PLC系統(tǒng)與繼電接觸器系統(tǒng)的差別 PLC與繼電接觸控制系統(tǒng)的比較 第二講可編程控制器系統(tǒng)構成 教學要求 1 了解可編程序控制器的物理結構分類2 熟悉PLC的基本結構和系統(tǒng)配置3 掌握存儲器及PLC的I O模塊 一 可編程控制器的組成及其各部分功能 硬件 軟件 存儲器 CPU I O口 編程器 電源 系統(tǒng)程序 用戶程序 一 可編程控制器的組成及其各部分功能 中央處理單元 CPU 1 診斷PLC電源 內(nèi)部電路的工作狀態(tài)及編制程序中的語法錯誤 2 采集現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù) 并送入PLC的寄存器中 3 逐條讀取指令 完成各種運算和操作 4 將處理結果送至輸出端 5 響應各種外部設備的工作請求 存儲器 ROM RAM 1 系統(tǒng)程序存儲器 ROM 用以存放系統(tǒng)管理程序 監(jiān)控程序及系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù) PLC出廠前已將其固化在只讀存儲器ROM或PROM中 用戶不能更改 2 用戶存儲器 RAM 包括用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū) 這類存儲器一般由低功耗的CMOS RAM構成 其中的存儲內(nèi)容可讀出并更改 掉電會丟失存儲的內(nèi)容 一般用鋰電池來保持 注意 PLC產(chǎn)品手冊中給出的 存儲器類型 和 程序容量 是針對用戶程序存儲器而言的 可編程控制器輸入端口電路 開關量輸入接口電路 采用光電耦合電路 將限位開關 手動開關 編碼器等現(xiàn)場輸入設備的控制信號轉換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號 PLC的輸入接口電路 直流輸入型 可編程控制器輸出接口電路 開關量輸出接口電路 采用光電耦合電路 將CPU處理過的信號轉換成現(xiàn)場需要強電信號輸出 以驅動接觸器 電磁閥等外部設備的通斷電 有三種類型 第一 繼電器輸出型 為有觸點輸出方式 用于接通或斷開開關頻率較低的直流負載或交流負載回路 可編程控制器輸出接口電路 第二 晶閘管輸出型 為無觸點輸出方式 用于接通或斷開開關頻率較高的交流電源負載 可編程控制器輸出接口電路 第三 晶體管輸出型 為無觸點輸出方式 用于接通或斷開開關頻率較高的直流電源負載 可編程控制器輸出接口電路 晶體管輸出型與晶閘管輸出型的外部電源比較 可編程控制器模擬量接口電路 模擬量輸入接口 把現(xiàn)場連續(xù)變化的模擬量標準信號轉換成適合PLC內(nèi)部處理的有若干位二進制數(shù)字表示的信號標準的模擬量信號 電流信號 4 20mA電壓信號 1 10V模擬量輸出接口 將PLC運算處理的若干位數(shù)字量信號轉換為相應的模擬量信號輸出 以滿足生產(chǎn)過程現(xiàn)場連續(xù)控制的要求信號智能輸入輸出接口 自帶CPU 由專門的處理能力 與主CPU配合共同完成控制任務 可減輕主CPU工作負擔 又可提高系統(tǒng)的工作效率 電源 可編程控制器的電源包括為可編程控制器各工作單元供電的開關電源以及為掉電保護電路供電的后備電源 后備電源一般為電池 把交流電轉換成直流電源的裝置 向PLC提供所需要的直流電源 外部設備 編程器用于對用戶程序進行輸入 檢查 調(diào)試和修改 并用來監(jiān)視PLC的工作狀態(tài) 外部設備 其他外部設備與打印機連接 可將過程信息 系統(tǒng)參數(shù)等輸出打印 與監(jiān)視器連接 可將控制過程圖像顯示出來 與PLC連接 組成多機系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡 實現(xiàn)更大規(guī)模控制 與計算機連接 組成多級分布式控制系統(tǒng) 控制與管理相結合 與人機界面 觸摸屏 連接 與智能接口模塊連接 智能接口模塊是一獨立的計算機系統(tǒng) 它有自己的CPU 系統(tǒng)程序 存儲器以及與PLC系統(tǒng)總線相連的接口 