4)输入输出组件(I/0模块)
I/0模块是CPU与现场I/0装置或其它外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平与驱动能力的I/0模块和各种用途的I/0组件供用户选用。如输入/输出电平转换、电气隔离、串/并行转换数据、误码较验、A/D或D/A转换以及其它功能模块等。I/0模块将外界输入信号变成CPU能接受的信号,或将CPU的输出信号变成需要的控制信号去驱动控制对象(包括开关量和模拟量),以确保整个系统正常工作。
输入的开关量信号接在IN端和0V端之间,PLC内部提供24V电源,输入信号通过光电隔离,通过R/C滤波进入CPU控制板,CPU发出输出信号至输出端。PLC输出有三种型式:继电器方式、晶体管方式和晶闸管方式。
(5)编程器
编程器是用于用户程序的编制、编辑、调试检查和监视等。还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和系统参数。它通过通讯端口与CPU联系,完成人机对话连接。编程器上有供编程用的各种功能键和显示灯以及编程、监控转换开关。编程器的键盘采用梯形图语言键符式命令语言助记符,也可以采用软件指定的功能键符,通过屏幕对话方式进行编程。
编程器分为简易型和智能型两类。前者只能连机编程,而后者既可连机编程又可脱机编程。同时前者输入梯形图的语言键符,后者可以直接输入梯形图。根据不同档次的PLC产品选配相应的编程器。
(6)外部设备
一般PLC都配有盒式录音机、打印机、EPR0M写入器、高分辨率屏幕彩形监控系统等外部设备。
(7)电源
根据PLC的设计特点,它对电源并无特别要求,可使用一般工业电源。
@
可编程控制器的工作过程及FN2N PLC的组成
PLC虽具有微机的许多特点,但它的工作方式却与微机有很大的不同。微机一般采用等待命令的工作方式,如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式,有键按下或I/O动作则转入相应的子程序无键按下则继续扫描。PLC则采用循环扫描工作方式,在PLC中,用户程序按先后顺序存放,如:
1 × × × ×
2 × × × ×
3 × × × ×
10 × × × ×
11 ED
CPU从条指令开始执行程序,直至遇到结束符后又返回条。如此周而复始不断循环。这种工作方式是在系统软件控制下,顺次扫描各输入点的状态,按用户程序进行运算处理,然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个工作过程可分为五个阶段:自诊断,与编程器等的通信,输入采样,用户程序执行,输出刷新,其工作过程框图如图所示:
PLC工作过程框图
1)每次扫描用户程序之前,都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/O部分、存储器、CPU等,发现异常停机显示出错。若自诊断正常,继续向下扫描。
2)PLC检查是否有与编程器和计算机的通信请求,若有则进行相应处理,如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据,并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机等的通信请求,也在这段时间完成数据的接受和发送任务。
3)PLC的中央处理器对各个输入端进行扫描,将输人端的状态送到输入状态寄存器中,这就是输入采样阶段。
4)中央处理器CPU将指令逐条调出并执行,以对输人和原输出状态(这些状态统称为数据)进行“处理”,即按程序对数据进行逻辑、算术运算,再将正确的结果送到输出状态寄存器中,这就是程序执行阶段。
5)当所有的指令执行完毕时,集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号,以驱动被控设备,这就是输出刷新阶段。
PLC经过这五个阶段的工作过程,称为一个扫描周期。完成一个周期后,又重新执行上述过程,扫描周而复始地进行。扫描周期是PLC的重要指标之一,在不考虑第二个因素(与编程器等通信)时,扫描周期T为:
T=(读入一点时间×输入点数)+(运算速度×程序步数)+(输出一点时间×输出点数)十故障诊断时间
显然扫描时间主要取决于程序的长短,一般每秒钟可扫描数十次以上,这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格,响应速度要求快的系统,就应该精确的计算响应时间,细心编排程序,合理安排指令的顺序,以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。
