西门子6ES7321-1FF10-0AA0支持验货

西门子6ES7321-1FF10-0AA0支持验货

[摘 要]：文章详细描述了OMRON小型PLC的配置和技术特点，提出了适合食品包装机械、冷水机组控制需要的控制系统，介绍了控制软件的功能。对于食品包装机械、冷水机组计算机监控系统的硬件和软件协议也做了详细的讨论。可以作为食品包装机械、冷水机组产品工程师的参考。
概 述
随着技术的进步，由可编程序控制器（简称PLC）组成的自动控制系统在很多行业和领域都得到了广泛的应用，在食品包装机械及制冷空调行业也不例外。PLC和工业人机界面（HMI）被大量地用于包装机及冷水机组上，例如在吸收式冷水机组上，OMRON的C200Hα、CSl、CJl系列PLC就以其优异的性能（运算功能、网络通讯功能、开放的容易使用的通讯协议等）获得了企业和用户的赞同而得到了广泛的使用。它的网络功能让企业能在自己的服务足不出户就可以监视在各地的用户所使用的机组的运行全部状态和数据，帮助客户解决运行中碰到的问题，提醒客户维护和保养机器，以及帮客户重新恢复机组的控制程序和设定机组运行参数等等。这大大提高了服务的质量和效率，也为企业节省了大量的开支。但是由于成本的原因，这些系列的PLC无法在其他冷水机组如风冷冷水机组、水冷螺杆机、活塞机等产品上应用，为此OMRON推出了另一款机型CPM2AH，这种机型体积小，扩充能力强，性能价格比高，非常适合在食品包装机械及水冷和风冷冷水机组中使用。以下以冷水机组控制为例进行进一步说明。
1 控制系统的配置方案
CPM2AH系列PLC是一款在小机壳内汇聚了的功能和优异的表现的产品。其基本单元有20、30、40、60点四种，包含了数字量输入和高速脉冲输入、继电器输出功能，根据系统开发的需要，可以增加扩展模块，扩展的模块包括开关量输入输出模块，Pt100温度输入模块（TS101／TS102），电流电压输入模块（AD041）和模拟量输出模块（DA041）。在通讯功能上可以：
（1）通过Host bbbb连接到计算机系统；
（2）通过1∶1 bbbb与OMRON其他系列的PLC进行通讯；
（3）通过Compobus／S和Device Net进行远程模块扩展，从而实现集散型控制。
这些功能可以很好地满足机组的控制要求。
  　 上述配置表为一般通用型配置，其冷机组中，由于涉及到压力测量，所以模拟量输入采用电流／电压型输入模块；对于水冷冷水机组，一般考虑2路温度输入，如果需要增加温度测点，可以将TS101模块换成TS102模块，这样可以将温度输入点增加到4路。每套PLC的CPU单元上有两个通讯接口，一个供与触摸屏进行连接，另外一个可以连接到远程计算机实现远程监控。
由于OMRON的PLC产品通用性很强，很多公司的触摸屏都可以和它通讯连接，因此可以根据价格、功能和技术特点来选择相应的触摸屏产品与PLC配套使用。
对于其他有特殊要求，或设计中需要增加模拟量和数字量的情况，还可以酌情增加其他相应的扩充模块以满足要求。
2 控制系统功能
控制系统的功能包括：设备运转控制，运行参数监视，能量自动调节，故障报警记录和系统参数设定等功能：
（1）设备运转控制 可以以三种形式启动机组，本地启动、远程信号启动、定时启动，具体为：1）在远程信号和定时信号都屏蔽的情况下以本地方式启停2）在定时屏蔽、远程信号允许的情况下以远程方式自停3）定时允许的情况下以定时方式启停。在系统无全局故障情况下，以任何一种方式启动后，辅机设备先开启，然后开启主机。当机组中有多台压缩机时，控制系统将根据压缩机运转的时间来确定开启的压缩机编号，以使得机组中各台压缩机保持相对平均的运行时间。
停机也有三种开工，与机组的启动方式相对应。停机时，先将压缩机卸载，然后停止运行。但无论在何种启动的模式下，本地停机均拥有的操作权。
（2）运行参数监视 控制系统可以监视机组运行过程中的运行参数和设备运行状态，显示各重要参数的变化趋势曲线。如冷水出口温度、压缩机的负载情况等：
（3）能量自动调节在机组辅机运转正常，主机启动完成后即进入能量调节过程。可以通过选择冷水入口温度控制或冷水出口温度控制来决定机组是根据入口温度还是出口温度来实现控制。
