西门子CPU315-2DP模块6ES7315-2AG10-0AB0
我公司致力于推广西门子高性能自动化系统和驱动产品,所经营产品范围包括:LOGO!通用模块;SIMATIC S7-200、S7-300、S7-400系列可编程控制器; SIMATIC HMI面板,工控机,编程器;工业PROFIBUS、以太网及无线通讯等相关产品;正版PCS7 软件、WINCC组态软件、STEP 7编程软件;SITOP工业开关电源;通用型、工程型变频器,直流调速装置等。随着技术的发展和产品的更替,产品的出现层出不穷,我公司也紧随西门子脚步争取为广大客户提供新的自动化产品:SIMATIC S7-1200系列PLC;SIMATIC BASIC HMI面板;G120、G130、G150、S120等全新SINAMICS家族驱动产品;PCS7 V7.1和新的STEP7 Basic平台软件等。公司各类产品齐全,货量充足,能够满足客户紧急大量现货需求,保证工期进度。
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步骤一“输入状态检查":PLC首先检查输入端元件所连接之各点开关或传感器状态(1 或0 代表开或关),并将其状态写入内存中对应之位置Xn。
步骤二“程式执行":将阶梯图程式逐行取入CPU 中运算,若程式执行中需要输入接点状态,CPU直接自内存中查询取出。输出线圈之运算结果则存入内存中对应之位置,暂不反应至输出端Yn。
4、步骤三“输出状态更新":将步骤二中之输出状态更新至PLC输出部接点,并且重回步骤一。 此三步骤称为PLC之扫描周期,而完成所需的时间称为PLC 之反应时间,PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间,则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前,输出与输入状态会被更新一次,因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生"。
二、 PLC从何处来?
可编程控制器的10项招标指标1968年,美国通用汽车公司(GM)根据多品种、小批量、不断翻新汽车品牌的战略思想,以降低生产成本,缩短新产品开发周期为设想,针对汽当时车生产线的自控系统现状:工装基本上由继电器控制装置构成。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装,因而继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,这不仅费时、费工、费料,甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,希望用新的控制装置来取代继电器控制装置,并提出了以下10项招标指标:
①在使用者的工厂里,能以最短的中断服务时间,迅速、方便地对其控制的硬件和设备进行编程及重新进行程序的设计。
②所有的系统组件必须能在工厂内无特殊支持的设备、硬件及环境条件下进行。
③系统的维修必须简单易行。在系统中应设计有状态指示器及插入式模块,以便在在最短的停车时间内使维修和故障诊断变得简单易行;
④装置的体积应小于原继电器控制柜的体积,它的能耗也应较小;
⑤必须能与数据采集处理系统进行通信,以便监视系统的运行状态和运行情况。
⑥输入开关量可以是已有的标准控制系统的按钮和限位开关的交流115V(注:美国电网电压为115V,我们中国是AC220V);
⑦输出的驱动信号都必须能驱动以交流运行的电动机驱动器和电磁阀线圈,每个输出量将设计为可开停和连续操纵具有交流115V,2A以下容量的电磁阀等负载设备。
⑧具有灵活的扩展能力。在扩展时,必须能以最小的系统变动及最短的更换、停顿时间,使原有装置从系统的最小配置扩展到系统的大配置。
⑨在购买和安装费用上应有与原有继电器控制和固态逻辑控制系统的竞争力,即有高的性价比。
⑩用户存储器容量至少在4KB1以上(根据当时汽车装配厂的要求)
三、PLC的基本结构
PLC主要由控制单元(CPU)、存储器(RAM或ROM或 )输入输出模块(I/O)部分、电源和编程设备组成,有的PLC还可以配备特殊功能模块,用来完成某些特殊的任务。术语“体系结构"是指PLC的硬件,或软件,或者二者的结合。开放式的体系结构,是指系统使用现成的标准组件,能方便的与其它生产厂家的设备和程序兼容。封闭的体系结构是指该系统为专用的并且与其他系统不兼容。目前,大多数PLC系统从本质上讲都是封闭的系统,所以使用时必须确定所选用的硬件和软件与所使用的PLC是兼容的。
1.控制单元CPU
CPU是PLC的“大脑",通常由一个微处理器和一个存储器组成。微处理器实现逻辑处理和控制各模块间通信的功能,不断地采集输入信号,执行用户程序,刷新系统的输出;存储器用来储存由微处理器完成的逻辑操作的结果(程序产生的数据)。
2.I/O模块
