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PLC的产生
为了尽可能地减少重新设计和安装的工作量,降,缩短周期,人们于是设想把计算机系统的能完备、灵活、通用与继电器接触器控制系统的简单易懂、操作方便、价格便宜等优点结合起来,制造一种新型的工业控制装置。为此,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,在美国通用汽车公司的汽车自动装配线上使用,取得了巨大成。这种新型的工业控制装置以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小以及使用寿命长等一系列优点,很快在美国其他工业领域推广应用。
随着计算机技术、自动控制技术和通信技术的发展,PLC大致经历了四次新换代,已经渗透到工业控制的各个领域。
2.PLC的定义
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、易于扩充其能的原则设计。”
1.1.2 PLC的结构组成
PLC由中央处理单元(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结合而成,如图1-1所示。根据结构形式不同,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、价格低及结构紧凑。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模块和电源装在一个箱体内构成主机。需要时还提供许多I/O扩展模块供用户选用,另外配备许多专用的特殊能模块,使PLC的能得到扩展。安徽省西门子电源模块一级供应商
浔之漫智控技术(上海)有限公司(bfzy-xzm-ssm)
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(1)CPU模块
CPU(Central Process Unit)模块是PLC的部分,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和心脏,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能;根据数据处理的刷新系统的输出。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、用户指令解释程序和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)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 5V工作电源,是整个PLC的能源供给中心,直接影响到PLC的能和可靠性。电源模块还向外部提供DC 24V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和PLC内部的信号电平相匹配。
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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模拟量电压电流信号。
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。
(4)能模块
能模块主要用于对实时性和存储容量要求高的控制任务,包括计数器模块、电动机定位模块以及闭环控制模块等。
(5)通信处理模块
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,或用于实现点对点连接等。
(6)编程设备
编程设备包括编程器和编程软件两类。使用编程器可以进行程序的编制、编辑、调试和监控。简易型编程器只能联机编程,并且需要把梯形图转换成指令表才能输入。智能型编程器可以联机也可以脱机编程,可以直接输入梯形图,而且能通过屏幕对话。
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,其工作原理却与计算机有所不同。PLC初是用于替代传统的继电器控制装置,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
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