在入口温度控制或出口温度控制下，比较实际温度和没定温度值，决定机组的上下载。实际温变值大于设定温度值时，机组上载；小于设定温变值时，机组下载。可以根据两者间的温差值来决定上下载的周期长短，温差大则上载或下载，温差小则上载或下载周期相应增长，温差在0.5℃之间可以停止上下载。
（4）故障报警记录 控制系统可以对下列情况进行报警和记录。如果是风冷冷水机组控制系统，则没有冷却水和冷却塔风机的相应报警功能，但会增加融霜和制热运行的故障报警。
冷水泵故障：冷水泵启动，经过延时时间后，如冷水泵连锁信号仍未到，冷水泵故障报警。
断流故障：冷水泵或冷却水泵都启动后，水流延时时间到后，水流开关信号未到，水断流报警。
防冻开关：防冻延时时间到，防冻开关信号未到，防冻报警。
冷水低温报警：延时时间后，如冷水出口温度小于3℃，冷水低温报警。
外部连锁故障：延时时间后，用户外部连锁未到，外部连锁故障。
压缩机过载：延时时间后，热保信号未到，压机热过载报警。
高压报警：延时时间后，高压保护未到，压机高压报警。
低压报警：延时时间后，低压保护未到，压机低压报警。
油压报警：延时时间后，油压保护未到，压机油压报警。
传感器故障：延时时间后，如传感器显示温度值大于200℃．传感器故障报警。
冷却水泵故障：冷却水泵启动，延时时间后，冷却水泵连锁未到冷却水泵故障报警。
冷却塔风机过流：风机启动，延时时间后，过流保护信号未到，风机过流报警。有任何一故障发生，开关量故障输出，系统声光报警。故障排除后，需手动复位。
（5）系统参数设定控制系统可以对下列参数进行设定：
温度修正值，修正传感器采集的实际温度值，默认下修正值为0；
水流开关延时时间（默认为3秒，小为0.5秒）；
低压延时时间（默认为5秒，小0.5秒）；
油压延时时间（默认为50秒，小0.5秒）；
关机延时时间（默认为120秒）；
压缩机少运行时间（默认为120秒）；
允许压缩机启动的停机延时时间（默认为480秒，小为300秒）；
冷却塔风机开温度（默认为28℃，小25℃，大30℃）；
冷却塔风机关温度（默认为23℃，小20℃，大25℃）；
冷水入口温度（默认为12℃，小为10℃）；
冷水出口温度（默认为7℃，小为5℃）。
对风冷热泵机组还有强制除霜运行时间，除霜起始条件和结束条件，制热运行参数等。
此外系统还可以修改控制器内置时钟，从而有效地通过定时功能实现控制，可以通过设定开关机时间，自动定时开启和关闭机组。可以通
过分别设定一周每天的开关机时间，经过与内置的时钟比较自动运行机组。
3 技术特点
OMRON小型CPM2AH系列PLC具有优异的性能价格比，所组成的控制系统具有如下技术特点：
（1）稳定的性能CPM2AH系列PLC外型小巧结构紧凑，OMRON公司长期积累的生产控制经验和严格的技术标准**了其稳定的性能，即使在恶劣的工业环境下仍然能正常运行。经过高低温的考验，使得该PLC可以适用在特殊的场合。
（2）模拟量功能CPM2AH使用的TS101／TS102温度控制模块，直接连接PT100温度传感器，提升温度测量的精度和性。
（3）通讯功能增强CPM2AH提供内置的RS232C端口和RS422端口。OMRON开放的通讯协议可以方便的实现上位机远程监控功能，用户可以随心所欲自己定制开发通讯监控系统。
（4）高速的程序执行速度快的程序指令执行速度，使得控制过程无误。
（5）很强的扩充能力 模拟量可以增加到12路；系统支持Device Net协议，具有强大的扩充能力，通过远程端子，可以扩充到256点，方便组成集散控制系统。
4 计算机监控
CPM2AH系统可以提供RS232和RS422通讯接口，用户计算机可以根据实际情况直接与PLC相联，构筑自己的计算机监控系统，也可以通过调制解调器实现远程监控。在通讯协议上，OMRON的PLC产品采用统一开放的通讯协议，便于用户开发自己的软件。通讯协议主要有运行状态控制，存储区读写等功能。　　 通过使用这些命令，用户可以很好地在计算机上完成对PLC控制系统的监控。
5 结束语
本套控制系统从2005年初推出后，得到了很多用户的认可：目前已经开始在部分用户投入使用，使用情况表明，本系统运行稳定。尤其是其开放的通讯协议，使得用户可以定制自己的计算机监控系统，这就为用户管理机组的运行提供了方便，受到了用户的。

