佛山回收基恩士PLC模块
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产品描述

PLC模块是将PLC的各功能的单元分别做成象积木一样的模块,可以根据需要进行组合,以适应各种不同的需求,常用的有电源模块、CPU模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块、高速计数模块、通讯模块、数字量输入输出模块、模拟量输入输出模块。。。。。,,每种里又有多种规格,型号。 可以按照需要组合。
可编程逻辑控制器 PLC 实质是一种专用于工业控制的计算机,
可编程逻辑控制器 PLC
其硬件结构基本上与微型计算机相同,基本构成为:

  一、电源
  可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的,因此,可编程逻辑控制器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
  二、处理单元(CPU)
  处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器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。当可编程逻辑控制器投入运行时,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,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。
  为了进一步提高可编程逻辑控制器的可靠性,近年来对大型可编程逻辑控制器还采用双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。
  三、存储器
  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。
  四、输入输出接口电路
  1.现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路,作用是可编程逻辑控制器与现场控制的接口界面的输入通道。
  2.现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路集成,作用可编程逻辑控制器通过现场输出接口电路向现场的执行部件输出相应的控制信号。
  五、功能模块
  如计数、定位等功能模块。
  六、通信模块。
今天给大家讲讲S7-1500PLC的常用模块,S7-1500PLC是模块化结构设计的PLC,各个单独模块之间可以进行广泛组合和扩展,它的主要组成部分有电源模块(PM/PS)、中央处理器模块(CPU)、导轨(RACK)、信号模块(SM)、通信模块(CP/CM)和工艺模块(TM)等。

(1)、电源模块(PM/PS)

用于向CPU以及其扩展模块提供+24V DC电源。

PM:无背板总线、不占用槽位,无固件版本(类似PS307)PS:有背板总线,占用槽位,有固件版本(类似PS407)

(2)、中央处理器模块(CPU)

主要包括以下几种

标准CPU(比如:CPU1511-1PN)紧凑型CPU(比如:CPU1512C-1PN)分布式模块CPU(比如:CPU1510SP-1PN工艺型CPU(比如:CPU1511T-1PN)故障安全CPU模块(比如:CPU1511F-1PN)通过标红的字母可以区分是什么类型的CPU

(3)、导轨(RACK)

是安装S7-1500各类模块的机架,是特制的异形板,标准长度为160/245...2000,可以根据实际选用。S7-300/1200/1500的导轨上无背板总线。但S7-400有背板总线,不可缺少。

(4)、存储卡(SD)

用于存储PLC程序,可由PC直接读取,不支持热插拔。50万次读取寿命,大32GB

注:S7-300的MMC,PC不能直接读取需用准用读卡器设备。

(5)、信号模块(SM)

是数字量I/O模块和模拟量I/O模块的总称。信号模块主要有SM521(数字量输入)、SM522(数字量输出)、混合模块SM523、SM531(模拟量输入)、SM532(模拟量输出)和混合模块SM534。

基本型:BA标准型:ST高性能:HF(6)、工艺模块(TM)

主要用于对实时性和存储量要求高的控制任务。

计数模块(高速输入):TM Count2位置检测模块(高速输入):TM Poslnput2PTO模块(高速输出):TM PTO(7)、通信模块(CP/CM)

用于PLC之间、PLC与计算机和其他智能设备之间的通信,可将PLC接入以太网、PROFIBUS和AS-I网络,或用于串行通信。它可以减轻CPU处理通信的负担,并减少对通信功能的编程工作。

主要有两大类:

PRIFIBUS:CM 1542-5、CP1542-5PROFINET:CM 1542-1、CP1543-1(8)ET-200分布式外围设备模块

是西门子基于PRIFIBUS或PROFINET的分布式控制模块,应用很广。

1、ET200SP:是一种多功能的按位模块化的分布式I/O系统,体积比较小,要安装在控制柜里。

2、ET200MP:是一种多通道的分布式I/O系统,可以使用S7-1500的模块,要安装在控制柜内,使用广泛。
佛山回收基恩士PLC模块
PLC的硬件主要由中央处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中,CPU是PLC的核心,输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路,通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。

对于整体式PLC,所有部件都装在同一机壳内,其组成框图如图1所示;对于模块式PLC,各部件独立封装成模块,各模块通过总线连接,安装在机架或导轨上,其组成框图如图2所示。无论是哪种结构类型的PLC,都可根据用户需要进行配置与组合。

图1 整体式PLC组成框图

图2 模块式PLC组成框图

尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样,但各部分的功能作用是相同的,下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。

1.处理单元(CPU)