PLC与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器控制是按“并行”方式工作的,也就是说是按同时执行的方式工作的,只要形成电流通路,就可能有几个继电器同时动作。而PLC是以反复扫描的式工作的,它是循环地连续逐条执行程序,任一时刻它只能执行一条指令,这就是说PLC是以“串行”方式工作的。这种串行工作方式可以避免继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。
总之,采用循环扫描的工作方式也是PLC区别于微机的特点,使用者应特别注意。
FN2N PLC 的规格及组成
FN2N系列PLC有FN2N16、FN2N32、FN2N48、FN2N64、FN2N80 、FN2N128等, FN2N 32,主要由以下几个部分构成:
1、控制单元:设有与编程器,计算机的接口,与I/O扩展单元相连的扩展口,输入、输出端子、电源输入和输出端子,FN2N有16个输入点和16个输出点。
2、扩展单元。
3、智能单元。
4、链接单元。
5、编程工具:使用MELSOFT GX Developer编程软件。
西门子S7200-简介
S7-200
概述 ---- S7-200 是一种小型的可编程控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、检测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
出色表现
S7-200系列出色表现在以下几个方面:
1)极高的可靠性。
2)极丰富的指令集。
3)易于掌握。
4)便捷的操作。
5)丰富的内置集成功能。
6) 实时特性。
7) 强劲的通讯能力。
8) 丰富的扩展模块。
适用范围
----S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统。
CPU单元设计
集成的24V负载电源:可直接连接到传感器和变送器(执行器),CPU 221,222具有180mA输出, CPU 224,CPU 224XP,CPU 226分别输出280,400mA。可用作负载电源。
不同的设备类型。
CPU 221~226各有2种类型CPU,具有不同的电源电压和控制电压。
本机数字量输入/输出点。
CPU 221具有6个输入点和4个输出点,CPU 222具有8个输入点和6个输出点,CPU 224具有14个输入点和10个输出点,CPU 224XP具有14个输入点和10个输出点,CPU 226具有24个输入点和16个输出点。
本机模拟量输入/输出点。
CPU 224XP具有2个输入点,1个输出点。
中断输入。
允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。
高速计数器。
CPU 221/222
4个高速计数器(30KHz),可编程并具有复位输入,2个独立的输入端可同时作加、减计数,可连接两个相位差为90°的A/B相增量编码器。
CPU224/224XP/226。
6个高速计数器(30KHz),具有CPU221/222相同的功能。
CPU 222/224/224XP/226。
可方便地用数字量和模拟量扩展模块进行扩展。可使用仿真器(选件)对本机输入信号进行仿真,用于调试用户程序。
模拟电位器
CPU221/222 1个。
CPU224/224XP/226 2个。
CPU221/222/224/224XP/226还具有。
脉冲输出
2路高频率脉冲输出(大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
实时时钟
例如为信息加注时间标记,记录机器运行时间或对过程进行时间控制。
EEPROM存储器模块(选件)
可作为修改与拷贝程序的快速工具(无需编程器),并可进行辅助软件归档工作。
电池模块
用于长时间数据后备。用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。电池模块插在存储器模块的卡槽中。
编程:CPU 221/222/224/224XP/226
STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件可以对所有的CPU 221/222/224/224XP/226功能进行编程。同时也可以使用STEP 7-Micro/WIN16 V2.1软件包,但是它只支持对S7-21x同样具有的功能进行编程。
STEP 7-Micro/DOS不能对CPU 221/222/224/224XP/226编程。如果使用PG/PC的串口编程,则需要使用PC/PPI电缆。