以下叙述的硬件/软件条件为：不带RS232串口的笔记本电脑、欧姆龙CPM2AH-60CDR型PLC、Cx-Programmer V5.0编程软件。
 1. Cx-Programmer V5.0与PLC通信不稳定：
 电脑与PLC的连接方式：电脑USB口(该电脑没有RS232串口)←→[USB转RS232电缆的USB插头←→USB转RS232电缆线(电脑已经安装驱动，且默认的COM4端口已经设置为COM1)中间部分←→USB转RS232电缆的RS232公头]←→[[电脑与PLC的连接电缆的RS232母头←→电脑与PLC的连接电缆线的中间部分←→电脑与PLC的连接电缆的RS232公头]]←→PLC的RS232母头。
 上面单中括号内为USB转RS232电缆，双中括号内为电脑与PLC的连接电缆。电脑与PLC的连接电缆接线如下：(1).公头(用以连接PLC)的2、3、9分别与母头的2、3、5(用于连接电脑或USB转RS232连接线)短接，这是欧姆龙官方的连接方法；(2).公头和母头的2-2、3-3、5-5分别短接，这是RS232连接线的常规连接方法。后来经过实践证明：上面2种电脑和PLC的连接电缆都可以使用。1种电缆通信稳定。对于2种电缆，当电脑和PLC之间通过VC应用程序进行通信时效果不好，容易丢帧（用串口调试助手可以看到），只有当电脑和PLC共用电源（共地）时才没有发现问题。所以，请尽量采用1种连接电缆。
 有时间电脑和PLC能正常通信，有时间却不行——显示“Modem已经被选中，要继续码？”故障（实际上“码”应当为“吗”），一旦出现该故障信息，就一定会出现以下故障信息：
 当通信不上时，笔者采用过回以前的正常操作系统、重新安装Cx-Programmer V5.0编程软件等方法，又可以正常通信了，但一旦断线后又可能通信不上了。有几次还发现，有些程序可以和PLC通信上，而有些程序却不行！因此，笔者就将可以通信的PLC程序先备份，然后全部删除程序中的指令，后将目标程序的指令全部复制过来（复制时注释可以自动复制过来），这样居然电脑就可以正常和PLC进行通信了！但是——下一次这个程序可能又无法正常通信了！郁闷……
 根据通信错误信息“Modem已经被选中，要继续码？”，笔者找到了解决方法：在桌面上右击“我的电脑”,再点击“属性”——“硬件”——“设备管理器”，再双击“调制解调器”，再右击展开的调制解调器型号，点击“停用”就可以了。
 另外，正确连接方法如下：在电脑没开机或（和）PLC没通电（否则带电拔插通信口可能造成通信口损坏(虽然这种几率不大，但你不要去碰)）的情况下连接好USB转RS232电缆、电脑与PLC的连接电缆，然后再通过Cx-Programmer连接电脑与PLC。
 请注意：USB口也不是随便乱插就可以的，关键要**设备管理器里的RS232口为COM1。笔者的电脑上时这种情况：初已将默认的RS232口从COM4口改为COM1口，但插下面的USB口却对应RS232的COM4口（COM1、COM3正在使用），无法连接电脑与PLC；插上面的USB口对应RS232的COM1口（COM2、COM4正在使用），可以连接电脑与PLC。
 2. Cx-Programmer V5.0与PLC通信干扰：
 如果Cx-Programmer在线，电脑和PLC已经连接，处于通信状态下，当每次设备停机时（将近20个交流接触器同时断开）Cx-Programmer将会出现通信错误，电脑和PLC连接中断。而当每次开机时（将近20个交流接触器同时吸合）却不会出现通信错误的情况。
 解决方法：重新连接PLC。如果你是个主义者，可以在每个接触器线圈上加一个RC阻容模块（每个RC模块大概60个大洋左右），也许不会出现通信错误的情况（不过笔者没有试过哟...）。
 3. 电脑与PLC的连接电缆试验：
 因为想到电脑与PLC的连接电缆（1种常规的连接电缆）为2-2短接、3-3短接、5-5短接，所以考虑直接用USB←→RS232电缆将电脑和PLC连接起来，如果这样可以的话不就省了一条连接电缆了吗？下面是直接用USB←→RS232电缆将电脑和PLC连接起来的试验结果：
有时间1次通信时出现以下错误：“所选的端口被另一个应用所占用”；2次通信时出现以下错误：
    为什么电脑通过上述两种连接电缆与PLC连接没有问题，而直接采用USB转RS232电缆线与PLC连接却不行呢？以下是分析过程：
1种可能：阻抗的原因。虽然上述两种连接电缆为直连线，却有阻抗存在，多了这个阻抗就可以正常连接。但这个原因好像很牵强，连笔者自己都不能相信。
2种可能：该USB转RS232的公头与PLC的母头接触不良，而加一根电缆却能连接正常——USB转RS232的公头与连接线的母头接触良好，连接线的公头与PLC的母头接触良好。该猜测来源于笔者遇到过的一次电脑故障：某台电脑的鼠标无法使用，另外换一个鼠标正常，把故障鼠标换到其它电脑却能正常使用。后怀疑鼠标接头与主板插口接触不良，就将鼠标插头破开再涂上一层焊锡，结果使用正常！但是对于USB转RS232的公头与PLC的母头接触不良这种猜测，笔者觉得可能性不大——因为他解释不了“所选的端口被另一个应用所占用”这个故障。
后想到了另外一个可能：USB转RS232直接与PLC连接就相当于USB转RS232的串口与PLC的串口1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6、7-7、8-8、9-9一一对应连接，而通过连接线却只有2-2、3-3、5-5三对端子连接，这说明1-1、4-4、7-7、8-8、9-9至少有一对是不能连接的，否则就会出现问题，而且这还既有可能损坏PLC与电脑的通信端口。笔者认为就是这个原因。

