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发表于 2007-7-21 06:18:20
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来自: 中国山东烟台
四. PLC的特点* M7 h2 Q' s# [
PLC的主要特点
, O2 E* z L% ?/ g7 ~% J1、高可靠性# H1 F4 ]. K$ \* V3 E; `
(1)所有的I/O接口电路均采用光电隔离,使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离。! k, s, r# N0 H+ F; M$ l
(2)各输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10~20ms.& l. r- i# p, [ i( v5 M
(3)各模块均采用屏蔽措施,以防止辐射干扰。5 L" B; U! |0 q. `& H
(4)采用性能优良的开关电源。
% Q5 {' v) A: u/ k; A4 a(5)对采用的器件进行严格的筛选。
! W3 e. l8 x& {2 Z* T2 M. K+ u(6)良好的自诊断功能,一旦电源或其他软,硬件发生异常情况,CPU立即采用有效措施,以防止故障扩大。
! x$ F% [, o% q4 g! C& u1 m(7)大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。" \2 L$ W9 T& ]/ o0 N/ }% m. i! c
2、丰富的I/O接口模块
7 x0 ?* i+ y( W/ V/ F% YPLC针对不同的工业现场信号,如:交流或直流;开关量或模拟量;电压或电流;脉冲或电位; 强电或弱电等。有相应的I/O模块与工业现场的器件或设备,如:按钮;行程开关;接近开关;传感器及变送器;电磁线圈;控制阀等直接连接。% p- Y4 m7 N2 F r# }4 ?
另外为了提高操作性能,它还有多种人-机对话的接口模块; 为了组成工业局部网络,它还有多种通讯联网的接口模块,等等。3 w" `. z% [( A# t/ r8 Z% C
3、采用模块化结构2 E' S" R0 V `" v8 o) Z3 ~
为了适应各种工业控制需要,除了单元式的小型PLC以外,绝大多数PLC均采用模块化结构。PLC的各个部件,包括CPU,电源,I/O等均采用模块化设计,由机架及电缆将各模块连接起来,系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。
8 A5 v1 F/ L6 _8 X' U8 m, ?- T0 s4 ?4、编程简单易学; z9 H6 e$ c3 ?
PLC的编程大多采用类似于继电器控制线路的梯形图形式,对使用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。
, k2 J8 i& C8 w" t5、安装简单,维修方便
3 ` d) |( B# yPLC不需要专门的机房,可以在各种工业环境下直接运行。使用时只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,即可投入运行。各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障。5 d% c: K( ^4 {0 Q1 J
由于采用模块化结构,因此一旦某模块发生故障,用户可以通过更换模块的方法,使系统迅速恢复运行。" j w$ {% h; r4 n5 e" A/ S
PLC的功能
5 l. s; i2 n6 V1 \9 w `1、逻辑控制7 H' b0 A; L# r J- P
2、定时控制. \) Y9 ]/ N) h7 _ t/ l- U
3、计数控制* d, z2 n: N9 @1 N3 W; \9 Q! c
4、步进(顺序)控制8 c) g z+ \) r2 u- R3 ?
