秦皇岛回收丰炜PLC模块
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产品描述

三菱PLC是三菱电机在大连生产的主力产品。 它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。三菱PLC在中国市场常见的有以下型号: FR-FX1N FR-FX1S FR-FX2N FR-FX3U FR-FX2NC FR-A FR-Q)。PLC系统组成及各部分的功能:
PLC相关组成
PLC相关组成(6张)
一.系统组成。
二.各部分的作用。
1. CPU运算和控制中心
起“心脏”作用。
纵:当从编程器输入的程序存入到用户程序存储器中,然后CPU根据系统所赋予的功能(系统程序存储器的解释编译程序),把用户程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序。
横:输入状态和输入信息从输入接口输进,CPU将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器。然后由CPU把数据和程序有机地结合在一起。把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
组成:CPU由控制器、运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数据总线与I/O接口电路相连接。
2.存储器
具有记忆功能的半导体电路。
分为系统程序存储器和用户存储器。
系统程序存储器用以存放系统程序,包括管理程序,监控程序以及对用户程序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器组成。厂家使用的,内容不可更改,断电不消失。
用户存储器:分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机存取存储器(RAM)组成。用户使用的。断电内容消失。常用的锂电池作为后备电源,寿命一般为3~5年。
3.输入/输出接口
(1)输入接口:
光电耦合器由两个发光二极度管和光电三极管组成。
发光二级管:在光电耦合器的输入端加上变化的电信号,发光二极管就产生与输入信号变化规律相同的光信号。
光电三级管:在光信号的照射下导通,导通程度与光信号的强弱有关。在光电耦合器的线性工作区内,输出信号与输入信号有线性关系。
输入接口电路工作过程:当开关合上,二极管发光,然后三极管在光的照射下导通,向内部电路输入信号。当开关断开,二极管不发光,三极管不导通。向内部电路输入信号。也就是通过输入接口电路把外部的开关信号转化成PLC内部所能接受的数字信号。
(2)输出接口
PLC的继电器输出接口电路
工作过程:当内部电路输出数字信号1,有电流流过,继电器线圈有电流,然后常开触点闭合,提供负载导通的电流和电压。当内部电路输出数字信号0,则没有电流流过,继电器线圈没有电流,然后常开触点断开,断开负载的电流或电压。也就是通过输出接口电路把内部的数字电路化成一种信号使负载动作或不动作。
三种类型:
继电器输出:有触点、寿命短、频率低、交直流负载
晶体管输出:无触点、寿命长、直流负载
晶闸管输出:无触点、寿命长、交流负载
4.编程器
编程器分为两种,一种是手持编程器,方便。我们实验室使用的就是手持编程器。二种是通过PLC的RS232口。与计算机相连。然后敲击键盘。通过NSTP-GR软件(或WINDOWS下软件)向PLC内部输入程序。
第二节 PLC的基本工作原理
一.PLC采用“顺序扫描,不断循环”的工作方式
1.每次扫描过程。集中对输入信号进行采样。集中对输出信号进行刷新。
2.输入刷新过程。当输入端口关闭时,程序在进行执行阶段时,输入端有新状态,新状态不能被读入。只有程序进行下一次扫描时,新状态才被读入。
3.一个扫描周期分为输入采样,程序执行,输出刷新。
4.元件映象寄存器的内容是随着程序的执行变化而变化的。
5.扫描周期的长短由三条决定。(1)CPU执行指令的速度(2)指令本身占有的时间(3)指令条数
6.由于采用集中采样。集中输出的方式。存在输入/输出滞后的现象,即输入/输出响应延迟。
二.PLC与继电器控制系统、微机区别
1.PLC与继电器控制系统区别
前者工作方式是“串行”,后者工作方式是“并行”。
前者用“软件”,后者用“硬件”。
2.PLC与微机区别
前者工作方式是“循环扫描”。后者工作方式是“待命或中断”
PLC 编程方式
PLC突出的优点采用“软继电器”代替“硬继电器”。用“软件编程逻辑”代替“硬件布线逻辑”。
PLC编程语言有梯形图、布尔助记符语言,等等。尤其前两者为常用。
梯形图语言特点:
1.每个梯形图由多个梯级组成。
2.梯形图中左右两边的竖线表示假想的逻辑电源。当某一梯级的逻辑运算结果为“1”时,有假想的电流通过。
3.继电器线圈只能出现一次,而它的常开、常闭触点可以出现无数次。
4.每一梯级的运算结果,立即被后面的梯级所利用。
5.输入继电器受外部信号控制。只出现触点,不出现线圈。
第四节 主要技术性能
用户程序存储容量:是衡量可存储用户应用程序多少的指标。通常以字或K字为单位。16位二进制数为一个字,每1024个字为1K字。PLC以字为单位存储指令和数据。一般的逻辑操作指令每条占1个字。定时/计数,移位指令占2个字。数据操作指令占2~4个字。