本文介绍了采用可编程序控制器（PLC）实现的高层建筑消防泵组的光控制设计。文中详细讨论了控制系统的工作原理、信号的检测以及系统的硬件结构和软件设计。

1 引言
      目前高层在各类城市中比比皆是。为了防止意外火灾，高层建筑一般均设有消防泵组。但是许多设备都因无专人管理，不能定期试机运行，天长日久就会导致泵体卡死、锈死，所以经常会出现在发生火灾时设备不能充分发挥作用的情况，造成不应有的损失。通常老设备的启动/运行转换控制用的是皮碗真空式定时继电器，其定时时间误差大，橡胶容易老化破损，维护不便。电子式定时继电器也存在类似问题。我们采用OMRON公司的可编程序控制器（PLC）对消防泵组进行控制，实现泵组在备用时定期试运行，消防用水时自动启动。硬件无调整元件，，性高，维护方便。而且可以很容易地根据不同需要进行扩展。这样能够有效地杜绝泵体锈死或消防用水时不能及时加压的事故。

2 工作原理
对于一座需要四台15kW消泵的高层建筑而言，在没有消防用水需求商，台水泵启动（星形）10秒钟，运行（三角形）30秒后，停机待命120小时（五天）。待命期间如果没有消防用水，则二台水泵启动10秒，运行30秒，停机待命120小时，如此周而复始地循环。在有消防用水需求时，泵组立即自动启动，加压供水，充分发挥其应用的作用。