5、PID控制6 M$ B- x4 `( r; m/ W, S
6、数据控制:PLC具有数据处理能力。& t6 z) R: Q" N5 G6 d
7、通信和联网: b0 ~, `2 ^+ j. p6 x, g
8、其它:PLC还有许多特殊功能模块,适用于各种特殊控制的要求,如:定位控制模块,CRT模块, p) y' x- B% ?) E( V( {* A" x
五、PLC的分类
$ e2 u y+ |. F6 v4 F& _1、小型PLC
9 P, Z3 N, I+ z7 y) D1 i小型PLC的I/O点数一般在128点以下,其特点是体积小、结构紧凑,整个硬件融为一体,除了开关量I/O以外,还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。
$ \6 V; R, h6 _8 F2 w. P2 q5 ~( E2、中型PLC
1 Q6 B5 l J* N* [4 x7 e/ K1 @中型PLC采用模块化结构,其I/O点数一般在256~1024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外,还能采用直接处理方式,即在扫描用户程序的过程中,直接读输入,刷新输出。它能联接各种特殊功能模块,
+ o; x; e8 v0 R# F3 [通讯联网功能更强,指令系统更丰富,内存容量更大,扫描速度更快。 ! B! d" W0 n; ]% i: [
3、大型PLC
* y& K& i( s* j2 s' i& x% \; G一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强,有各种通讯联网的模块,可以构成三级通讯网,实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统,使机器的可靠性更高。1 V/ a5 z( [9 N7 ~ U4 j
六. PLC的基本结构
9 O5 i% U8 C! |% p& |! j) FPLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同:% b2 E- k! C: W) t
1、中央处理单元(CPU)
7 i/ w, t8 O, `+ f( V中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入I/O映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后,最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置,如此循环运行,直到停止运行。+ c8 Q) R- O, F$ I% w7 a
为了进一步提高PLC的可靠性,近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统,或采用三CPU的表决式系统。这样,即使某个CPU出现故障,整个系统仍能正常运行。
7 h6 Y i2 g8 B& D2、存储器
; n9 [2 |3 h: Z0 s: l存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。( }! l+ Q) u$ x, X+ v
PLC常用的存储器类型
7 ~" X: A* P. ?(1)RAM (Random Assess Memory) 这是一种读/写存储器(随机存储器),其存取速度最快,由锂电池支持。# o4 e/ x0 _- o
(2)EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下,存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。
) V, C) C; }( V+ U ?(3)EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。
! e: l* t O* `# d' IPLC存储空间的分配5 X* L) K9 b5 v$ r5 f. E" k/ M
虽然各种PLC的CPU的最大寻址空间各不相同,但是根据PLC的工作原理,其存储空间一般包括以下三个区域:9 @) @$ n. ~5 j% I% X
(1)系统程序存储区
. q. y) ^- i2 @) J5 y" ?(2)系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等)
! ?+ l, h. a& D6 d& @: F, Z Z(3)用户程序存储区: l: [8 W" X! G
系统程序存储区:在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中,用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的性能。
/ N9 i: x, v4 y' k6 f( |系统RAM存储区:系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备,如:逻辑线圈;数据寄存器;计时器;计数器;变址寄存器;累加器等存储器。
: X+ A* `& y2 Y(1)I/O映象区:由于PLC投入运行后,只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据,在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。因此,它需要一定数量的存储单元(RAM)以存放I/O的状态和数据,这些单元称作I/O映象区。一个开关量I/O占用存储单元中的一个位(bit),一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字(16个bit)。因此整个I/O映象区可看作两个部分组成:开关量I/O映象区;模拟量I/O映象区。9 S; Q) H8 s7 E7 L3 I; w
(2)系统软设备存储区 :除了I/O映象区区以外,系统RAM存储区还包括PLC内部各类软设备(逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等)的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域,前者在PLC断电时,由内部的锂电池供电,数据不会遗失;后者当PLC断电时,数据被清零。/ m/ o6 w. t1 d
1)逻辑线圈
0 g m" U) s: X: N' G, ]与开关输出一样,每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一个位,但不能直接驱动外设,只供用户在编程中使用,其作用类似于电器控制线路中的继电器。 另外,不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈,具有不同的功能。
- ]0 k1 a: ?! i! p) D2)数据寄存器
: B' Z5 C" s6 u* w B8 t1 K" y. R) z与模拟量I/O一样,每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字(16 bits)。 另外,PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器,具有不同的功能。
9 d9 A7 T# f' q! R# I: D5 v3)计时器8 |* J9 G+ F+ @. u) ~2 o6 `9 t
4)计数器
( a ^8 Q1 M1 w3 I用户程序存储区
" h6 Z |2 w" z2 j, m: e用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC,其存储容量各不相同。% u+ t9 D! d: G3 ~
3、电源2 r6 t3 r, Q& h0 @* ^. j9 k
PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。 |
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