如果使用STEP 7-Micro/WIN32 V3.1编程软件,则也可以通过SIMATIC CP 5511或CP 5611编程。在这种情况下,通讯速率可高达187.5kbit/s。
可以利用PC/PPI 电缆和自由口通讯功能把 S7-200 CPU 连接到许多和RS-232标准兼容的设备。
有两种不同型号的 PC/PPI 电缆
带有RS-232口的隔离型 PC/PPI 电缆,用5个DIP开关设置波特率和其它配置项 (见下图)。
带有RS-232口的非隔离型 PC/PPI 电缆,用4个DIP开关设置波特率。 有关非隔离型PC/PPI电缆的技术规范,请参阅S7-200 可编程控制器系统手册。
当数据从RS-232传送到RS-485口时,PC/PPI 电缆是发送模式。当数据从RS-485传送到RS-232口时,PC/PPI 电缆是接收模式。当检测到RS-232的发送线有字符时,电缆立即从接收模式转换到发送模式。当RS-232发送线处于闲置的时间超过电缆切换时间时,电缆又切换到接收模式。这个时间与电缆上的DIP开关设定的波特率选择有关。
各型号的优点
CPU 221
本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。无I/O扩展能力。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU 222
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。可连接2个扩展模块。6K字节程序和数据存储空间。4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU 224
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。可连接7个扩展模块,大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。是具有较强控制能力的控制器。
CPU 224XP
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点,2输入/1输出共3个模拟量I/O点,可连接7个扩展模块,大扩展值至168路数字量I/O点或38路模拟量I/O点。20K字节程序和数据存储空间,6个独立的高速计数器(100KHz),2个100KHz的高速脉冲输出,2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。本机还新增多种功能,如内置模拟量I/O,位控特性,自整定PID功能,线性斜坡脉冲指令,诊断LED,数据记录及配方功能等。是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。
CPU 226
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。可连接7个扩展模块,大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。13K字节程序和数据存储空间。6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。I/O端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
S7-200系列PLC是西门子公司的产品,另外,国内外还有一些厂家生产与其完全兼容的产品,例如德国VIPA公司,中国上海正航电子科技有限公司等。
【西门子电线电缆简介】
Overview
用于不同应用区域的不同类型(例如,地下电缆、拖曳电缆、危险区域(Zone 1 和 Zone 2))
双层屏蔽,抗干扰性能好
阻燃总线连接电缆(不含卤素)。
由于电缆上印有以米表示的长度标记,因此易于确定长度
UL 认证
由于特殊的总线电缆,有很广的应用范围。
由于使用了双层屏蔽电缆和集成式接地技术,网络具有抗干扰功能。
采用 FastConnect (快速连接) 电缆,连接器连接简单又快速,从而节省了时间。
产品中不含硅硐,因此特别适用于汽车工业 (如上釉流水线)。
为了构建 PROFIBUS DP 网络,提供有不同类型的电缆,可满足不同类型应用的要求。一般地,应该使用所列出的电缆。有关网络组态的详细信息,请参见 PROFIBUS 网络手册。
UL 认证
用于网络电缆的 UL 列表(安全标准)对于美国和加拿大市场尤为必需。根据电缆敷设在建筑物中位置来决定适当的认证要求。这适用所有电缆,这些电缆从一个机器敷设到一远程控制柜,位于电缆架上并保护着建筑物。通过 UL 认证的电缆在其名称后面附加字母“GP”(通用)。
