南粵光電管理軟件
本次設(shè)計(jì)，現(xiàn)場(chǎng)控制層設(shè)備可編程控制器采用的是國外品牌：西門子。
本隧道設(shè)置14個(gè)區(qū)域控制器，隧道內(nèi)設(shè)置8個(gè)和隧道洞口配電房設(shè)置6個(gè)。隧道內(nèi)8個(gè)PLC分別控制車道控制標(biāo)志，人行和車行橫洞標(biāo)志，車行橫洞照明，車行橫洞卷簾門。隧道外配電房里的6個(gè)PLC主要控制風(fēng)機(jī)，照明和消防水泵。通過上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的控制和設(shè)備狀態(tài)的采集。
3.2.1、 可編程控制器（PLC）工作原理
PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理的基礎(chǔ)之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。CPU是以分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)的，所以它屬于串行工作方式。
PLC工作的整個(gè)過程可分為三部分：
部分是上電處理。機(jī)器上電后對(duì)PLC系統(tǒng)進(jìn)行一次初始化，包括硬件初始化，I/O模塊配置檢查，停電保持范圍設(shè)定，系統(tǒng)通信參數(shù)配置及其他初始化處理等。
第二部分是掃描過程。PLC上電處理階段完成以后進(jìn)入掃描工作過程。
第三部分是出錯(cuò)處理。PLC每掃描一次，執(zhí)行一次自診斷檢查，確定PLC自身的動(dòng)作是否正常，如檢查出異常時(shí)，CPU面板上的LED及異常繼電器會(huì)接通，在特殊寄存器中會(huì)存入出錯(cuò)代碼；當(dāng)出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí)，CPU被強(qiáng)制為STOP方式，所有的掃描便停止。
PLC是按集中輸入、集中輸出，周期性循環(huán)掃描的方式進(jìn)行工作的。每一次掃描所用的時(shí)間稱作掃描周期或工作周期。在一個(gè)掃描周期中，PLC一般將完成部分或全部的以下操作：
讀輸入→處理通信請(qǐng)求→執(zhí)行邏輯控制程序→寫輸出執(zhí)行→CPU自診斷。PLC就是這樣周而復(fù)始的循環(huán)這些動(dòng)作過程一直到關(guān)機(jī)。
當(dāng)PLC上電后，處于正常運(yùn)行時(shí)，它將不斷重復(fù)掃描過程，并不斷循環(huán)重復(fù)下去。分析上述掃描過程，如果不考慮遠(yuǎn)程的服務(wù)要求，這樣掃描過程就只有“輸入采樣"、“程序執(zhí)行"和“輸出刷新"三個(gè)階段了。這三個(gè)階段是PLC工作過程的中心內(nèi)容，也就是PLC的工作原理。
3.2.2、PLC設(shè)備選型
PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)選擇了西門子模塊化中小型PLC系統(tǒng)S7，它能滿足系統(tǒng)性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。其模塊化、易于實(shí)現(xiàn)分布、易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7系列成為各種中小型性能要求控制任務(wù)的。S7系列具有的多種性能的CPU和豐富的I/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。
當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，可隨時(shí)使用附加的模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展。西門子S7系列所具備的高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，抗沖擊性，使其具有更高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。
此外，S7系列PLC還具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，性能*，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。與一般計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能控制PLC有條不紊的進(jìn)行工作。CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制和狀態(tài)總線構(gòu)成。CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路，內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是PLC的組成單元。CPU的主要任務(wù)是控制用戶程序和數(shù)據(jù)接收與存儲(chǔ)；用掃描的方式通過I/O接口接收現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中；診斷PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語法錯(cuò)誤等；PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器讀取用戶指令，經(jīng)過命令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送、邏輯或算術(shù)運(yùn)算等；根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映像寄存器的內(nèi)容，再經(jīng)輸出部件實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。
PLC產(chǎn)品的種類繁多。PLC的型號(hào)不同，對(duì)應(yīng)著其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方式、價(jià)格等均各不相同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選用PLC，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有著重要意義。
PLC的選擇主要應(yīng)從PLC 的機(jī)型、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力等方面加以綜合考慮。PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)的性能價(jià)格比。選擇時(shí)應(yīng)主要考慮到合理的結(jié)構(gòu)型式，安裝方式的選擇,相應(yīng)的功能要求，響應(yīng)速度要求，系統(tǒng)可靠性的要求,機(jī)型盡量統(tǒng)一等因素。PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器,不同檔次PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的需要。
通常PLC的輸入類型可以是直流、交流或交直流，使用最多的是直流信號(hào)輸入PLC。輸入電路的電源可由外部供給，有的也可由PLC自身的電源提供。
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