第二章S7-200系列PLC的概述
扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。一般以扫描1K步用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以ms/K步为单位。PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种PLC执行相同的操作所用的时间，来衡量扫描速度的快慢。
4．指令的功能与数量
指令功能的强弱、数量的多少也是衡量PLC性能的重要指标。编程指令的功能越强，数量越多，PLC的处理能力和控制能力也就越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。
5．内部元件的种类与数量
在编制PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。
6．特殊功能单元
特殊功能单元种类的多少与功能的强弱是衡量PLC产品的一个重要指标。近年来各PLC厂商非常重视特殊功能单元的开发，特殊功能单元种类日益增多，功能越来越强，使PLC的控制功能日益扩大。例如：高速计数模块，位置控制模块。闭环控制模块等。
7．可扩展能力
PLC的可扩展能力包括I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展、各种功能模块的扩展等。在选择PLC时，经常需要考虑PLC的可扩展能力。
2.4 PLC的工作原理
与继电器控制系统相比，PLC的工作原理是建立在计算机工作原理基础上的，是通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。CPU是以分时操作方式来处理各项任务的，计算机在每一瞬间只能做一件事，所以，程序的执行时按程序顺序依次完成相应各电器的动作，在时间上形成串行工作方式。PLC的工作方式是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每一次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。
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南京工业大学本科生毕业设计（论文）
2.4.1PLC的工作模式
PLC有RUN和STOP两种工作模式：在RUN模式下，通过执行用户程序来实现控制功能；在STOP模式，CPU不执行用户程序，可以用编程软件创建和编辑用户程序，设置PLC的硬件功能，并将用户程序和硬件设置信息下载到PLC。如果有致命错误，在消除它之前不允许从STOP模式进入RUN模式。PLC操作系统存储非致命错误，供用户检查，但不会从RUN模式自动进入STOP模式。
可以用模式开关来改变工作模式。CPU模块上的模式开关在STOP位置时，将停止用户程序的运行；在RUN位置时，将启动用户程序的运行。模式开关在STOP或TERM位置时，电源通电后CPU自动进入STOP模式；在RUN位置时，电源通电后自动进入RUN模式。
PLC工作模式的扫描过程如图2-2所示。
2-2 PLC工作模式的扫描过程
2.4.2 PLC工作过程
PLC工作过程可用图2-3所示的运行框图来表示。 整个运行可分为3部分
（1）上电处理 PLCC上电后对系统进行一次初始化工作，包括：硬件初始化，I/O模块配置检查，停电保持范围设定及其他初始化处理等。 （2）扫描过程 PLC完成上电处理后，进入扫描工作过程。
先完成输入处理，其次完成与其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。当CPU处于STOP方式时，转入执行自诊断检查。当CPU处于RUN方 13
第二章S7-200系列PLC的概述
式时，还要完成用户程序的执行和输出处理，再转入执行自诊检查。
图2-3 PLC 工作过程框图
（3）出错处理 PLC每扫描
一次，执行一次自诊断检
车，确定PLC自身的动作是否正常，例如，CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否异常或出错。如检查出异常时，CPU面板上的LED积异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错怠慢。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描停止。
2.5 PLC的扫描过程
PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在
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南京工业大学本科生毕业设计（论文）
每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。
PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。
1）输入采样阶段：PLC 在输入采样阶段，首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。
2）程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。
3）输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。
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第三章 系统实现的总体方案
第三章 系统实现的总体方案
3.1 系统实现的主要功能
本次毕业设计的研究对象是某三场商场的四台自动扶梯。根据现实的需求，每台自动扶梯应当是互相独立的，且应具备正常运行和检修两种工作状态。 对自动扶梯的控制系统设计提出了以下要求：
1.为降低启动电流，扶梯曳引电机必须采用星形启动，正常运行时曳引电机绕组需采用三角形连接，以保证全压运行。
2.为保证检修方便及安全，自动扶梯应该可以点动运行。
3.自动扶梯运行速度太快乘客容易跌倒，运行速度太慢既浪费乘客时间，也可能导致电机负荷太大而损坏电机，为保障乘客与设备的安全，自动扶梯应在一定速度范围内运行，超出该速度范围自动扶梯应停止运行。
4.为保障乘客安全，自动扶梯控制系统应设计有启动前示警、出人口梯级间隙照明等装置。
5。为了加强对自动扶梯机械部件的保护，减少扶梯的机械磨损，电气系统应带有自动加油润滑装置。
6.为了方便操作维修人员实时监测扶梯运行状态和实现故障自诊断，控制系统应带有运行状态与故障显示模块。
7.自动扶梯运行过程中可能会出现一些如卡住乘客手脚、梯级链、驱动链断裂等突发事件，自动扶梯应设有安全保护系统，以确保有突发事件时扶梯能马上停止运行。
8.自动扶梯还应设有急停开关、运行状态保护、电压异常和过载保护等装置。 3.1.1 扶梯的运行与停止功能
扶梯的运行与停止，是通过控制三相电机的启动、停止来实现的。为保障乘客的人身安全及扶梯的设备安全。自动扶梯具备了自动安全监测回路。按下启动按钮后，首先进行安全回路监测，只有没有安全故障时，扶梯才能进入正常工作状态。否则，扶梯无法启动且自动显示故障代码，等待维修人员进行维修。
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基于PLC的自动扶梯控制系统设计（本科毕业优秀论文） - 图文