Ex认证
用于本质安全 PROFIBUS DP 应用的电缆在其名称后面附加字母“IS”(本质安全)
屏蔽的双绞电缆,圆形截面
所有 PROFIBUS 总线电缆的特点:
因为双屏蔽作用,这些电缆特别适合用于易受电磁干扰的工业环境中。
通过总线电缆外皮和总线端子上的接地端子,能实现系统范围内的接地方案。
印有以米表示的标记
电缆类型
全新的快速连接(FC)总线电缆为径向对称设计,可使用剥线工具。以此,可以快速、简便地安装总线接头。
PROFIBUS FC 标准电缆GP:
标准总线电缆专门为快速安装而设计的
PROFIBUS FC 标准电缆 IS GP:
具有特殊设计的标准总线电缆,用于快速安装本质安全分布式 I/O 系统
PROFIBUS FC 快速连接高强度电缆:
专门设计用于腐蚀环境和苛刻机械负荷条件
PROFIBUS FC 食用电缆:
该种电缆使用 PE 外套材料,因此适用于食品和烟草行业。
PROFIBUS FC 接地电缆:
于地下敷设。它不同于装备有附加外套的 PROFIBUS 总线电缆
PROFIBUS FC软电缆
柔(绞合导线)、无卤素总线电缆,带聚氨酯护套,可偶然移动
PROFIBUS FC 拖缆:
于在拖缆中强制运动控制的总线电缆,例如在连续运动的机器部件中(绞合导线)
PROFIBUS FC FRNC 电缆:
双芯屏蔽,阻燃设计,无卤总线电缆,有一个共聚物外壳 FRNC(阻燃无腐蚀)
不采用快速连接技术的总线电缆(取决于结构类型)
PROFIBUS 彩色电缆:
软总线电缆(成束线),用于花彩线。
用于圆电缆,推荐用于电缆运输车模式
PROFIBUS 扭转电缆
高度灵活用总线电缆:
用于移动机器部件的拖缆(绞线)实现对机车的控制。
易学易用,深受工程技术人员欢迎
PLC是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人从事工业控制打开了方便之门。
4 系统设计的工作量小,维护方便,容易改造
(1) 设计与维护
PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时日常维护也变得容易起来,更重要的是使同一设备经过改变程序而改变生产过程成为可能。特别适合多品种、小批量的生产场合。
(2) 安装与布线
动力线、控制线以及PLC的电源线
电源线是用作电气组件或设备与电源的连接线,通常来说指电线与其一端连接的插头或尾插的体,是电器产品的基本零部件之一。电源线分为电线和插头两部分。
和I/O线应分别配线,隔离变压器与PLC和I/O之间应采用双绞线连接。将PLC的I/O线和大功率线分开走线,如必须在同一线槽内,分开捆扎交流线、直流线,若条件允许,分槽走线,这不仅能使其有尽可能大的空间距离,并能将干扰降到限度。
PLC应远离强干扰源如电焊机、大功率硅整流装置和大型动力设备,不能与高压电器安装在同一个开关柜内。在柜内PLC应远离动力线(二者之间距离应大于200 mm)。与PLC装在同一个柜子内的电感性负载,如功率较大的继电器、接触器的线圈,应并联RC消弧电路。
PLC的输入与输出采用分开走线,开关量与模拟量也要分开敷设。模拟量信号的传送应采用屏蔽线,屏蔽层应一端或两端接地,接地电阻
电阻,物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。电阻小的物质称为电导体,简称导体。电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。 应小于屏蔽层电阻的1/10。
交流输出线和直流输出线不要用同一根电缆
电缆是一种用以传输电能信息和实现电磁能转换的线材产品。既有导体和绝缘层,有时还加有防止水份侵入的严密内护层,或还加机械强度大的外护层,结构较为复杂,截面积较大的产品叫做电缆。
,输出线应尽量远离高压线和动力线,避免并行。
(3)I/O端的接线
输入接线:输入接线一般不要太长。但如果环境干扰较小,电压降不大时,输入接线可适当长些;输入/输出线不能用同一根电缆,输入/输出线要分开;尽可能采用常开触点形式连接到输入端,使编制的梯形图与继电器原理图一致,便于阅读。
输出连接:输出端接线分为独立输出和公共输出。在不同组中,可采用不同类型和电压等级的输出电压,但在同一组中的输出只能用同一类型、同一电压等级的电源。由于PLC的输出元件被封装在印制电路板上,并且连接至端子
端子通常指由铜材等冲制而成的连接器接触件。端子是连接电气线路的常用元件,主要在器件与组件、组件与机柜、系统与子系统之间起电连接和信号传递的作用,并且尽量保持系统与系统之间不发生信号失真和能量损失的变化.
