根據功能流程圖設計出PLC梯形圖程序

根據圖16所示的功能流程圖，設計出梯形圖程序。 

    1使用起保停電路模式的編程

對應的狀態邏輯關系為：

對應的梯形圖程序如圖17所示。

2使用置位、復位指令的編程

對應的梯形圖程序如圖18所示。

3使用順序控制指令的編程

對應的功能流程圖如圖19所示。對應的梯形圖程序如圖20所示。

（3）并行分支及編程方法

并行分支也分兩種，圖21a為并行分支的開始，圖21b為并行分支的結束，也稱為合并。并行分支的開始是指當轉換條件實現后，同時使多個后續步激活。為了強調轉換的同步實現，水平連線用雙線表示。在圖21a中，當工步2處于激活狀態，若轉換條件e=1，則工步3、4、5同時起動，工步2必須在工步3、4、5都開啟后，才能關斷。并行分支的合并是指：當前級步6、7、8都為活動步，且轉換條件f成立時，開通步9，同時關斷步6、7、8。

可編程控制器PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計

PLC即可編程控制器（Programmable logic Controller，是指以計算機技術為基礎的新型工業控制裝置。在1987年際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：  PLC英文全稱Programmable Logic Controller ,中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是:一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算,順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程.PLC是可編程邏輯電路，也是一種和硬件結合很緊密的語言，在半導體方面有很重要的應用，可以說有半導體的地方就有PLC  PLC是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執行邏輯運算、順序運算、計時、計數和算術運算等操作的指令，并能通過數字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業控制系統形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。  際電工委員會(IEC)在其標準中將PLC定義為:  「可程式邏輯控制器是一種數位運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。  它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等  面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可程式邏輯控制器及  其有關外部設備，都按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。」  PLC的特點  2.1可靠性高，抗干擾能力強  高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現代大規模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統，和同等規模的繼電接觸器系統相比，電氣接線及開關接點已減少到數百甚至數千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現故障時可及時發出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統具有極高的可靠性也就不奇怪了。  2.2配套齊全，功能完善，適用性強  PLC發展到今天，已經形成了大、中、小各種規模的系列化產品。可以用于各種規模的工業控制場合。除了邏輯處理功能以外，現代PLC大多具有完善的數據運算能力，可用于各種數字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發展，使用PLC組成各種控制系統變得非常容易。  2.3易學易用，深受工程技術人員歡迎  PLC作為通用工業控制計算機，是面向工礦企業的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業控制打開了方便之門。  2.4系統的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造  PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。  2.5體積小，重量輕，能耗低  以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現機電一體化的理想控制設備。

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PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點

FCS是由PLC發展而來的；而在另一些行業，FCS又是由DCS發展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯系，又存在著本質的差異。本文試就PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點和差異作一分析，指出它們之間的淵源及發展方向。 

