上海西门子伺服电机中国一级供货商
模块式PLC又称为组合式PLC,由机架和模块组成,配置灵活。中、大型PLC常采用模块式,如西门子的S7-300和S7-400系列PLC。模块式PLC将组成PLC的多个单元分别做成相应的模块,各模块可以灵活安插在机架上,通过总线相互联系,进行广泛地组合和扩展。1.CPU模块
CPU(Central Process Unit)模块是PLC的核心部分,主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成。CPU模块在PLC系统中的作用类似于人的大脑,其主要任务是:接收输入的用户程序和数据,送入存储器存储;采集现场的输入信号,存入相应的数据区;监控和诊断电源、电路的工作状态和用户程序中的语法错误,执行用户程序,从存储器逐条读取用户指令并完成其功能;根据数据处理的结果刷新系统的输出。PLC采用的CPU芯片随机型不同而异,芯片的性能决定了PLC处理信号的能力和速度。
存储器主要用来存储程序和数据,分为系统程序存储器、用户程序存储器和系统RAM存储区。系统程序存储器用来存放系统管理程序、用户指令解释程序、标准程序模块与系统调用程序,是由生产厂家编写并固化在ROM内的,用户不能直接更改;用户程序存储器用来存放用户根据控制任务编写的控制程序,可以是RAM、EPROM或E2PROM存储器,其内容可以由用户任意修改或删减;系统RAM存储区包括I/O映像区和系统软设备存储区,如逻辑线圈、定时器、计数器、数据寄存器和累加器等。2
PLC的产生和定义1.PLC的产生
为了尽可能地减少重新设计和安装的工作量,降低成本,缩短周期,美国通用汽车公司在1968年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器-接触器控制系统。1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出了第一台PLC(Programmable Logic Controller),即可编程序逻辑控制器,型号为PDP-14,用它取代传统的继电器-接触器控制系统,应用在美国通用汽车公司的汽车自动装配线上,取得了巨大成功,很快在其他工业领域推广应用。
通信处理模块用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信,可以将PLC接入PROFIBUS-DP、ASI和工业以太网,或用于点对点连接等。
.编程器及外围设备
编程设备可以是专用编程器,也可以是配有专用编程软件的通用计算机系统。使用编程器可以进行程序的编制、编辑、调试和监控。使用编程软件可以在计算机上直接生成和编辑用户程序,并且可以实现不同编程语言之间的相互转换。程序被编译后下载到PLC,也可以将PLC中的程序上传到计算机。
1.1.3 PLC的基本原理
PLC是一种工业控制计算机,其工作原理却与普通计算机有所不同;PLC*初是用于替代传统的继电器控制装置的,但与继电器控制系统的工作原理也有很大区别。1.PLC的工作原理
任何一个继电器控制系统从功能上都可以分为3部分:输入部分(按钮、开关、传感器等)、控制部分(继电器、接触器连接成的控制电路)以及输出部分(被控对象,如电动机、电磁阀、信号灯等)。这种系统是由导线硬连接起来实现控制程序的,称为硬程序。
电源模块
电源模块将输入的交流电转换为CPU、存储器和I/O模块等需要的DC 5 V工作电源,是整个PLC的能源供给中心,直接影响到PLC的功能和可靠性。电源模块还向外部提供DC 24 V稳压电源,向传感器和其他模块供电。3.信号模块
信号模块是PLC与工业现场连接的接口,包括输入(Input)模块和输出(Output)模块,简称为I/O模块。其中开关量输入、输出模块分别称为DI模块和DO模块,模拟量输入、输出模块分别称为AI模块和AO模块。输入模块用来接收和采集现场的输入信号,输出模块用来控制输出负载,同时它们还有电平转换和隔离作用,使不同的过程信号电平与PLC内部的信号电平相匹配。
开关量输入模块用来接收从按钮、数字开关、限位开关以及各种继电器等传送来的开关量输入信号,模拟量输入模块用来接收从电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的电压或电流模拟量信号。
开关量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、指示灯、显示和报警装置等输出设备,模拟量输出模块用来控制变频器、电动调节阀等执行器。
随着计算机技术、自动控制技术和通信技术的发展,PLC大致经历了4次更新换代,现在已经渗透到工业控制的各个领域。
1987年国际电工委员会(IEC)对可编程序控制器定义如下:“可编程序控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令,并通过数字式和模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关的外围设备,都按易于与工业系统连成一个整体、易于扩充其功能的原则设计。”
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1.1.2 PLC的结构组成
PLC由中央处理单元(Central Process Unit,CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信单元、电源以及扩展单元有机组合而成。根据结构形式的不同,PLC可以分为整体式和模块式两类。
整体式PLC又称为单元式或箱体式,体积小、价格低且结构紧凑。一般小型PLC采用整体式,如西门子的S7-200系列PLC。整体式PLC将CPU模块、I/O模块和电源模块装在一个箱体内构成主机。还提供许多I/O扩展模块供用户需要时选用,另外还配备多种专用的特殊功能模块,使PLC的功能得到扩展。