同一般的微机一样,CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同,常用有三类:通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器;中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器;大型PLC大多采用高速位片式微处理器。

目前,小型PLC为单CPU系统,而中、大型PLC则大多为双CPU系统,甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统,一般一个为字处理器,一般采用8位或16位处理器;另一个为位处理器,采用由各厂家设计制造的专用芯片。字处理器为主处理器,用于执行编程器接口功能,监视内部定时器,监视扫描时间,处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器,主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度,使PLC更好地满足实时控制要求。

在PLC中CPU按系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地进行工作,归纳起来主要有以下几个方面:

1) 接收从编程器输入的用户程序和数据。

2) 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。

3) 通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。

4) 从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。

5) 根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容,通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。

2.存储器

存储器主要有两种:一种是可读/写操作的随机存储器RAM,另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中,存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。

系统程序是由PLC 的制造厂家编写的,和PLC的硬件组成有关,完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能,提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能,而且在PLC使用过程中不会变动,所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中,用户不能访问和修改。

用户程序是随PLC的控制对象而定的,由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于CMOS静态RAM中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏,当用户程序经过运行正常,不需要改变,可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。

工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中,以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中,设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。

由于系统程序及工作数据与用户无直接联系,所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用,许多PLC还提供有存储器扩展功能。

3.输入/输出单元

输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块,是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据,以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据;同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象,以实现控制目的。

由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的,而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平,所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能,以提高PLC的抗干扰能力。另外,I/O接口上通常还有状态指示,工作状况直观,便于维护。

PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口,有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有:数字量(开关量)输入、数字量(开关量)输出、模拟量输入、模拟量输出等。

常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型:直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口,其基本原理电路如图3所示。

图3 开关量输入接口

a)直流输入 b)交流输入 c)交/直流输入

常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型:是继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出,其基本原理电路如图4所示。继电器输出接口可驱动交流或直流负载,但其响应时间长,动作频率低;而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快,动作频率高,但前者只能用于驱动直流负载,后者只能用于交流负载。

图4 开关量输出接口

a)继电器输出 b)晶体管输出 c)晶闸管输出

PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/ 输出(I/O)点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时,可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。

4.通信接口
PLC配有各种通信接口,这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。PLC与打印机连接,可将过程信息、系统参数等输出打印;与监视器连接,可将控制过程图像显示出来;与其它PLC连接,可组成多机系统或连成网络,实现更大规模控制。 与计算机连接,可组成多级分布式控制系统,实现控制与管理相结合。

远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。

5.智能接口模块

智能接口模块是一独立的计算机系统,它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。它作为PLC系统的一个模块,通过总线与PLC相连,进行数据交换,并在PLC的协调管理下独立地进行工作。

PLC的智能接口模块种类很多,如:高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。

6.编程装置

编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序,也可在线监控PLC内部状态和参数,与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC不可缺少的工具。编程装置可以是专用编程器,也可以是配有专用编程软件包的通用计算机系统。专用编程器是由PLC厂家生产,专供该厂家生产的某些PLC产品使用,它主要由键盘、显示器和外存储器接插口等部件组成。专用编程器有简易编程器和智能编程器两类。

简易型编程器只能联机编程,而且不能直接输入和编辑梯形图程序,需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。简易编程器体积小、价格便宜,它可以直接插在PLC的编程插座上,或者用专用电缆与PLC相连,以方便编程和调试。有些简易编程器带有存储盒,可用来储存用户程序,如三菱的FX-20P-E简易编程器。

智能编程器又称图形编程器,本质上它是一台专用便携式计算机,如三菱的GP-80FX-E智能型编程器。它既可联机编程,又可脱机编程。可直接输入和编辑梯形图程序,使用更加直观、方便,但价格较高,操作也比较复杂。大多数智能编程器带有磁盘驱动器,提供录音机接口和打印机接口。

专用编程器只能对指定厂家的几种PLC进行编程,使用范围有限,价格较高。同时,由于PLC产品不断更新换代,所以专用编程器的生命周期也十分有限。因此,现在的趋势是使用以个人计算机为基础的编程装置,用户只要购买PLC厂家提供的编程软件和相应的硬件接口装置。这样,用户只用较少的投资即可得到高性能的PLC程序开发系统。

基于个人计算机的程序开发系统功能强大。它既可以编制、修改PLC的梯形图程序,又可以监视系统运行、打印文件、系统仿真等。配上相应的软件还可实现数据采集和分析等许多功能。

