西門(mén)子CPU414-3中央控制單元西門(mén)子代理商 西門(mén)子總代理

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PLC輸入接口和PLC輸出接口

PLC內部的存儲器有系統存儲器和用戶(hù)存儲器兩大類(lèi)。

??(1)系統存儲器

??用于存放系統程序，包括系統管理程序、監控程序、磁盤(pán)輸入處理程序、翻譯程序、編譯解釋程序等。系統程序在PLC出廠(chǎng)前已經(jīng)固化在只讀存儲器ROM或PROM中，用戶(hù)不能更改。

??(2)用戶(hù)存儲器

??用于存放用戶(hù)程序和工作數據，它分用戶(hù)程序存儲區和工作數據存儲區。在編程工作方式下，用戶(hù)輸入的控制程序經(jīng)過(guò)處理后，存放在RAM的地址區。工作數據存儲區占用RAM若干存儲單元，用來(lái)存放邏輯變量。這些邏輯變量在PLC中稱(chēng)為輸入繼電器X、輸出繼電器Y、內部輔助繼電器R、定時(shí)器TM、計數器CT、數據寄存器DT等。RAM的存儲內容可通過(guò)編程器或編程軟件讀出并更改。為了防止RAM中的程序和數據因電源停電而丟失，常用gaoji的鋰電池作為后備電源，鋰電池的壽命一般為3～5年。

??PLC產(chǎn)品手冊中給出的存儲器類(lèi)型和容量是針對用戶(hù)程序存儲器而言的。

??輸入/輸出接口

??輸入/輸出(I/O)接口是將PLC現場(chǎng)各種輸入、輸出設備連接起來(lái)的端口。有時(shí)也稱(chēng)I/O單元或I/O模塊。

??(1)輸入接口

??輸入接口通過(guò)PLC的輸入端子接受現場(chǎng)輸入設備的控制信號，現場(chǎng)輸入信號可以是按鈕、限位開(kāi)關(guān)、光電開(kāi)關(guān)、溫度開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)以及傳感器輸出的開(kāi)關(guān)量等。PLC輸人接口電路將這些信號轉換成CPU所能接受和處理的數字信號。

??PLC輸入接口電路與輸入控制設備的連接示意圖如圖1-2所示，當按鈕S1閉合時(shí)，輸入信號通過(guò)光電耦合器傳送給內部電路，輸入信號與內部電路之間并無(wú)電的聯(lián)系，通過(guò)這種隔離措施可以防止現場(chǎng)干擾串入PLC。由于光電耦合器的發(fā)光二極管采用兩個(gè)反并聯(lián)，使輸入端的信號極性可根據需要任意確定。

??圖1-2 PLC的輸入接口電路

??(2)輸出接口

??輸出接口電路將經(jīng)CPU處理過(guò)的輸出數字信號傳送給輸出端的電路元件，以控制其接通或斷開(kāi)，從而控制現場(chǎng)執行部件?，F場(chǎng)執行部件包括電磁閥、繼電器、接觸器、燈具、電熱器、電動(dòng)機等。為適應不同類(lèi)型的輸出設備負載，PLC的輸出接口類(lèi)型有三種：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。繼電器型輸出電路如圖1-3所示，其電路負載電流大于2A，響應時(shí)間為8～10ms，機械壽命大于10℃次，動(dòng)作速度慢。晶體管型輸出電路負載電流均為0.5A，響應時(shí)間小于1ms，漏電流小于100μA，有PNP和NPN晶體管輸出兩種形式，如圖1-4、圖1-5所示。

??晶閘管型輸出電路如圖1-6所示，一般采用三端雙向晶閘管作為輸出，其耐壓較高，負載能力較大，響應時(shí)間小于1ms。

PLC未來(lái)發(fā)展趨勢

??目的PLC技術(shù)發(fā)展總的趨勢是系列化、通用化和高性能化，主要表現在以下幾個(gè)方面。

??①在系統構成規模上向大、小兩個(gè)方向發(fā)展。發(fā)展小型(超小型)化、專(zhuān)用化、模塊化、低成本PLC，以真正替代最小的繼電器系統;發(fā)展大容量、高速度、多功能、高性能價(jià)格比的PLC，以滿(mǎn)足現代化企業(yè)中那些大規模、復雜系統自動(dòng)化的需要。