第五节 PLC的分类
按结构分类:
1. 整体式:是把PLC各组成部分安装在一起或少数几块印刷电路板上,并连同电源一起装在机壳内形成一个单一的整体,称之为主机或基本单元、小型、超小型PLC采用这种结构。
2.模块式:是把PLC各基本组成做成独立的模块。中型、大型PLC采用这种方式,便于维修。
产品系列
编辑
FX1S系列
常用的几款三菱plc
常用的几款三菱plc
三菱PLC是一种集成型小型单元式PLC。且具有完整的性能和通讯功能等扩展性。如果考虑安装空间和成本是一种理想的选择。
FX1N系列
是三菱电机推出的功能强大的普及型PLC。具有扩展输入输出,模拟量控制和通讯、链接功能等扩展性。是一款广泛应用于一般的顺序控制三菱PLC。
FX2N系列
在当时,是三菱PLC是FX家族中先进的系列。具有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块等特点,为工厂自动化应用提供大的灵活性和控制能力。
FX3U系列
是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,可能称得上是小型至尊产品。基本性能大幅提升,晶体管输出型的基本单元内置了3轴独立高100kHz的定位功能,并且增加了新的定位指令,从而使得定位控制功能更加强大,使用更为方便。FX3U系列产品为FX2N替代产品,FX2N系列产品2012年12月三菱电机不再供货。以后大家都会选用FX3U系列产品。三菱PLC-FX3U系列产品介绍:
  ● FX3U系列PLC第三代微型可编程控制器,内置高达64K大容量的RAM存储器。
  ● 内置业界高水平的高速处理0.065μS/基本指令。
  ● 控制规模:16~384(包括CC-LINK I/O)点。
  ● 内置独立3轴100kHz定位功能(晶体管输出型)。
  ● 基本单元左侧均可以连接功能强大简便易用的适配器。
  ● 内置的编程口可以达到115.2kbps 的高速通信,而且多可以同时使用3 个通信口。
  ● 通过CC-Link 网络的扩展可以实现高84 点(包括远程I/O 在内)的控制。
  ● 模块上可以进行软元件的监控、测试,时钟的设定。
  ● FX3U系列还可以将该显示模块安装在控制柜的面板上。
  ● FX3U系列PLC编程软件:需要GX Developer 8.23Z 以上版本。
FX3G系列
是三菱电机公司新近推出的新型第三代三菱PLC,基本单元自带两路高速通讯接口(RS422&USB,内置高达32K大容量存储器,标准模式时基本指令处理速度可达0.21μs,控制规模:14~256点(包括CC-LINK网络I/O),定位功能设置简便(多三轴),基本单元左侧多可连接4台FX3U特殊适配器,可实现浮点数运算,可设置两级密码,每级16字符,增强密码保护功能
FX1NC FX2NC FX3UC三菱PLC:
在保持了原有强大功能的基础上实现了极为可观的规模缩小I/O型接线接口降低了接线成本,并大大节省了时间。
Q系列三菱PLC:
三菱机公司推出的大型PLC,CPU类型有基本型CPU,高性能型CPU,过程控制CPU,运动控制CPU,冗余CPU等。可以满足各种复杂的控制需求。三菱电机中国事业的快速发展,为了更好地满足国内用户对三菱PLC,Q系列产品高性能、低成本的要求,三菱电机自动化特推出经济型QUTESET型三菱PLC,即一款以自带64点高密度混合单元的5槽Q00JCOUSET;另一款自带2块16点开关量输入及2块16点开关量输出的8槽Q00JCPU-S8SET,其性能指标与Q00J完全兼容,也完全支持GX-Developer等软件,故具有极佳的性价比。
A系列三菱PLC:
三菱PLC\A系列
三菱PLC\A系列
使用三菱专用顺控芯片(MSP),速度/指令可媲美大型三菱PLC;A2ASCPU支持32个PID回路。而QnASCPU的回路数目无限制,可随内存容量的大小而改变;程序容量由8K步至124K步,如使用存储器卡,QnASCPU则内存量可扩充到2M字节;有多种特殊模块可选择,包括网络,定位控制,高速计数,温度控制等模块。


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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。
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随着网络能力的强化,可编程序控制器实现的控制功能和控制范围都在扩大,这就要求可编程序控制器实现高速运行和实时通信功能。高速化包括运算速度的高速化、与外部设备交换数据的高速化、编程设备服务处理的高速化、外部设备响应的高速化。为了实现高速化,有些可编程序控制器已在其内核中设计有通信功能,借助于无源数据总线,系统的瓶颈得以消除,这种结构允许多个处理器、网络能在一个机架中使用而没有限制,从而提供了高性能的分布式实时控制系统的解决方案。 SINUMERIK 802D概述可以连接任何具有串行接口的终端设备,如驱动、打印机、条码读码器、调制解调器等。3、外部DC24V电源 若输入回路有 DC24V供电的接近开关、光电开关等,而PLC上DC24V电源容量不够时,要从外部提供DC24V电源;但该电源的“—”端不要与 PLC的 DC24V的“—”端以及“COM”端相连,否则会影响PLC的运行。  