图 为 CPU 的一般运行模式。 15 图 基本 CPU 操作示意图 循环时间能从编程设备中读出。 AR 14 存有循环时间的最大值而 AR 15 存有 的倍数的当前循环时间。 循环时间视每次循环中执行的处理会稍有不同，所以循环时间的计算值与实际值不一定一致。  程序在循环操作条件下执行 下图 示出了 CPM2A 在程序正确地执行时的循环操作。 在正常情况下，程序执行的结果在程序刚刚执行后（在 I/O 刷新时）就被传递到 I/O 存储器，但在程序执行时 IORF(97)可用来刷新指定范围的 I/O 字。 指定范围的 I/O 字在 IORF(97)执行 时会被刷新。 16 图 CPU 循环操作示意图 循环时间是程序， I/O 刷新，和通信端口服务三者所需时间之 和。 最小循环时间 (1～ 9,999ms)可设置在 PC 设置 (DM6619)内，当设置了一个最小循环时间 (1～9,999ms)可设置在 PC 设置 (DM6619)内，当设置了一个最小循环时间后，在程序执行后 CPU 操作暂停，直到最小循环时间到为止。 如果实际循环时间比在 DM6619中设置的最小循环时间长， CPU 就不会暂停。 如果在 PC 设置 (DM 6618)中设置了最 大循环时间，而实际循环时间超过该设定，则会发生致命错误，且 PC 会停止操作。 RS232C 端口服务和外围端口服务的缺省设定值都为循环时间的 5%，但这些设定可在 PC 设置中改变 (1%～ 99%)。 RS232C 端口和外围端口的设定分别在DM6616 和 DM6617 中。  中断程序执行 当主程序执行期间产生中断时，主程序立即中止执行而执行中断程序。 下图 17 示出中断程序执行时 CPM2A 的循环工作。 通常在程序执行后（在 I/O 刷新期间），中断程序执行结果就被传送到 I/O 存储器。 但是在中断程序执行期间 IORF(97)可用于 刷新指定范围内的 I/O 字。 当 IORF(97)执行时，指定范围内的 I/O 字会被刷新。 图 CPU 中断操作示意图 正常循环时间按执行中断程序所需要的时间延 长。 18 MAD01 模拟量 I/O 单元 图 2． 16 MAD01。