随着当今工业不断进步和信息计算机技术的持续发展，工业制造领域自动化的进程迅速崛起。可编程控制器作为一款主要应用于制造工业环境里面的电子数字信息运算操作系统，成功实现信息计算机技术与自动化继电控制技术有机结合。和传统的继电接触器相比，这种可编程控制器具有更加灵活的特点，能够按照用户的实际要求而灵活改变自身内部的软接线结构网络。当制造控制对象或实际生产工艺过程出现变化时，能够直接通过修改控制器内部程序进行对应控制关系的修改，能够实现省时省力，让这种可编程控制器可以在当今的工业生产环境里面迅速推广应用。

1可编程控制器简介

1.1可编程控制器的内部组成

可编程控制器自身和微机结构类似，同样主要包括内部硬件系统和内部软件系统等部分。

可编程控制器硬件系统主要包括内部中央处理器、系统存储器和控制器接口电路三部分。系统内部的中央处理器作为整个可编程控制器的重要部分，能够实现输入输出电子信号，开展编译执行命令工作，及时响应反馈各种外部设备操作请求等具体工作。系统存储器是实现存储相关程序和信息数据的物理实体部分，能够实现存放可编程控制器内部的系统程序、外接用户程序、数据逻辑变量、输入输出调整及各方面程序数据信息等功能。控制器接口电路主要包括控制器输入接口电路、控制器输出接口电路、控制器编程接口电路和其他相关的接口电路等，能够实现与编程器和打印机等外部设备进行连接和改变控制器编程状态等作用。

软件系统主要包括控制器系统软件和应用程序软件两部分。控制器系统软件是由设备生产厂家进行对应的编制管理工作，能够有效协调可编程控制器内部的各方面工作，能够方便用户进行使用。应用程序软件主要是通过具体的用户按照系统控制方面的具体需要依靠可编程控制内置的程序语言实现编写的。

1.2可编程控制器工作原理

可编程控制器按照企业客户的实际要求进行编制对应的应用程序，通过将应用程序实时输入到相应的企业程序存储器里面。当程序进行运行工作时，系统内部的中央处理器按照企业程序开展周期性循环扫描工作。完成一个扫描周期以后，中央处理器能够按照一定的速度重复开展扫描工作，实现可编程控制器系统的实际输出功能。

2西门子可编程控制器的主要编程软件作用功能

可编程控制器系统内部的每一个编程元件都能够分别对应系统内部存储器里面的一个或几个存储单元，这些具体的编程元件就直接构成了现在可编程控制器内部的信息数据存储空间。

西门子可编程控制器数据空间主要包括信息数据存储器和实际数据体等两部分。在数据存储器里面的每一位都直接作为一个“软继电器”系统；实际数据体主要负责对应系统里面的部分复杂功能元件，比如系统定时器、系统计数器元件等部分。把这些功能元件根据具体的功能用途进行分类，采用不同的英文字母进行表示，那么整个可编程控制器数据空间内部就能够具体分为若干个数据存储区，每个数据存储区都能够直接对应着可编程控制器里面的某一类编程元件。

3西门子可编程控制器在工业闸门控制系统方面的实际应用

随着当代工业自动化控制进程的不断发展，信息计算机技术的应用领域更加广泛，工业领域里面的自动化控制方面系统发展更加成熟。

3.1西门子可编程控制器介绍

西门子公司可编程控制器主要包括CPU21X 可编程控制器系列和CPU22X 可编程控制器系列两种，其中西门子CPU22X 型里面的可编程控制器主要包括4 个不同的控制器基本型号，分别是CPU221型号，CPU222型号，CPU224 型号和CPU226型号。

表1 可编程控制器基础参数表

其中，集成的24V 电源能够实现直接连接到系统传感器和对应的变速执行器，CPU224可编程控制器负责输出280mA，可以用作负载电源。高速脉冲输出里面包括两路高速脉冲输出端部分，实际的输出脉冲频率可以实现20KHZ, 主要用于实现控制步进电机或伺服电机的功能，完成定位任务。控制器里面的模拟电位器部分能够用来修改特殊寄存器中的实际数值，从而改变相关程序运行过程时的参数，比如控制器里面定位器、计数器的实际预置值，运行过程量的具体控制参数。控制器里面的存储器模块能够作为进行修改与拷贝的系统工具，不必借助编程器就能够实现辅助软件开展归档工作。控制器电池模块的实际用户数据能够依靠内部设置的超级电容，让控制器选用的电池模块部分可以延长使用时间到200天。控制器电池模块位于存储器模块卡槽里面。