3 硬件结构与工作过程
      根据控制对象的具体情况，我们选用OMRON公司的小型可编程序控制器C20P进行控制设计。C20P属于C系列的小型机，共有20个输入/输出点。其中输入点12个，输出点8个，有晶体管、可控硅和继电器三种输出形式。我们选用继电器输出型的。P型机的内部指令十分丰富，能提供近50个定时/计数器供用户使用，对于本设计能够满足要求。设计中输入点用了5个，8个输出点则全部用完。具体I/O分配如表1所示。

表1 系统I/O分配表 输入

输入	水流检测	低压检测	高压检测	启动按钮	停止按钮
	0001	0002	0003	0004	0005
输出	0500	0501	0502	0503	0504	0505	0506	0507
	1#泵形     Y	1#泵D形	2#泵形     Y	2#泵D形	3#泵形     Y	3#泵D形	4#泵形     Y	4#泵D形

输入信号分别为水流指示器、水压检测和手动输入。其中水压检测和手动输入各占两点。水流指示器的结构原理为：在水管内安装一个带杠杆的橡皮挡板，杠杆一端连接一个微动开关。如果管道内有水流流动，水流就冲开橡皮挡板，其杠杆推动微动开关，使触点的状态发生变化。水压采用电接点压力表进行检测。一般情况下如前述四台泵循环试机运行。一旦发生火警，打开消防喷淋头或者消，水流指示器的常开触点闭合，或者按动消防启动按钮，水泵即逐台按照水压要求启动运转。实际工作中，若台水泵投入后水压达不到所需压力，压力表低压检测触点断开，二台水泵自动投入运行。若二台水泵投入后仍达不到所需压力，即压力表低压检测触点仍不闭合，则三台水泵自动投入运行。依此类推。若水压所需压力，压力表高压检测触点闭合，则依次停后启动的水泵，直到水压稳定下来，保持水压恒定在所需的压力范围内。这样可以减小消防人员的操作难度，同时也减小了对管道薄弱环节的威胁。每一台水泵都用两只接触器分别接成星形和三角形结构，用以启动和运行。用水完毕后，水流检测触点断开或者手动按下停水按钮，则重新进入试机循环。
4 系统软件设计
      PLC的软件设计一般采用梯形图的形式进行编程，直观且简单易学。C系列PLC的指令丰富，提供了48个定时/计数器供用户使用，从而给系统设计带来了很大的方便。在设计中，长时间的定时控制若采用多个定时器级连的方式实现，虽然直观，但略显繁冗。我们在程序中用定时器设计了一个1分钟的时钟作为其他计数器的输入，使得长时间的定时设计便于实现，控制程序也就加简洁。在消防用水时为了避免由于水压波动而导致水泵频繁起停，我们在程序中采用了“延时滤波”处理，达到了较好的效果。在为提升水压而增加后续水泵时，为了避免同时投入水泵而对电网造成过大的冲击，也采用了延时的方法，达到了预期的目的。
5 结束语

      本系统采用可编程序控制器进行控制系统设计，硬件结构简单，廉，响应速度快，性能/价格比很高，和单片机系统相比具有高的性。经一年多的现场使用考验，性能稳定，运行。另外还可以根据实际需要很方便地进行扩展。对于现代智能楼宇，控制系统还可以通过通讯模块纳入到整个楼宇的监控系统之中，体现出大的灵活性和适应性，具有高的实际推广。

