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夏 工(先生)
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夏 工 (先生)
西門子6es7321-1bh02-4aa1數(shù)字量模組
高效工程組態(tài)成就高效自動化
第一節(jié) plc概念
1、plc的基本概念西門子6es7321-1bh02-4aa1數(shù)字量模組
可編程控制器(programmable controller)是計算機家族中的一員,是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(programmable logic controller),簡稱plc,它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。隨著技術的發(fā)展,這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍,因此,今天這種裝置稱作可編程控制器,簡稱pc。但是為了避免與個人計算機(personal computer)的簡稱混淆,所以將可編程控制器簡稱plc
2、plc的基本結(jié)構(gòu)
plc實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機,其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同,如圖所示:
a. 中央處理單元(cpu)
中央處理單元(cpu)是plc的控制中樞。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù);檢查電源、存儲器、i/o以及警戒定時器的狀態(tài),并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當plc投入運行時,首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存入i/o映象區(qū),然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入i/o映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,最后將i/o映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置,如此循環(huán)運行,直到停止運行。
為了進一步提高plc的可*性,近年來對大型plc還采用雙cpu構(gòu)成冗余系統(tǒng),或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣,即使某個cpu出現(xiàn)故障,整個系統(tǒng)仍能正常運行。
b、存儲器
存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
c、電源
plc的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源系統(tǒng)是無法正常工作的,因此plc的制造商對電源的設計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi),可以不采取其它措施而將plc直接連接到交流電網(wǎng)上去。
3、plc的工作原理
一. 掃描技術
當plc投入運行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間,plc的cpu以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。
(一) 輸入采樣階段
在輸入采樣階段,plc以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入i/o映象區(qū)中的相應得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,i/o映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
(二) 用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段,plc總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)ram存儲區(qū)中對應位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在i/o映象區(qū)中對應位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即,在用戶程序執(zhí)行過程中,只有輸入點在i/o映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而其他輸出點和軟設備在i/o映象區(qū)或系統(tǒng)ram存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
(三) 輸出刷新階段
當掃描用戶程序結(jié)束后,plc就進入輸出刷新階段。在此期間,cpu按照i/o映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應的外設。這時,才是plc的真正輸出。
比較下二個程序的異同:
程序1:
程序2:西門子6es7321-1bh02-4aa1數(shù)字量模組
這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果完全一樣,但在plc中執(zhí)行的過程卻不一樣。
※ 程序1只用一次掃描周期,就可完成對%m4的刷新;
※ 程序2要用四次掃描周期,才能完成對%m4的刷新。
這兩個例子說明:同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,也可以看到:采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當然,如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略,那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。
一般來說,plc的掃描周期包括自診斷、通訊等,如下圖所示,即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。
二. plc的i/o響應時間
為了增強plc的抗干擾能力,提高其可*性,plc的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術。
為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制,plc采用了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術)。
以上兩個主要原因,使得plc得i/o響應比一般微型計算機構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多,其響應時間至少等于一個掃描周期,一般均大于一個掃描周期甚至更長。
所謂i/o響應時間指從plc的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關輸出端信號的改變所需的時間。其最短的i/o響應時間與最長的i/o響應時間如圖所示:
第(n-1)個
掃描周期
最短i/o響應時間:
最長i/o響應時間
siemens plc在中國的產(chǎn)品,根據(jù)規(guī)模和性能的大小,主要有 s7-200 s7-300 和s7-400三種,下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。
s7-200
針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng),它最多可有7個模塊的擴展能力,在模塊中集成背板總線,它的網(wǎng)絡聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種,可通過編程器pg訪問所有模塊,帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設備。
其中的擴展模塊(em)有以下幾種:數(shù)字量輸入模塊(di)——24vdc 和 120/230vac;數(shù)字量輸出(do)——24vdc 和 繼電器;模擬量輸入模塊(ai)——電壓、電流、電阻和熱電偶;模擬量輸出模塊——電壓和電流。 還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器(cp)——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口(傳感器和執(zhí)行器接口),通過as-接口的從站可以控制多達248個設備,這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數(shù)。
聯(lián)系人 | 需求數(shù)量 | 時間 | 描述 |
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暫無產(chǎn)品詢價記錄 |
采購商 | 成交單價(元) | 數(shù)量 | 成交時間 |
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暫無購買記錄 |
地區(qū):鶴壁
主營產(chǎn)品:促進劑,防老劑,防焦劑地區(qū):北京
主營產(chǎn)品:低壓聚乙烯,高壓聚乙烯,聚丙烯地區(qū):成都
主營產(chǎn)品:電磁閥,氣缸,過濾器地區(qū):滄州
主營產(chǎn)品:機床維修,鑄件,工量具