摘 要：本文對PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點和差異進行了分析，指出了三種控制系統之間的淵源及發展方向。 
關鍵詞:可編程序控制器(PLC),分散控制系統(DCS),現場總線控制系統（FCS）
前言 
上世紀九十年代走向實用化的現場總線控制系統，正以迅猛的勢頭快速發展，是目前上*新型的控制系統。現場總線控制系統是目前自動化技術中的一個熱點，正受到內外自動化設備制造商與用戶越來越強烈的關注。現場總線控制系統的出現，將給自動化領域帶來又一次革命，其深度和廣度將超過歷史的任何一次，從而自動化的新紀元。 
在有些行業，FCS是由PLC發展而來的；而在另一些行業，FCS又是由DCS發展而來的，所以FCS與PLC及DCS之間有著千絲萬縷的聯系，又存在著本質的差異。本文試就PLC、DCS、FCS三大控制系統的特點和差異作一分析，指出它們之間的淵源及發展方向。
PLC、DCS、FCS三大控制系統的基本特點 
目前，在連續型流程生產自動控制（PA）或習慣稱之謂工業過程控制中，有三大控制系統，即PLC、DCS和FCS。它們各自的基本特點如下：
1 PLC 
（1）從開關量控制發展到順序控制、運送處理，是從下往上的。
（2）連續PID控制等多功能，PID在中斷站中。
（3）可用一臺PC機為主站，多臺同型PLC為從站。
（4）也可一臺PLC為主站，多臺同型PLC為從站，構成PLC網絡。這比用PC機作主站方便之處是：有用戶編程時，不必知道通信協議，只要按說明書格式寫就行。
（5）PLC網格既可作為獨立DCS/TDCS，也可作為DCS/TDCS的子系統。
（6）大系統同DCS/TDCS，如TDC3000、CENTUMCS、WDPFI、MOD300。
（7）PLC網絡如Siemens公司的SINEC—L1、SINEC—H1、S4、S5、S6、S7等，GE公司的GENET、三菱公司的MELSEC—NET、MELSEC—NET/MINI。
（8）主要用于工業過程中的順序控制，新型PLC也兼有閉環控制功能。
（9）制造商：GOULD（美）、AB（美）、GE（美）、OMRON（日）、MITSUBISHI（日）、Siemens（德）等。
2 DCS或TDCS 
（1）分散控制系統DCS與集散控制系統TDCS是集4C（Communication，Computer， Control、CRT）技術于一身的監控技術。
（2）從上到下的樹狀拓撲大系統，其中通信（Communication）是關鍵。
（3）PID在中斷站中，中斷站聯接計算機與現場儀器儀表與控制裝置。
（4）是樹狀拓撲和并行連續的鏈路結構，也有大量電纜從中繼站并行到現場儀器儀表。
（5）模擬信號，A/D—D/A、帶微處理器的混合。
（6）一臺儀表一對線接到I/O，由控制站掛到局域網LAN。
（7）DCS是控制（工程師站）、操作（操作員站）、現場儀表（現場測控站）的3級結構。
（8）缺點是成本高，各公司產品不能互換，不能互操作，大DCS系統是各家不同的。
（9）用于大規模的連續過程控制，如石化等。
（10）制造商：Bailey（美）、Westinghous（美）、HITACH（日）、LEEDS & NORTHRMP（美）、SIEMENS（德）、Foxboro（美）、ABB （瑞士）、Hartmann & Braun（德）、Yokogawa（日）、Honewell（美）、Taylor（美）等。
3 FCS 
（1）基本任務是：本質（本征）安全、危險區域、易變過程、難于對付的非常環境。
（2）全數字化、智能、多功能取代模擬式單功能儀器、儀表、控制裝置。
（3）用兩根線聯接分散的現場儀表、控制裝置、PID與控制中心，取代每臺儀器兩根線。
（4）在總線上PID與儀器、儀表、控制裝置都是平等的。
（5）多變量、多節點、串行、數字通信系統取代單變量、單點、并行、模擬系統。
（6）是互聯的、雙向的、開放的取代單向的、封閉的。
（7）用分散的虛擬控制站取代集中的控制站。
（8）由現場電腦操縱，還可掛到上位機，接同一總線的上一級計算機。
（9）局域網，再可與internet相通。
（10）改變傳統的信號標準、通信標準和系統標準入企業管理網。
（11）制造商：美Honeywell 、Smar 、Fisher— Rosemount、 AB/Rockwell、Elsag— Bailey 、Foxboro 、Yamatake 、日Yokogawa、歐 Siemens、 GEC—Alsthom 、Schneider、 proces—Data、 ABB等。
（12）3類FCS的典型
1）連續的工藝過程自動控制如石油化工，其中“本安防爆”技術是重要的，典型產品是FF、World FIP、Profibus—PA；
2）分立的工藝動作自動控制如汽車制造機器人、汽車，典型產品是Profibus—DP、CANbus；
3）多點控制如樓宇自動化，典型產品是LON Work、Profibus—FMS。 

從上述基本要點的描述中，我們是否注意到一點，用于過程控制的三大系統，沒有一個是針對電站而開發的，或者說，在他們開發的初期，都并非以電站做系統的選控制對象。而在這些系統的使用說明中也絕不把電站做為選適用范圍，有的在適用范圍中根本就不提電站。現在奇怪的是，這三大控制系統，尤其是DCS、PLC，都在電站得到了廣泛應用，而且效果也非常好。

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