PLC結(jié)構(gòu)系統(tǒng)配置和IO模塊.ppt

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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(gòu)成 教學(xué)要求 1 了解可編程序控制器的物理結(jié)構(gòu)分類(lèi)2 熟悉PLC的基本結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)配置3 掌握存儲(chǔ)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(chǔ)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(yǔ)法錯(cuò)誤 2 采集現(xiàn)場(chǎng)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(yùn)算和操作 4 將處理結(jié)果送至輸出端 5 響應(yīng)各種外部設(shè)備的工作請(qǐng)求 存儲(chǔ)器 ROM RAM 1 系統(tǒng)程序存儲(chǔ)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(chǔ)器ROM或PROM中 用戶不能更改 2 用戶存儲(chǔ)器 RAM 包括用戶程序存儲(chǔ)區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū) 這類(lèi)存儲(chǔ)器一般由低功耗的CMOS RAM構(gòu)成 其中的存儲(chǔ)內(nèi)容可讀出并更改 掉電會(huì)丟失存儲(chǔ)的內(nèi)容 一般用鋰電池來(lái)保持 注意 PLC產(chǎn)品手冊(cè)中給出的 存儲(chǔ)器類(lèi)型 和 程序容量 是針對(duì)用戶程序存儲(chǔ)器而言的 可編程控制器輸入端口電路 開(kāi)關(guān)量輸入接口電路 采用光電耦合電路 將限位開(kāi)關(guān) 手動(dòng)開(kāi)關(guān) 編碼器等現(xiàn)場(chǎng)輸入設(shè)備的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號(hào) 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(kāi)關(guān)量輸出接口電路 采用光電耦合電路 將CPU處理過(guò)的信號(hào)轉(zhuǎn)換成現(xiàn)場(chǎng)需要強(qiáng)電信號(hào)輸出 以驅(qū)動(dòng)接觸器 電磁閥等外部設(shè)備的通斷電 有三種類(lèi)型 第一 繼電器輸出型 為有觸點(diǎn)輸出方式 用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較低的直流負(fù)載或交流負(fù)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(wú)觸點(diǎn)輸出方式 用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的交流電源負(fù)載 可編程控制器輸出接口電路 第三 晶體管輸出型 為無(wú)觸點(diǎn)輸出方式 用于接通或斷開(kāi)開(kāi)關(guān)頻率較高的直流電源負(fù)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(chǎng)連續(xù)變化的模擬量標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合PLC內(nèi)部處理的有若干位二進(jìn)制數(shù)字表示的信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(hào) 電流信號(hào) 4 20mA電壓信號(hào) 1 10V模擬量輸出接口 將PLC運(yùn)算處理的若干位數(shù)字量信號(hào)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的模擬量信號(hào)輸出 以滿足生產(chǎn)過(guò)程現(xiàn)場(chǎng)連續(xù)控制的要求信號(hào)智能輸入輸出接口 自帶CPU 由專(zhuān)門(mén)的處理能力 與主CPU配合共同完成控制任務(wù) 可減輕主CPU工作負(fù)擔(dān) 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(kāi)關(guān)電源以及為掉電保護(hù)電路供電的后備電源 后備電源一般為電池 把交流電轉(zhuǎn)換成直流電源的裝置 向PLC提供所需要的直流電源 外部設(shè)備 編程器用于對(duì)用戶程序進(jìn)行輸入 檢查 調(diào)試和修改 并用來(lái)監(jiān)視PLC的工作狀態(tài) 外部設(shè)備 其他外部設(shè)備與打印機(jī)連接 可將過(guò)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(guò)程圖像顯示出來(lái) 與PLC連接 組成多機(jī)系統(tǒng)或連成網(wǎng)絡(luò) 實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模控制 與計(jì)算機(jī)連接 組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng) 控制與管理相結(jié)合 與人機(jī)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(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 它有自己的CPU 系統(tǒng)程序 存儲(chǔ)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(lèi)很多 如 高速計(jì)數(shù)模塊 閉環(huán)控制模塊 運(yùn)動(dòng)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(lèi) 按硬件結(jié)構(gòu)分 整體式 單元式 把CPU RAM ROM I O接口及與編程器或EPROM寫(xiě)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(shí)PLC基本單元的輸入和輸出端不能滿足需要 希望一種能擴(kuò)展一些I O接口而不含CPU和電源的裝置 這種裝置叫做擴(kuò)展單元 基本單元和擴(kuò)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(jié)構(gòu) 模塊式結(jié)構(gòu)將PLC各組成部分分別作成若干個(gè)單獨(dú)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(diǎn)是配置靈活 可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個(gè)系統(tǒng) 而且裝配方便 便于擴(kuò)展和維修 大 中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu) 疊裝式結(jié)構(gòu)將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái) 疊裝式PLC其CPU 電源 I O接口等也是各自獨(dú)立的模塊 但它們之間是靠電纜進(jìn)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(lèi) 按I O點(diǎn)數(shù)分類(lèi) 1 小型PLCI O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以下的為小型PLC 其中I O點(diǎn)數(shù)小于64點(diǎn)的為超小型或微型PLC 2 中型PLCI O點(diǎn)數(shù)為256點(diǎn)以上 2048點(diǎn)以下的為中型PLC 3 大型PLCI O點(diǎn)數(shù)為2048以上的為大型PLC 其中I O點(diǎn)數(shù)超過(guò)8192點(diǎn)的為超大型PLC 這個(gè)分類(lèi)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(hào)格式如下 FX2N 系列名 I O總點(diǎn)數(shù) 單元功能 特殊品種區(qū)別 輸出類(lèi)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(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊EX 輸入專(zhuān)用擴(kuò)展模塊EY 輸出專(zhuān)用擴(kuò)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(qiáng) 速度最高的微型可編程控制器 它的基本指令執(zhí)行時(shí)間高達(dá)0 08s 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了很多大型可編程控制器 用戶存儲(chǔ)器容量可擴(kuò)展到16K步 最大可以擴(kuò)展到256個(gè)I O點(diǎn) 有5種模擬量輸入 輸出模塊 高速計(jì)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(kuò)展板 以及模擬定時(shí)器功能擴(kuò)展板 使用特殊功能模塊和功能擴(kuò)展板 可以實(shí)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(shù)性能指標(biāo) 1 輸入 輸出點(diǎn)數(shù)輸入 輸出點(diǎn)數(shù)指的是外部輸入 輸出端子數(shù)量的總和 又稱為主機(jī)的開(kāi)關(guān)量輸入 輸出點(diǎn)數(shù) 它是描述可編程控制器大小的一個(gè)重要參數(shù) 2 存儲(chǔ)容量可編程控制器存儲(chǔ)容量通常指用戶程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(xiàng)重要技術(shù)指標(biāo) 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(shí)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(qiáng) 但掌握應(yīng)用也相對(duì)較復(fù)雜 5 可擴(kuò)展性小型可編程控制器的基本單元 主機(jī) 多為開(kāi)關(guān)量I O接口 模擬量處理 高速處理 溫度控制 通信等智能擴(kuò)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(biāo)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(biāo)之一