咸宁回收PLC模块
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产品描述

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。编程装置可以是编程器,也可以是配有编程软件包的通用计算机系统。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。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。

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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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。


咸宁回收PLC模块
A系列PLC模块 A3ACPU、A3ACPUP21、A3ACPUR21、A2ACPU-S1、A2ACPUP21-S1、A2ACPUR21-S1、A2ACPU、A2ACPUP21、A2ACPUR21、A3NCPU、A3NCPUP21、A3NCPUR21、A2NCPU-S1、A2NCPUP21-S1、A2NCPUR21-S1、A2NCPU、A2NCPUP21、A2NCPUR21、A1NCPU、A1NCPUP21、A1NCPUR21、A2UCPU、A2UCPU-S1、A3UCPU、A4UCPU、A0J2HCPU、A32B、A35B、A38B、A52B、A55B、A58B、A62B、A65B、A68B、A61P、A62P、A63P、A65P、A66P、A68P、A3NMCA-0 、A3NMCA-2 、A3NMCA-4 、A3NMCA-8 、A3NMCA-16 、A3NMCA-24 、A3NMCA-40 、A3NMCA-56 、4KRAM 、16KRAM 、4KROM 、8KROM 、16KROM 、16KHROM 、16KQROM 、4KEROM 、64KWROM 、128KWROM 、256KWROM 、A6BSW-P-S3 、A6BSW-P-S4 、A6BSW-P-S5 、AC06B、AC12B、AC30B、AC50B、AX10 、AX11 、AX20 、AX21 、AX40 、AX41 、AX41-S1 、AX42 、AX42-S1 、AX50-S1 、AX60-S1 、AX70 、AX71 、AX80 、AX80E 、AX81 、AX82 、AY10 、AY10A 、AY11 、AY11A 、AY11E 、AY13 、AY13E 、AY22 、AY23 、AY40 、AY40A 、AY40P 、AY41 、AY41P 、AY42 、AY42-S1 、AY42-S3 、AY50 、AY51 、AY51-S1 、AY60 、AY60E 、AY60S 、AY70 、AY71 、AY72 、AY80 、AY81 、AY81EP 、AY82EP 、A42XY 、AH42 、A68AD、A68ADN、A616AD、A60MX、A60MXR、A616TD、A60MXT、A68DAV、
S7-300系列PLC的输入/输出模块的外部接线接在插入式的前连接器的端子上,前连接器插在前盖后面的凹槽内。不需断开前连接器上的外部连线,就可以迅速地更换模块。次插入连接器时,有一个编码元件与之啮合,这样该连接器就只能插入同样类型的模块中。

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佳。

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佳的选择,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。