1 引 言
近年来，随着计算机应用水平的提高，上位机同可编程控制器（简称PLC）之间的通讯与相应的数据采集，在工业控制过程中的应用越来越广泛。在各行各业的生产过程中，随着自动化程度的提高，对现场控制信号精度要求也越来越高。PLC作为一种新兴的工业控制器，以其功能完备、编程灵活、应用面广、价格低廉等众多优越的性能在国内外越来越多的生产过程中得到实际的应用，尤其在数据的采集、控制及相应的通信方面，以其价格低廉，性能稳定得到业各个厂家的认可。
为了充分利用PC及PLC的优点，我们针对上海新奥托实业有限公司设计开发的一套“车辆运行控制策略优化“实验模型，开发出基于PC及PLC的该模型的监控系统。上位机PC中用北京亚控公司的组态王作为人机界面，完成技术人员的参数设置和手动控制，下位机PLC负责实现针对火车模型的直接控制，其中包括对火车的运行方向和速度的控制以及如何实现及时的避让和寻找优线路的策略。本系统具有编程可视化、可移植性强、系统度高、控制装置标准化、接线软件化、系统柔性化等优点，并且能够扩展到当前国内铁道车辆的监控系统中，大大优化车辆的运行策略，并为广大从事该类系统开发的广大工程技术人员了很好的借鉴。
2 系统的结构与功能2.1 硬件系统组成
整个系统硬件布置的简单示意图如图1所示。本系统的总体结构是上、下位机结构。以 PC机作为上位机，通过通信接口连接至可编程控制器，并以可编程控制器作为下位机来控制火车模型。上位机选用Pentum以上机型，组态王作为人机交互的组态软件，由于上位机是以较的CPU建立的系统，它在图形处理、复杂计算，以及人机界面上可以很轻松的达到较高的水平，相对于单片机等微处理器来说，处理速度快了好多倍。另外，它有语言的支持，有大量已经成熟且应用相当广泛的操作系统应用软件的支持。本系统上位机的监控部分选用组态王，就是充分利用它的编程简单、界面美观友好，重要的是，它支持许多常用的硬件设备，包括各主要厂家的PLC、智能模块、智能仪表、板卡和变频器等。本系统选用的PLC是日本OMRON公司的C200HE，也在组态王支持的硬件设备之列，这样通过串口依据RS232的通信协议就可以顺利的连接起来，实现组态王和下位机PLC之间准确而实时的数据交换。
下位机主要负责对火车模型的直接驱动控制，它是由OMRON的可编程控制器各模块组成。整个下位机系统包括电源模块、CPU-42-E模块、ID212模块、OD212模块、DA模块等，分别完成接收数字量的输入、实现控制算法、完成火车模型各段的顺序启停、产生数字量和模拟量的输出等功能。
2.2 符合RS232协议的电缆连接
RS232是目前常用的串行接口标准，用来实现计算机与计算机、计算机与外设之间的数据通讯。RS232串行接口总线适用于：设备之间的通讯距离不大于15m，传输速率大为20kB/s。本系统中，上位机和下位机之间通过符合RS232通信协议的串口电缆连接起来。具体连接图如图2所示。硬件的连接在于火车模型实验台和PLC各模块之间的连线。其中包括PLC的开关量输入信号线，共22根；PLC的开关量输出信号线，共23根；PLC的模拟量输出信号线，共6根。另外还要引入相应的220V交流电和24V直流电。
注意：在进行PLC的硬件设置时，DIP开关除引脚4置于OFF外，其它全置于ON，同时，PLC底板上所插的各个模块的设备单元号不能互相冲突。