图1 CPU224型PLC的结构示意图

3.2西门子可编程控制器的实际应用特点

(1)稳定可靠，抗干扰能力强

稳定可靠性能是可编程控制器开展工业自动化控制工作的重要保障。可编程控制器依靠充分利用现代电路集成技术，结合先进的制造工艺技术和高性能的先进电子抗干扰技术，本身具有很强的稳定可靠性。和其他相同规模的电子继电接触器系统相比，控制器的接线接点和具体的开关接点数已经大幅度降低，导致控制器故障发生率也显著减少。另外，可编程控制器可以开展自我检测工作，当控制器检测出自身存在故障时，就会立即发出对应的报警信号，能够有效提高控制器自身稳定性。

(2)功能完善，普遍适用性高

可编程控制器经过快速发展到现在已经成熟起来，有着各种控制形式、各种功能规模的系列化批量产品，能够满足目前各种工业环境需求。同时，可编程控制器本身还具有十分强大的信息数据处理能力，可以实现工业数字化有效控制。另外，先进的通讯功能和友好的人机界面处理技术能够让可编程控制自身系统的控制作用更加高效。

(3)控制器体积小，操作方便

可编程控制器能够修改自身程序来实现有效管理不同控制对象或制造工艺流程，让控制器自身可操作性及可应用性能力更强。控制器所有的操作流程目前都集成存储在编程控制器里面，有利于用户进行使用与系统维护。

3.3西门子可编程控制器在闸门控制方面的具体应用

(1)闸门自动化控制系统的基本结构

闸门自动化控制系统主要包括CPU部分、电源部分、I/O 模块部分，通讯接口部分，能够实现监控三个子网络情况。每个子网络都是通过若干远程站和一个主站共同组成。监控系统内部的各部分设备之间和相关网络之间一般采用总线式以太网络形式进行通信。Profibus 作为工业控制系统里面的总线，具有数据传输速度快，数据传输时间短，抗干扰性能优异的特点，是现在应用范围最广泛和应用效果最可靠的数据通讯网络。

(2)闸门控制系统的主要功能

1）报警功能

当控制系统内部出现故障时，西门子可编程控制器会实时发出对应的报警信号，同时通过显示器进行显示相关的故障信息，能够有效方便现场操作工作人员，实现迅速查找对应的故障原因并进行及时解决处理。

2）存储记录功能

西门子可编程控制器本身具有强大的存储功能，可以有效将现场操作员进行记录报表数据、工艺操作顺序流程、控制器系统信息、控制器故障信息出现时间进行对应的存储记录，同时根据已经设定好的时间进行循环输出。

3）数据查找功能

根据控制器内部存储每项数据信息的对应时间记录，能够有效方便用户实现查找系统历史操作、故障信息内容、累积输水量和具体操作人员，能够帮助用户进行分析信息数据、查找问题原因、明确故障责任。

(3)闸门控制系统主站

闸门控制系统能够运用西门子可编程控制器里面的中央处理器开展过程控制应用设计工作，采用PASSCAL编程语言进行编写相关程序不但运算能力强，解决问题的速度十分快，每条系统指令的平均执行速度基本小于0.1微秒。同时，西门子可编程控制器的模件还能够进行计时，方便用户进行记录。

(4)抗干扰设施

由于控制系统里面的各类设备仪器比较复杂，控制电缆和信号电缆很容易出现干扰情况，直接影响控制系统进行正常运行工作。因此，应该采取保护措施减少干扰的出现。比如，将信号电缆、控制电缆与控制器系统主板之间进行相互隔离；增加电子信号传送距离，采取远程输送输入相关信号和输出相关信号，减少电子信号密集程度；控制器动力柜和其他相关电器设备实现接地连接。

结束语

在目前工业经济发展迅猛的新时代里，西门子可编程控制器的具体应用范围更加广阔，控制器功能更加完善。无论是控制器运行工作速度，数据存储容量，还是控制器智能化的具体应用，都要不断紧跟当今工业经济发展步伐而实现更新换代。

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