PLC的智能接口模塊種類很多 如 高速計數(shù)模塊 閉環(huán)控制模塊 運動控制模塊 中斷控制模塊等 整體式模塊式疊裝式 整體式 模塊式 疊裝式 二 可編程控制器分類 按硬件結構分 整體式 單元式 把CPU RAM ROM I O接口及與編程器或EPROM寫入器相連的接口 輸入輸出端子 電源 指示燈等都裝配在一起的整體裝置 稱為基本單元 有時PLC基本單元的輸入和輸出端不能滿足需要 希望一種能擴展一些I O接口而不含CPU和電源的裝置 這種裝置叫做擴展單元 基本單元和擴展單元之間一般用扁平電纜連接 小型PLC一般采用這種整體式結構 模塊式結構將PLC各組成部分分別作成若干個單獨的模塊 如CPU模塊 I O模塊 電源模塊 有的含在CPU模塊中 以及各種功能模塊 模塊式由框架或基板和各種模塊組成 模塊裝在框架或基板的插座上 這種模塊式PLC的特點是配置靈活 可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個系統(tǒng) 而且裝配方便 便于擴展和維修 大 中型PLC一般采用模塊式結構 疊裝式結構將整體式和模塊式的特點結合起來 疊裝式PLC其CPU 電源 I O接口等也是各自獨立的模塊 但它們之間是靠電纜進行聯(lián)接 并且各模塊可以一層層地疊裝 S7200 二 可編程控制器分類 按I O點數(shù)分類 1 小型PLCI O點數(shù)為256點以下的為小型PLC 其中I O點數(shù)小于64點的為超小型或微型PLC 2 中型PLCI O點數(shù)為256點以上 2048點以下的為中型PLC 3 大型PLCI O點數(shù)為2048以上的為大型PLC 其中I O點數(shù)超過8192點的為超大型PLC 這個分類界限不是固定不變的 它隨PLC的發(fā)展而變化 三 可編程控制器的系統(tǒng)配置 FX2N系列可編程控制器型號格式如下 FX2N 系列名 I O總點數(shù) 單元功能 特殊品種區(qū)別 輸出類型 R 繼電器輸出T 晶體管輸出S 晶閘管輸出 M 基本單元E 輸入輸出混合擴展單元與擴展模塊EX 輸入專用擴展模塊EY 輸出專用擴展模塊 FX2N 48MR D含義 三 可編程控制器的系統(tǒng)配置 FX2N是FX系列中功能最強 速度最高的微型可編程控制器 它的基本指令執(zhí)行時間高達0 08s 遠遠超過了很多大型可編程控制器 用戶存儲器容量可擴展到16K步 最大可以擴展到256個I O點 有5種模擬量輸入 輸出模塊 高速計數(shù)器模塊 脈沖輸出模塊 4種位置控制模塊 多種RS 232C RS 422 RS 485串行通信模塊或功能擴展板 以及模擬定時器功能擴展板 使用特殊功能模塊和功能擴展板 可以實現(xiàn)模擬量控制 位置控制和聯(lián)網(wǎng)通信等功能 三 可編程控制器的系統(tǒng)配置 可編程控制器的技術性能指標 1 輸入 輸出點數(shù)輸入 輸出點數(shù)指的是外部輸入 輸出端子數(shù)量的總和 又稱為主機的開關量輸入 輸出點數(shù) 它是描述可編程控制器大小的一個重要參數(shù) 2 存儲容量可編程控制器存儲容量通常指用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量之和 表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源 是系統(tǒng)性能的一項重要技術指標 3 掃描速度可編程控制器采用循環(huán)掃描方式工作 完成一次掃描所需的時間叫做掃描周期 掃描速度與掃描周期成反比 4 指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)是指可編程控制器所有指令的總和 可編程控制器的編程指令越多 軟件功能就越強 但掌握應用也相對較復雜 5 可擴展性小型可編程控制器的基本單元 主機 多為開關量I O接口 模擬量處理 高速處理 溫度控制 通信等智能擴展模塊的多少及性能也已成為衡量可編程控制器產(chǎn)品水平的標志 6 通信功能可編程控制器的組網(wǎng)和通信能力也已成為可編程控制器產(chǎn)品水平的重要衡量指標之一