在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。8.1对两台低压机实现可靠的自动控制。通过可选的程序模块,可以简单、方便地复制控制程序。模块组装在 S7-1500 安装导轨上:2.2plc的发展历程1969年dec公司按照gm(美国通用汽车公司)的要求研制了世界上台plc并且在gm公司得到的应用。此后公司使plc商品化。plc是专门设计出来用于同继电器产品竞争并逐步取代了传统的继电器。plc作为一种工业专用计算机,经历了以下几个发展的历程。 识别系统可帮助公司在动态市场中保持其地位:通过 RFID 或一维及二维代码自动捕获数据,可满足用户在生产和物流、资产管理、跟踪和追溯以及供应链管理方面不断增长的控制需求为此,西门子提供了关键技术。作为识别系统的全球市场,西门子凭借其在该领域超过 25 年的经验和技能,一站式提供了丰富的 RFID 系统及读码系统。通过您身边的西门子,用户可选择集成到自动化和 IT 级的简易系统以及独立于应用的应用咨询。  2.ROM 这个是PLC中的系统程序,实现指令的解释,报警处理等等,若这里面的数据发生了丢失就会引起开不了机,报警灯。在西门子PLC维修中,ROM发生的故障占的比例是很大,若我们有备份保存的话,可以重刷一次。节能控制器控制的是强干扰的大感性负载,如何提升系统的抗干扰能力成为了系统设计者伤脑筋的问题。 西门子PLC热启动的含义   在热启动中,在程序中断处重新开始执行程序(不复位定时器、计数器和位存储器)。在启动时所有数据(标志存储器、定时器、计数器、过程映像及数据块的当前值)被保持, OB101中的程序执行一次。然后程序从断点处(断电, CPU STOP) 恢复执行。这个“剩余循环”执行完后,循环程序开始执行。   西门子PLC冷启动的含义   在冷启动中,执行OB1 中的个命令时,读取过程映像输入表,并处理STEP7 用户程序(也适用于暖启动)。删除工作存储器中由SFC 创建的数据块;剩余的数据块具有来自装入存储器的预置值。 复位过程映像和所有定时器、计数器和位存储器,不管它们是否具有保持性分配。OB102中的程序执行一次然后循环程序开始执行。   西门子PLC暖启动的含义   在暖启动中,从程序开始处以系统数据和用户地址区的初始设置开始进行程序处理(非保持性定时器、计数器和位存储器复位)。保持的标志存储器、定时器和计数器以及数据块的当前值保持(仅当有后备电池,如果使用EPROM 并且CPU的保持特性已赋参数时S7-300甚至可以没有后备电池)。OB100中的程序执行一次然后循环程序开始执行。S7-300只有暖启动,对于 S7-300而已,重新上电以及将模式开关从STOP拨到RUN都是暖启动。太钢于1999年6月成立了项目攻关组,经过几个月的艰辛努力,采用的德国西门子SIMATICS7300PLC、德国UNI公司热值仪、德国西门子变频技术,投入了全过程自动控制,实现了混合煤气热值、加压机后压力双稳定的目标,确保了不锈钢的正常生产,节能效益非常可观。1 系统概要500 V 交流测试电压更多信息,请参见通信处理器。可以使用铜质总线电缆来建立 PROFIBUS DP 总线。没有必要使用光纤电缆。提供有大量功能,支持用户的 S7-1500 编程、调试和维护等工作。 经过多年的发展,国内PLC生产厂家约有三十家,国内PLC应用市场仍然以国外产品为主。国内公司在开展PLC业务时有较大的竞争优势,如:需求优势、产品定制优势、成本优势、服务优势、响应速度优势。SCALANCE X-400 网管型;  SIMATIC S7-1200 控制器带有多达6个高速计数器。其中3个输入为100kHz,3个输入为30kHz,用于计数和测量。  ②基本监控如流量、料位、温度、压力等变化是缓慢的,而且还有滞后效应,因此,节点监控并不需要快电子学的响应时间,但要求有复杂的模拟量处理能力。这一物理特征决定了系统基本上多采用主--从之间的集中轮询制,这在技术上是合理的,在经济上是有利的。与此同时,太阳能和风能等新能源已开始蓬勃发展。在林伯强看来,分布式能源是解决新能源利用难题的重要途径。他指出,虽然我国风电和太阳能总装机容量已达全球,但“弃风、弃光”现象依然比较严重。诊断功能可以用来判断模块的信号采集(针对数字量模块)或者模拟量处理(针对模拟模块)是否工作于无故障状态。在诊断分析中,必须区分可参数化和非参数化诊断消息:模块有故障为了保护设备、系统、机器和网络以防受到网络威胁,必须实施并持续保持全面、的工业安全概念。西门子的产品和解决方案构成了这种概念的一个要素。控制规模还与PLC指令系统有关。规模大的PLC指令条数多,指令的功能也强,才能应付对点数多的系统进行控制的需要。叠装式其它厂商的设备 为了适应日益剧烈的市场竞争,新一代的可编程序控制器在技术创新方面有了长足的进展,主要体现在以下方面: 箱式 PC 符合各国际标准(例如 CE 和 UL)认证,服务网络遍布全球,可以部署于全球任何地点。
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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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