板,若将连接输出元件的负载短路,将烧毁印制电路板。采用继电器输出时,所承受的电感性负载的大小,会影响到继电器的使用寿命,因此,使用电感性负载时应合理选择,或加隔离继电器。PLC的输出负载可能产生干扰,因此要采取措施加以控制,如直流输出的续流管保护,交流输出的阻容吸收电路,晶体管
晶体管是由三层杂质半导体构成的器件,有三个电极,所以又称为半导体三极管,晶体三极管等,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制和许多其它功能。
晶闸管(Thyristor)是晶体闸流管的简称,又可称做可控硅整流器,以前被简称为可控硅;1957年美国通用电器公司开发出世界上款晶闸管产品,并于1958年将其商业化;晶闸管是PNPN四层半导体结构,它有三个极:阳极,阴极和门极; 晶闸管具有硅整流器件的特性,能在高电压、大电流条件下工作,且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。
@
PLC机型的选择的四个方面要考虑的因素
1.PLC的类型
PLC按结构分为整体型和模块型两类,按应用环境分为现场安装和控制室安装两类;按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。从应用角度出发,通常可按控制功能或输入输出点数选型。整体型PLC的I/O点数固定,因此用户选择的余地较小,用于小型控制系统;模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡,因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数,功能扩展方便灵活,一般用于大中型控制系统。
2.输入输出模块的选择
输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一。例如对输入模块,应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。对输出模块,应考虑选用的输出模块类型,通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点;可控硅输出模块适用于开关频繁,电感性低功率因数负荷场合,但价格较贵,过载能力较差。输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等,与应用要求应一致。可根据应用要求,合理选用智能型输入输出模块,以便提高控制水平和降低应用成本。考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
3.电源的选择
PLC的供电电源,除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外,一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源,与国内电网电压一致。重要的应用场合,应采用不间断电源或稳压电源供电。如果PLC本身带有可使用电源时,应核对提供的电流是否满足应用要求,否则应设计外接供电电源。为防止外部高压电源因误操作而引入PLC,对输入和输出信号的隔离是必要的,有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
4.存储器的选择
由于计算机集成芯片技术的发展,存储器的价格已下降,因此,为保证应用项目的正常投运,一般要求PLC的存储器容量,按256个I/O点至少选8K存储器选择。需要复杂控制功能时,应选择容量更大,档次更高的存储器。
@
为什么说PLC使用方便
用PLC实现对系统的控制是非常方便的。这是因为:首先PLC控制逻辑的建立是程序,用程序代替硬件接线。编程序比接线,更改程序比更改接线,当然要方便得多!
其次PLC的硬件是高度集成化的,已集成为种种小型化的模块。而且,这些模块是配套的,已实现了系列化与规格化。种种控制系统所需的模块,PLC厂家多有现货供应,市场上即可购得。所以,硬件系统配置与建造也非常方便。
正因如此,用可编程序控制器才有这个"可"字。对软件讲,它的程序可编,也不难编。对硬件讲,它的配置可变,而且也易于变。
具体地讲,PLC有五个方面的方便:
(1)配置方便:可接控制系统的需要确定要使用哪家的PLC,那种类型的,用什么模块,要多少模块,确定后,到市场上定货购买即可。
(2)安装方便:PLC硬件安装简单,组装容易。外部接线有接线器,接线简单,而且一次接好后,更换模块时,把接线器安装到新模块上即可,都不必再接线。内部什么线都不要接,只要作些必要的DIP开关设定或软件设定,以及编制好用户程序就可工作。
(3)编程方便:PLC内部虽然没有什么实际的继电器、时间继电器、计数器,但它通过程序(软件)与系统内存,这些器件却实实在在地存在着。其数量之多是继电器控制系统难以想象的。即使是小型的PLC,内部继电器数都可以千计,时间继电器、计数也以百计。而且,这些继电器的接点可无限次地使用。PLC内部逻辑器件之多,用户用起来已不感到有什么限制。考虑的只是入出点。而这个内部入出点即使用得再多,也无关紧要。大型PLC的控制点数可达万点以上,哪有那么大的现实系统?若实在不够,还可联网进行控制,不受什么限制。PLC的指令系统也非常丰富,可毫不困难地实现种种开关量,以及模拟量的控制。PLC还有存储数据的内存区,可存储控制过程的所有要保存的信息。……总之,由于PLC功能之强,发挥其在控制系统的作用,所受的限制已不是PLC本身,而是人们的想象力,或与其配套的其它硬件设施了。
