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杭MVME162-011A灵感一闪,胜于劳碌一生说

来源:厦门雄霸电子商务有限公司   发布时间:2020-5-12 14:30:21   举报

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可编程控制装置的软硬件组合而成详细介绍 可编程序控制装置(Programmable Controller)原本应一般称作PC,为了

与个人电脑专称PC相区分,因此可编程序控制装置一般称作定为PLC

(Programmable Logic Controller),但并不是说PLC只能控制逻辑信

号。PLC是专门针对工业环境应用设计的,内置直观、简单并容易

掌握编程语言环境的工业现场控制装置。
PLC的基本组合而成
PLC基本组合而成包含处理器(CPU)、存储器、输入/输出接口(

缩写为I/O,包含输入接口、输出接口、外部设备接口、扩展接口

等)、外部设备编程器及电源模块组合而成,见图1。PLC内部各组合而成单

元之间经过电源总线、控制总线、地址总线和数据总线联接,外部

则根据实际控制对象配置相应设备与控制装置形成PLC操作系统。
图1 PLC的基本组合而成
1. 处理器
处理器(CPU)由控制装置、运算器和寄存器组合而成并集成在一

个芯片内。CPU经过数据总线总线、地址总线、控制总线和电源总

线与存储器、输入输出接口、编程器和电源相联接。
小型PLC的CPU采用8位或16位微处理器或单片机,如803
1、

M68000等,此类芯片价格很低;中型PLC的CPU采用16位或32位微处

理器或单片机,如808
6、96系列单片机等,此类芯片主要特点是集

成度高、运算速度快且可靠性强;而大型PLC则需要使用高速位片式

微处理器。
CPU根据PLC内系统程序赋予的功能指挥PLC操作系统完成各项

工作任务。
2. 存储器
PLC内的存储器重点用于存放系统程序、客户程序和数据等。
1)系统程序存储器
PLC系统程序决定了PLC的基本功能,该部分程序由PLC制造厂

家编写并固化在系统程序存储器中,主要包含系统管理程序、客户指

令解释程序和功能程序与系统程序调用等部分。
系统管理程序主要控制PLC的运行,使PLC按正确的次序工作;

客户指令解释程序将PLC的客户指令转化为机器语言指令,传输到

CPU内执行;功能程序与系统程序调用则负责调用不一样的功能子程

序以及管理程序。
系统程序属于需长期保存的重要数据,因此其存储器采用ROM

或EPROM。ROM是只读存储器,该存储器只能读出内容,不能写入内

容,ROM具备非易失性,即电源切断后依然能保存已存储的内容。
EPEROM为可电擦除只读存储器,须用紫外光照射芯片上的透镜

窗口才能擦除已写入内容,可电擦除可编程只读存储器还有E2PROM

、FLASH等。
2)客户程序存储器
客户程序存储器用于存放客户载入的PLC应用程序,载入初期

的客户程序因需修改与调试,因此叫作客户调试程序,存放在可以

随机读写操作的随机存取存储器RAM内以方便客户修改与调试。
经过修改与调试后的程序叫作客户执行程序,由于不用再作

修改与调试,因此客户执行程序就被固化到EPROM内长期使用。
3)数据存储器
PLC运行流程中需生成或调用中间结果数据(如输入/输出元件

的状态数据、定时器、计数器的预置值和目前值等)和组态数据(如

输入输出组态、设置输入滤波、脉冲捕捉、输出表配置、定义存储

区保持范围、模拟电位器设置、高速计数器配置、高速脉冲输出配

置、通信组态等),此类数据存放在工作数据存储器中,由于工作

数据与组态数据持续变化,且不用长期保存,因此采用随机存取

存储器RAM。
RAM是一种高密度、低功耗的半导体存储器,可用锂电池作为

备用电源,一旦断电就可经过锂电池供电,保持RAM中的内容。
3. 接口
输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连

接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直流输

入等类型;输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类

型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路,晶体管输出型用于

高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载;继电器输出

为有触点输出型电路,用于低频负载。  现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号,如限位开关、操

作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等,

经过输入接口电路将这些信号转换成CPU可以接收和处理的信号。

输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信

号输出,以推动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。
1)输入接口
输入接口用于接收和采集两类类型的输入信号,一类是由按钮

、转换开关、限位开关、继电器触头等开关量输入信号;另一类是

由电位器、测速发电机和各种变换器提供的连续变化的模拟量输入

信号。
以图2所示的直流输入接口电路为例,R1是限流与分压电阻,

R2与C形成滤波电路,滤波后的输入信号经光耦合器T与内部电路耦

合。当输入端的按钮SB接通时,光耦合器T导通,直流输入信号被

转换成PLC可以处理的5V标准信号电平(一般称作TTL),同时LED输入指示

灯亮,表示信号接通。微电脑输入接口电路一般由寄存器、选通电

路和中断请求逻辑电路组合而成,这些电路集成在一个芯片上。交流输

入与交直流输入接口电路与直流输入接口电路类似。
滤波电路用以排除输入触头的抖动,光电耦合电路可阻止现场

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,因此两者在电气上完全隔离,使输入接口具备抗干扰能力

。现场的输入信号经过光电耦合后转化为5V的TTL送入输入数据寄

存器,再经数据总线输送给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、调整阀(模拟量)、变速装置(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合而成,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经过数据总线将输出信号送至输

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数量不足用,可经过I/O扩展接口电缆与I/O

扩展单元(不带CPU)相接进行扩大。
PLC还常配置联接各种

设备的接口,可经过电缆实现串行通信、EPROM写入等功能。
4. 编程器
编程器作用是将客户编写的程序下载至PLC的客户程序存储器

,并利用编程器检查、修改和调试客户程序,监视客户程序的执行

流程,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类。简易编程器体积小,
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