7.电源

PLC配有开关电源,以供内部电路使用。与普通电源相比,PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强。对电网提供的电源稳定度要求不高,一般允许电源电压在其额定值±15% 的范围内波动。许多PLC还向外提供直流24V稳压电源,用于对外部传感器供电。

8.其它外部设备

除了以上所述的部件和设备外,PLC还有许多外部设备,如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。

EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的一种PLC外部设备。为了使调试好用户程序不易丢失,经常用EPROM写入器将PLC内RAM保存到EPROM中。

PLC内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘和用半导体存储器作成的存储盒等来存储PLC的用户程序,这些存储器件称为外存储器。外存储器一般是通过编程器或其它智能模块提供的接口,实现与内存储器之间相互传送用户程序。

人/机接口装置是用来实现操作人员与PLC控制系统的对话。简单、普遍的人/机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光报警器等器件构成。对于PLC系统,还可采用半智能型CRT人/机接口装置和智能型终端人/机接口装置。半智能型CRT人/机接口装置可长期安装在控制台上,通过通信接口接收来自PLC的信息并在CRT上显示出来;而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和存储器,能够与操作人员快速交换信息,并通过通信接口与PLC相连,也可作为独立的节点接入PLC网络。
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信号模块面板上的LED用来显示各数字量输入/输出点的信号状态,模块安装在DIN标准导轨上,通过总线连接器与相邻的模块连接。模块的默认地址由所在的位置决定,也可以用STEP 7指定模块的地址。

1.数字量模块

(1)数字量输入模块SM321

数字量输入模块将现场过程送来的数字1信号电平转换成S7-300内部信号电平。数字量输入模块有直流输入方式和交流输入方式。对现场输入器件,仅要求提供开关触点即可。输入信号进入模块后,一般都经过光电隔离和滤波,然后才送至输入缓冲期等待CPU采样。采样时,信号经过背板总线进入到输入映像区。


数字量输入模块SM321的技术特性如表1-14所示。模块的每个输入点有一个绿色发光二极管显示输入状态,输入开关闭合(即有输入电压)时,二极管点亮。


数字量输出模块SM322将S7-300内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平,同时有隔离和功率放大作用,可直接用于驱动电磁阀、接触器、小型电动机、灯和电动机启动器等,输出电流的典型值为0.5~2A,负载电源由外部现场提供。

数字量输出模块按输出开关器件的种类不同,可分为晶体管输出方式、晶闸管输出方式和继电器触点输出方式。晶体管输出方式的模块只能带直流负载,属于直流输出模块;晶闸管输出方式属于交流输出模块;继电器触点输出方式的模块属于交直流两用输出模块。从响应速度上看,晶体管输出方式响应快,继电器触点输出方式响应慢;从安全隔离效果及应用灵活性角度来看,以继电器触点输出方式良好。

32点数字量晶体管输出模块的内部电路及外部端子接线图如图1-15所示。晶体管输出模块只能驱动直流负载,具有过载能力差、响应速度快等特点,适合动作比较频繁的应用场合。


32点数字量晶闸管输出模块的内部电路及外部端子接线图如图1-16所示。晶闸管输出模块一般只能驱动交流负载,具有响应速度快、过载能力差等特点,适合动作比较频繁的应用场合。


16点数字量继电器触点输出模块的内部电路及外部端子接线图如图1-17所示。继电器触点输出模块既能用于交流负载,也能用于直流负载,具有负载电压范围宽、道通压降小、承受瞬时过电压和过电流的能力强等优点,但继电器动作时间长,不适合要求频繁动作的应用场合。


数字量输出模块SM322的技术特性如表1-15所示。模块的每个输出点有一个绿色发光二极管显示输出状态,输出逻辑“1”时,发光二极管点亮。

在选择数字量输出模块时,应注意电压的种类和大小、工作频率和负载的类型(电阻性、电感性负载、机械负载或者白炽灯)。除了每一点的输出电流外,还应注意每一组的大输出电流。此外,因每个模块的端子共地情况不同,还要考虑现场输出信号负载回路的供电情况。例如,现场需输出4点信号,但每点用的负载回路电源不同,此时8点继电器输出模块将是良好的选择,选用别的输出模块将增加模块的数量。

(3)数字量输入/输出模块SM323

数字量输入/输出模块SM323是在一块模块上同时具备输入点和输出点的信号模块。SM323模块的输入和输出电路均设有光电隔离电路,输出点采用晶体管输出,并设有电子式短路保护装置,在额定输入电压下输入延时为1.2~4.8ms。DI16/D016模块的内部电路及外部端子接线图如图1-18所示。