PLC的外设很丰富,编程器种类很多,用起来都较方便,还有数据监控器,可监控PLC的工作。使用PLC的软件也很多,不仅可用类似于继电电路设计的梯形图语言,有的还可用BASIC语言、C语言,以至于自然语言。这些也为PLC编程提供了方便。
PLC的程序也便于存储、移植及再使用。某定型产品用的PLC的程序完善之后,凡这种产品都可使用。生产一台,拷贝一份即可。这比起继电器电路台台设备都要接线、调试,要省事及简单得多。
图2 直流输入接口电路
滤波电路用以消除输入触头的抖动,光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合,所以两者在电气上完全隔离,使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器,再经数据总线传送给CPU。
2)输出接口
输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成,与输入接口电路类似,内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗干扰电隔离。
微电脑输出接口电路一般由输出数据寄存器、选通电路和中断请求逻辑电路集成在芯片上,CPU通过数据总线将输出信号送到输出数据寄存器中,功率放大电路是为了适应工业控制要求,将微电脑的输出信号放大。
3)其它接口
若主机单元的I/O数量不够用,可通过I/O扩展接口电缆与I/O扩展单元(不带CPU)相接进行扩充。 PLC还常配置连接各种设备的接口,可通过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。
4. 编程器
编程器作用是将用户编写的程序下载至PLC的用户程序存储器,并利用编程器检查、修改和调试用户程序,监视用户程序的执行过程,显示PLC状态、内部器件及系统的参数等。
编程器有简易编程器和图形编程器两种。简易编程器体积小,携带方便,但只能用语句形式进行联机编程,适合小型PLC的编程及现场调试。图形编程器既可用语句形式编程,又可用梯形图编程,同时还能进行脱机编程。
目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件,当个人计算机安装了PLC编程支持软件后,可用作图形编程器,进行用户程序的编辑、修改,并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。
5. 电源
PLC的电源将外部供给的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电,是整个PLC的能源供给中心。PLC大都采用高质量的工作稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源,许LC电源还可向外部提供直流24V稳压电源,用于向输入接口上的接入电气元件供电,从而简化配置。
@
PLC控制系统的一般结构和故障类型
PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成,如图1所示。输入部分包括控制面板和输入模板;采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器;CPU作为系统的核心,完成接收数据,处理数据,输出控制信号;输出部分有的系统用到DA模板,将输出信号转换为模拟量信号,经过功放驱动执行器;大多数系统直接将输出信号给输出模板,由输出模板驱动执行器工作;通讯部分由通讯模板和上位机组成。
因为PLC本身的故障可能性极小,系统的故障主要来自的元部件,所以它的故障可分为如下几种:
(1)输入故障,即操作人员的操作失误;
■传感器故障;
■执行器故障;
■PLC软件故障
这些故障,都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测,对故障进行预报和处理。
PLC控制系统的故障诊断方法
PLC控制系统故障的宏观诊断
故障的宏观诊断就是根据经验,参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下:
■是否为使用不当引起的故障,如属于这类故障,则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。
■如果不是使用故障,则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布,依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障:然后检查PLC的I/O模板是否有故障:后检查PLC的CPU是否有故障。
■在检查PLC本身故障时,可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。
■采取上述步骤还检查不出故障部位和原因,则可能是系统设计错误,此时要重新检查系统设计,包括硬件设计和软件设计。
PLC控制系统的故障自诊断
故障自诊断是系统可维修性设计的重要方面,是提高系统可靠性必须考虑的重要问题。自诊断主要采用软件方法判断故障部分和原因。不同控制系统自诊断的内容不同。PLC有很强的自诊断能力,当PLC出现自身故障或设备故障,都可用PLC上具有的诊断指示功能的发光二极管的亮、灭来查找。
浔之漫智控技术(上海)有限公司 上海诗慕自动化设备有限公司本公司销售西门子自动化产品,全新原装,质量保证,价格优势西门子PLC,西门子触摸屏,西门子数控系统,西门子软启动,西门子以太网西门子电机,西门子变频器,西门子直流调速器,西门子电线电缆我公司大量现货供应,价格优势,品质保证,德国原装进口