I/O系统构成了现场设备与控制器连接的接口,作用就是从使现场接收到的信号或送到现场的信号达到处理器的要求。输入(1nput)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块,它们是系统的眼、耳、手、脚,是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。输入模块用来接收和采集输入信号。开关量输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等过来的开关量输入信号;模拟量输入模块用来接收电位器、测速发电机和各种变送器提供的连续变化的模拟量电流、电压信号。
3.编程器设备 (或称编程终端)
编程设备用来向存储器中写入程序,并用它进行编辑、检查、修改和监视用户程序的执行情况。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图,只能输入和编辑指令表程序,因此又叫做指令编程器。它的体积小,价格便宜,一般用来给小型PLC编程,或者用于现场调试和维护。个人计算机(PC)是的编程设备。使用编程软件可以在计算机的屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序,并可以实现不同编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC,也可以将PLC中的程序上传到计算机。程序可以存盘或打印,通过网络,还可以实现远程编程和传送。
4.电源
PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供DC 5V,±12V,24V等直流电源。小型PLC一般都可以为输入电路和外部的电子传感器(如接近开关)提供24V直流电源,驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。
( 关于PLC的硬件结构和软件体系敬请参阅第二讲内容。)
4.四、 PLC的工作原理
1、PLC替换
PLC是从继电器控制系统发展而来的,它的梯形图程序与继电器系统电路图相似,梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称,如输入继电器、输出继电器等等。这种用计算机程序实现的“欺继电器",与继电器系统中的物理继电器在功能上有某些相似之处。
2、PLC的工作原理分析
它的工作有两个要点:入出信息变换、可靠物理实现。入出信息变换主要由运行存储于PLC内存中的程序实现。既有系统程序(这程序又称监控程序,或操作系统),又有用户程序。系统程序为用户程序提供编辑与运行平台,同时,还进行必要的公共处理,如自检,I/O刷新,与外设、上位计算机或其它PLC通讯等处理。用户程序由用户按照控制的要求进行设计。什么样的控制,就有什么样的用户程序。可靠物理实现主要通过输入(I, bbbbb)及输出(O, OUTPUT)电路。
简单地说,PLC工作过程是:输入刷新---运行用户程序---输出刷新,再输入刷新---再运行用户程序---再输出刷新……停止地循环反复地进行此外,PLC上电后,也要进行系统自检及内存的初始化工作,为PLC的正常运行做好准备。用这种不断地重复运行程序以实现控制,称扫描方式工作。
3.输入/输出滞后时间
输入/输出滞后时间又称系统响应时问,是指PLC部输入信号发生变化的时刻至它控制的有关外部输出信号发生变化的时刻之间的时间间隔,它由输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间和因扫描工作方式产生的滞后时间这三部分组成。
五、PLC的特点
从讨论PLC的工作原理知,PLC的输入与输出在物理上是彼此隔开的,其间的联系主要不是靠物理过程,不是用线路,而主要靠变换信息的程序实现。输入输出主要为软联系,而不是硬联系。它的工作基础是信息流,而不是物流、能量流。信息不同于物质与能量,有自身的规律。信息便于处理,便于传递,便于存储;信息可反复重用,重用后自身还不消失,等等。正是由于信息的这些特点,决定了PLC的基本特点。归纳起来,除了功能丰富,PLC还有以下特点:
1.工作可靠:
用PLC实现对系统的控制是非常可靠的。这是因为PLC在硬件与软件两个方面都采取了很多非常有效的根本性措施。
2.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箱体或模块。而且,这些箱体或模块是配套的,已实现了系列化与规格化。
3.经济合算:
的使用必将带来巨大的社会效益与经济效益,这是科技是生产力的体现,也是生命力之所在。
六、PLC的应用领域
基于PLC的特点,PLC已得到广泛的应用。目前主要是:
1.用于顺序控制
顺序控制是根据有关输入开关量的当前与历史的状况,产生所要求的开关量输出,以使系统能按一定顺序工作。
2.用于过程控制
过程控制要用到模拟量。模拟量一般是指连续变化的量,如电流、电压、温度、压力等物理量。
3.用于运动控制
运动控制主要指,对工作对象的位置、速度及加速度所作的控制。
4.用于信息控制
信息控制也称数据处理,是指数据采集、存储、检索、变换、传输及数表处理等。
5.用于远程控制
远程控制是指,对系统的远程部分的行为及其效果实施检测与控制。PLC有多种通讯接口,有很强的联网、通讯能力,并不断有新的联网的模块与结构推出。