2.3 软件系统组成
分析PLC的输入输出信号。由于火车模型在经过不同位置时会使该位置处的红外信号传感器产生光电认别信号的输出，因此整个实验台上的22个红外信号传感器就相应产生了22个开关量的输出（对于PLC来说是输入信号）。而对6个火车叉道的切换控制、1#站、2#站和外围轨道的电压方向控制，还包括对1#站和2#站的红绿灯控制，则靠PLC方来完成，属于PLC方的开关量输出。另外，对于车速的调节，则需要PLC方0～10的直流电压输出，这属于PLC方的模拟量输出。
软件的设计思想是将从火车模型引出的开关量信号输入至PLC内部继电器IR区域，然后根据各位的高低电平的不同判断火车模型的不同位置，再在PLC的CPU中由程序处理输出相应的开关量和模拟量信号来作出相应的控制，如切换叉道、改变方向、红绿灯亮灭、蜂鸣器报警、增减速等，同时将相应的数据上传到上位机组态王的画面中，使不同的控制方式以为直观的方式显示出来供操作人员调节。组态王中要包括监视画面和　　　控制画面，通过实时数据库的数据新和交互来产生画面的新和对火车模型不同控制的实现。软件中比较难实现的就是火车运行路线的优控制问题。通过分析和动态规划，我们实现了2部以上火车模型同时在轨道上运行时，如何运用不同的叉道和车站，使它们找到各自优的路线，以短的时间，节省的能源，顺利的到达各自的目的地，沿途伴随着相应的红绿灯闪烁、蜂鸣器报警、实时的启停和避让，从而在相当大的程度上模拟了火车的实际运行情况，对于实现无人自控火车的研究人员来说，是具有相当重要的参考。
3 软件的设计
3.1 PLC控制过程的程序设计
按照用户的要求，控制系统应具有自动循环、手动、单周期运行过程。其中，手动调节是指火车模型的运行速度、方向、叉道的切换以及启停等均由技术人员通过组态王的控制画面来进行手工调节，主要是为了调试各个输入信号和输出信号的实时和准确性；单周期运行则是在一定的条件下，让一辆或几辆火车模型同时在轨道上运行一个周期，主要是为了对火车模型在各运段的运行速度大小和叉道的切换进行细调，它通常结合手动调节来进行；而自动循环运行方式是在前两种调节方式无误的情况下才可以进行，由于实际的运行过程中会发生这样或者那样的干扰，因此这一过程在实际的环境中也要结合手动调节来进行，但只要环境条件不发生特别大的变化，一般不需要手动调节（由于本系统是在实验室中实现的这一过程，所以在这一过程中未考虑手动调节）。
考虑PLC程序是和上位机组态王程序相结合来实现对火车模型的控制，因此初的运行方式由技术人员在人机对话的画面上选中，然后让PLC根据输入的开关量信号执行运算产生开关量和模拟量的输出来控制火车。程序设计的流程图如图3所示。3.2 组态王监控画面的设计及它同PLC的数据交互过程
组态王是一套以实时数据库为的组态软件系统，实时数据库中含有丰富的数据类型，系统在进行刷新、趋势显示、
报警判断、历史数据记录等工作时所采用的数据皆是取自实时数据库，而实时数据库对用户是开放的，所以用户可以方便的构造适应自己需要的“数据采集系统”。同时由于组态王提供了内嵌的类C语言环境，使用起来加方便。
组态王的画面包括监视画面和控制画面。限于篇幅，我们只给出手动的控制画面，如图4所示。
组态王中的每一个手动控制按钮都对应使PLC中继电器区域中的某个字变化一位或几位（即将该字中的一位或几位置高或低电平）。而该位的变化就可以产生开关量的输出，这只是程序设计的基本思想。当然在PLC的程序中，包含着对火车模型运行的各个位置的判断，并以此为根据来判断运行的策略，由此作出路线以及车速的运行状态。 注意：在调节车速的时候，不宜将车速调的过高或者过低，以免翻车或者，造成不必要的实验事故，另外，红外线传感器一定程度上受日光中红外成分的影响，所以开始时应该在火车模型实验台下面的硬件电路上调试其红外传感器相对应的放大器微调电位器，使其输出电压低端在5V以下，在20V即可。另外叉道由脉冲小于50ms的脉冲信号控制，如果脉冲时间过长，易对叉道造成损坏，这在PLC的程序中用TIMH（高速定时器）才能产生这样标准的脉冲。
4 结束语
经过一段时间的运行证明，本系统成功的实现了对火车模型的自动控制和监测，并实现了车辆及时进站、准确停车、正反行、红绿灯控制以及相向运行或同向车辆的及时避让等功能，并可借助实验盘上所设置的22个红外传感器，采用组态王实现直观跟踪，以便操作人员及时的控制车辆的运行,在控制策略的实现过程中，我们是利用了优化控制的算法，从而实现了车辆的自动避让和自动选择优化路线的智能功能。
这种基于PC及PLC和火车模型监控系统的设计，涵盖了现代控制理论中有关决策过程中的优化问题，对于当前铁路系统客车、货车的级、上水平、提益创造了技术上的前提。相信随着现代计算机自动控制技术的飞速发展，类似的系统的应用前途将会越来越广泛