咸宁回收PLC模块
设计方法
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三菱PLC控制系统一般设计方法:
1、分析控制系统的控制要求
熟悉被控对象的工艺要求,确定必须完成的动作及动作完成的顺序,归纳出顺序功能图。
2、选择适当类型的PLC
根据生产工艺要求,确定I/O点数和I/O点的类型(数字量、模拟量等),并列出I/O点清单。进行内存容量的估计,适当留有余量。根据经验,对于一般开关量控制系统,用户程序所需存储器的容量等于I/O总数乘以8;对于只有模拟量输入的控制系统,每路模拟量需要100个存储器字;对于既有模拟量输入又有模拟量输出的控制系统,每路模拟量需要200个存储器字。确定机型时,还要结合市场情况,考察PLC生产厂家的产品及其售后服务、技术支持、网络通信等综合情况,选定性能价格比好一些的PLC机型。
3、硬件设计
根据所选用的PLC产品,了解其使用的性能。按随机提供的资料结合实际需求,同时考虑软件编程的情况进行外电路的设计,绘制电气控制系统原理接线图。
4、软件设计
(1)软件设计的主要任务是根据控制系统要求将顺序功能图转换为梯形图,在程序设计的时候好将使用的软元件(如内部继电器、定时器、计数器等)列表,标明用途,以便于程序设计、调试和系统运行维护、检修时查阅。
(2)模拟调试。将设计好的程序下载到PLC主单元中。由外接信号源加入测试信号,可用按钮或小开关模拟输入信号,用指示灯模拟负载,通过各种指示灯的亮暗情况了解程序运行的情况,观察输入/输出之间的变化关系及逻辑状态是否符合设计要求,并及时修改和调整程序,直到满足设计要求为止。
5、现场调试
在模拟调试合格的前提下,将PLC与现场设备连接。现场调试前要全面检查整个PLC控制系统,包括电源、接地线、设备连接线、I/O连线等。在保证整个硬件连接正确无误的情况下才可送电。将PLC的工作方式置为“RUN”。反复调试,消除可能出现的问题。当试运一定时间且系统运行正常后,可将程序固化在具有长久记忆功能的存储器中,做好备份。
一、保养规程、设备定期测试、调整规定
(1) 每半年或季度检查PLC柜中接线端子的连接情况,若发现松动的地方及时重新坚固连接;
(2) 对柜中给主机供电的电源每月重新测量工作电压;
二、设备定期清扫的规定
(1) 每六个月或季度对PLC进行清扫,切断给PLC供电的电源把电源机架、CPU主板及输入/输出板依次拆下,进行吹扫、清扫后再依次原位安装好,将全部连接恢复后送电并启动PLC主机。认真清扫PLC箱内卫生;
(2) 每三个月更换电源机架下方过滤网;
三、检修前准备、检修规程
(1) 检修前准备好工具;
(2) 为保障元件的功能不出故障及模板不损坏,必须用保护装置及认真作防静电准备工作;
(3) 检修前与调度和操作工联系好,需挂检修牌处挂好检修牌;
四、设备拆装顺序及方法
(1) 停机检修,必须两个人以上监护操作;
(2) 把CPU前面板上的方式选择开关从“运行”转到“停”位置;
(3) 关闭PLC供电的总电源,然后关闭其它给模坂供电的电源;
(4) 把与电源架相连的电源线记清线号及连接位置后拆下,然后拆下电源机架与机柜相连的螺丝,电源机架就可拆下;
(5) CPU主板及I/0板可在旋转模板下方的螺丝后拆下;
(6) 安装时以相反顺序进行;
五、检修工艺及技术要求
(1) 测量电压时,要用数字电压表或精度为1%的表测量
(2) 电源机架,CPU主板都只能在主电源切断时取下;
(3) 在RAM模块从CPU取下或插入CPU之前,要断开PC的电源,这样才能保证数据不混乱;
(4) 在取下RAM模块之前,检查一下模块电池是否正常工作,如果电池故障灯亮时取下模块PAM内容将丢失;
(5) 输入/输出板取下前也应先关掉总电源,但如果生产需要时I/0板也可在可编程控制器运行时取下,但CPU板上的QVZ(超时)灯亮;
(6) 拨插模板时,要格外小心,轻拿轻放,并远离产生静电的物品;
(7) 更换元件不得带电操作;
(8) 检修后模板安装一定要安插到位。
三菱PLC的主要特点(此处PLC是指电力线上网属错误引用)
① 结构灵活
不受环境的限制,有电即可组建网络,同时可以灵活扩展接入端口数量,使资源保持较高的利用率,在移动性方面可与WLAN媲美。
② 传输效果好
可以很平顺的在线观赏DVD影片,它所提供的14Mbps带宽可以为很多应用平台提供保证。新的电力线标准HomePlug AV传输速度已经达到了200Mbps;为了确保QoS,HomePlug AV采用了时分多路访问(TDMA)与带有冲突检测机能的载体侦听多路访问(CSMA)协议,两者结合,能够很好地传输流媒体。
③ 范围广
无所不在的电力线网络也是这种技术的优势。虽然无线网络可以做到不破墙,但对于高层建筑来说,其必需布设N多个AP才能满足需求,而且同样不能避免信号盲区的存在。而电力线是基础的网络,它的规模之大,是其他任何网络无法比拟的。由此,运营商就可以轻松地把这种网络接入服务渗透到每一处有电力线的地方。这一技术一旦全面进入商业化阶段,将给互联网普及带来极大的发展空间。终端用户只需要插上电力猫,就可以实现因特网接入,电视频道接收节目,打电话或者是可视电话。
④ 低成本
充分利用现有的低压配电网络基础设施,无需任何布线,节约了资源。无需挖沟和穿墙打洞,避免了对建筑物、公用设施、家庭装潢的破坏,同时也节省了人力。相对传统的组网技术,PLC成本更低,工期短,可扩展性和可管理性更强。目前国内已开通电力宽带上网的地方,其包月使用费用一般为50-80元/月左右,这样的价格和很多地方的ADSL包月相持平。