(4)数字量输入/可配置输入或输出模块SM327

SM327数字量输入/可配置输入或输出模块具有8个独立输入点,8个可独立配置为输入或输出点,带隔离功能,额定输入电压和额定负载电压均为DC 24V,输出电流为0.5A,在RUN模式下可动态地修改模块的参数。SM327数字量模块的内部电路及外部端子接线图如图1-19所示。


(5)仿真模块SM374

SM374主要用于程序的调试,比较适合于教学,它可以仿真DI16/D016、DI8/D08的数字量模块。SM374的操作面板如图1-20所示。


SM374面板上有一个功能设定开关,它可以仿真所需要的数字量模块;有16个开关,用于输入状态的设置;有16个绿色LED指示灯,用于指示I/O状态。

需要注意,当CPU处于RUN模式时,不能通过开关进行模式设置。

2.模拟量模块

生产过程中有大量连续变化的模拟量需要用PLC来测量或者控制,有的是非电量,如温度、压力、流量、液位、物体的成分(例如气体中的含氧量)和频率等;有的是强电电量,如发电动机机组的电流、电压、有功功率和无功功率、功率因数等。

模拟量模块包括模拟量输入模块(AI) SM331、模拟量输出模块(AO) SM332和模拟量输入/输出模块(AI/AO) SM334等。

(1)模拟量值的表示方法

S7-300/400的CPU用16位二进制补码定点数来表示模拟量值。其中,高位(第15位)为符号位,正数的符号位为0,负数的符号位为1。

模拟量输入模块的模拟量值与模拟量之间的对应关系如表1-16所示,模拟量的上、下限(±100%)分别对应于十六进制模拟量值6COOH和9400H(H表示十六进制数)。

模拟量输入模块的模拟量值与模拟量之间的对应关系



(2)模拟量输入模块SM331

SM331用于将现场各种模拟量测量传感器输出的直流电压或电流信号转换为PLC内部处理用的数字信号。该类模块主要由A/D转换器、转换开关、恒流源、补偿电路、光隔离器及逻辑电路等组成。图1-21所示为AI 8×13位模拟量输入模块的内部电路及端子接线图,从图中可以看出SM331内部只有一个

(3)模拟量输出模块SM332

SM332用于将S7-300系列PLC的数字信号转换成系统所需要的模拟量信号,控制模拟量调节器或执行机构。SM332目前有4种模块,其中SM332 A0 4×12位模块的内部电路及端子接线图

(4)模拟量输入/输出模块

模拟量输入/输出模块有SM334和SM335两个子系列,SM334为通用模拟量输入/输出模块,SM335为高速模拟量输入/输出模块,并具有一些特殊功能。图1-23所示为SM334 AI 4/AO2×8/8位模块的内部电路及端子接线图。

(5)模拟量输入模块的接线

在使用模拟量输入模块时,根据测量方法的不同,可以将电压、电流传感器或电阻器等不同类型的传感器连接到模拟量输入模块。


为了减少电子干扰,对于模拟信号应使用屏蔽双绞线电缆。模拟信号电缆的屏蔽层应两端接地。如果电缆两端存在电位差,将会在屏蔽层中产生等电势耦合电流,造成对模拟信号的干扰,在这种情况下,应让电缆的屏蔽层一点接地。

对于带隔离的模拟量输入模块,在CPU的M端和测量电路的参考点MANA之间没有电气连接。如果测量电路参考点MANA和CPU的M端存在一个电位差UIs0,则必须选用带隔离模拟量输入模块。通过在MANA端子和CPU的M端子之间使用一根等电位连接导线,可以确保UISO不会超过允许值。

对于不带隔离的模拟量输入模块,在CPU的M端和测量电路的参考点MANA之间必须建立电气连接。为此,应连接MANA端子与CPU或IM153的M端子。MANA和CPU或

IM153的M端子之间的电位差会造成模拟信号的中断。


图1-40通过补偿盒将热电偶连接到带隔离的模拟量输入模块

连接带温度补偿的热电偶时,可以通过参考结(带0℃或50℃循环控制)连接热电偶,此时的所有8个输入均可用作测量通道。参考连接如图1-41所示。


利用热敏电阻也可以连接热电偶,此时参考结端子处的温度由范围为-25~85℃的热电偶温度发送器确定。参考连接如图1-42所示。


(6)模拟量输出模块的接线

模拟量输出模块可用于驱动负载或驱动端,其输出有电流和电压两种形式。对于电压型模拟量输出模块,与负载的连接可以采用二线制或四线制电路;对于电流型模拟量输出模块,与负载的连接只能采用二线制电路。各种参考连接如图1-43~图1-46所示,图中各符号的意义如下。


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