??②功能不斷增強，各種應用模塊不斷推出。大力加強過(guò)程控制和數據處理功能，提高組網(wǎng)和通信能力，開(kāi)發(fā)多種功能模塊，以使各種規模的自動(dòng)化系統功能更強、更可靠，組成和維護更加靈活方便，使PLC應用范圍更加擴大。

??③PLC廠(chǎng)家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時(shí)，日益向MAP (制造自動(dòng)化協(xié)議)靠攏，并使PLC基本部件，如輸入輸出模塊、接線(xiàn)端子、通信協(xié)議、編程語(yǔ)言和工具等方面的技術(shù)規格規范化、標準化，使不同產(chǎn)品間能相互兼容，易于組網(wǎng)，以方便用戶(hù)真正利用PLC來(lái)實(shí)現工廠(chǎng)生產(chǎn)的自動(dòng)化。

??PLC的基本結構

??PLC本質(zhì)上是一臺用于控制的專(zhuān)用計算機，因此，它與一般的控制機(如STD總線(xiàn)的控制機)在結構上有很大的相似性。PLC的主要特點(diǎn)是與控制對象有更強的接口能力，也就是說(shuō)，它的基本結構主要是圍繞著(zhù)適于過(guò)程控制(即過(guò)程中數據的采集和控制信號的輸出以及數據的處理)的要求來(lái)進(jìn)行設計。

??圖1-1為通用PLC的結構框圖。下面對這個(gè)框圖中各部分的主要功能(作用)作簡(jiǎn)要介紹。

??中央處理器(CPU)

??中央處理器(CPU)是PLC的核心部件，整個(gè)PLC的工作過(guò)程都是在CPU的統一指揮和協(xié)調下進(jìn)行的。它的主要任務(wù)是按一定的規律或要求讀人被控對象的各種工作狀態(tài)，然后根據用戶(hù)所編制的應用程序的要求去處理有關(guān)數據，最后再向被控對象送出相應的控制(驅動(dòng))信號。它與被控對象之間的聯(lián)系是通過(guò)各種1/O接口實(shí)現的。

??圖1-1 通用PLC的結構框圖

??(1)中央處理模板

??PLC中的中央處理模板通常是指PLC中的主控板，它與一般計算機系統中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一個(gè)中央處理器，即它是一塊芯片。事實(shí)上，在一個(gè)小型或大型PLC的中央處理模板上，不僅有CPU集成芯片(可能還不止一片)，而且還有一定數量的ROM或EPROM(儲存系統的操作系統)和RAM(儲存少量的數據或用戶(hù)程序)。

??(2)字處理器和位處理器

??在中型或大型規模的PLC中常裝有兩個(gè)中央處理器：字處理器和位處理器。其中字處理器是主處理器，它完成字節(byte)指令的處理，并實(shí)現各種控制作用(包括對位處理器的控制)。而位處理器是輔助處理器，它主要處理位(bit)信息。其主要特點(diǎn)是，在處理位信息時(shí)，速度可以很高。在小型PLC中，往往只用一個(gè)處理器同時(shí)完成這兩方面的工作。

??(3)CPU的主要功能

??①接收用戶(hù)從編程器輸入的用戶(hù)程序，并將它們存入用戶(hù)存儲區。

??②用掃描方式接收源自被控對象的狀態(tài)信號，并存人相應的數據區(輸入映射區)。

??③用戶(hù)程序的語(yǔ)法錯誤檢查，并給出錯誤信息。

??④系統狀念及電源系統的監測。

??⑤執行用戶(hù)程序，完成各種數據的處理、傳輸和存儲等功能。

??⑥根據數據處理的結果，刷新輸出狀態(tài)表，以實(shí)現對各種外部設備的實(shí)時(shí)控制和其他輔助工作(如顯示和打印等)。