⑤ 适用面广
PLC作为利用电力线组网的一种接入技术,提供宽带网络“后一公里”的解决方案,广泛适用于居民小区,酒店,办公区,监控安防等领域。它是利用电力线作为通信载体,使得PLC具有极大的便捷性,只要在房间任何有电源插座的地方,不用拨号,就立即可享受4.5~45Mbps的高速网络接入,来浏览网页﹑拨打电话,和观看在线电影,从而实现集数据、语音、视频,以及电力于一体的“四网合一”。
plc发展新动向 PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。PLC已经广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业,它具有高可靠性、抗干扰能力强、功能强大、灵活,易学易用、体积小,重量轻,价格便宜的特点。
发展动向
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1:产品规模向大、小两个方向发展 大:I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储器、扫描速度高速化。 小:由整体结构向小型模块化结构发展,增加了配置的灵活性,降低了成本。
2:PLC在闭环过程控制中应用日益广泛
3:不断加强通讯功能
4:.新器件和模块不断推出 高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度外,还有带处理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等化模块。
5:编程工具丰富多样,功能不断提高,编程语言趋向标准化 有各种简单或复杂的编程器及编程软件,采用梯形图、功能图、语句表等编程语言,亦有高档的PLC指令系统
6:发展容错技术 采用热备用或并行工作、多数表决的工作方式。
7:追求软硬件的标准化。
发展历史
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20世纪70年代初出现了微处理器。人们很快将其引入可编程控制器,使PLC增加了运算、数据传送及处理等功能,完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。此时的PLC为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。个人计算机发展起来后,为了方便和反映可编程控制器的功能特点,可编程序控制器定名为Programmable Logic Controller(PLC)。
20世纪70年代中末期,可编程控制器进入实用化发展阶段,计算机技术已全面引入可编程控制器中,使其功能发生了飞跃。更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位。
20世纪80年代初,可编程控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。世界上生产可编程控制器的国家日益增多,产量日益上升。这标志着可编程控制器已步入成熟阶段。
20世纪80年代至90年代中期,是PLC发展快的时期,年增长率一直保持为30~40%。在这时期,PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高,PLC逐渐进入过程控制领域,在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
20世纪末期,可编程控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。这个时期发展了大型机和超小型机、诞生了各种各样的特殊功能单元、生产了各种人机界面单元、通信单元,使应用可编程控制器的工业控制设备的配套更加容易。
就业前景
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目前我国经济的发展主要特点:
1 、目前我国还是制造业大国,是世界的生产加工中心,有大量的制造业,就必须用各种生产设备,大部分生产设备都和 PLC 有关,需要大量的精通 PLC 控制的从业人员。
2 、产业结构已发生调整,逐渐有劳动力密集型转化为技术密集型,大量的新设备被采用,这些设备很多都和 PLC 控制相关,需大量的高技术人才。
PLC从业人员主要有:
1 、企业的设备维护和维修人员;
2 、从事工控设备销售的人员;
3 、从事设备开发,编程的电气工程师。
PLC就业的行业主要有:
1.电厂(包括各个公司,工厂的配电室);
2.软件开发(特别是单片机或EDA等);
3.PLC(大体是工控方向,搭建操作平台等);
4.各个矿山,或金属冶炼场所(进行自动化设备的维护,操作等);
5.去学校当老师;
6.做销售工作(专门卖自己专业相关的东西);
7.公务员,每个专业都可以的;
8.各种什么研究所;
9.产品设计,就是硬件电路设计了;
10.自动化专业就业方向很广的,仔细观察生活就知道很多自动化设备的。
三菱PLC和西门子是目前国内使用多的PLC,特别是中国沿海的工厂,更是主要以日系PLC为主,掌握三菱PLC的技术对就业是有很多帮助的。

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