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      PLC自動控制器組成結構

      時間:2020-08-15 14:43:50 來源: 點擊:112次

      從本質上講,PLC自動控制器是一種專門用于工業控制的計算機。其硬件結構與微機基本相同


      1、 電源

      PLC電源在整個系統中起著重要的作用。如果沒有良好可靠的供電系統,就不能正常工作。因此,PLC生產廠家非常重視電源的設計和制造。交流電壓波動一般在+10%(+15%)以內??删幊炭刂破骺芍苯咏尤虢涣麟娋W,無需其他措施


      2、 中央處理器

      中央處理器(CPU)是PLC的控制中心。它根據PLC系統程序給定的功能,接收和存儲程序員輸入的用戶程序和數據,檢查電源、存儲器、I/O和報警定時器的狀態,并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時,首先通過掃描接收現場各輸入設備的狀態和數據,并分別存儲到I/O圖像區。然后,它從用戶程序存儲器中逐個讀取用戶程序。在命令被解釋后,根據指令執行邏輯或算術運算,并將結果發送到I/O圖像區域或數據寄存器。直到輸出到寄存器I中的每一個程序都停止運行,直到輸出到寄存器I中的每一個程序都停止運行。

      為了進一步提高PLC的可靠性,近年來大型PLC采用雙CPU冗余系統或三CPU表決系統。這樣,即使CPU出現故障,整個系統仍然可以正常運行。


      3、 記憶

      用于存儲系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。

      用于存儲應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。


      4、 I/O接口電路

      (1)、場輸入接口電路由光耦合電路和微機輸入接口電路組成。作為PLC與現場控制接口的輸入通道。

      (2)、現場輸出接口電路由輸出數據寄存器、門電路和中斷請求電路組成??删幊踢壿嬁刂破魍ㄟ^現場輸出接口電路向現場執行單元輸出相應的控制信號。


      5、 功能模塊

      如計數、定位等功能模塊。


      6、 通信模塊

      工作原理:PLC投入運行后,其工作過程一般分為輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。這三個階段的完成稱為掃描周期。在整個運行過程中,PLC的CPU以一定的掃描速度重復上述三個階段。

      (1)、輸入采樣階段

      在輸入采樣階段,PLC以掃描模式讀取所有輸入狀態和數據,并將其存儲到I/O圖像區的相應單元中。輸入采樣完成后,用戶程序執行和輸出刷新階段被轉移。在這兩個階段中,即使輸入狀態和數據發生變化,I/O映射區中相應單元的狀態和數據也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,以確保在任何情況下都可以讀取輸入。

      (2)、用戶程序執行階段

      在用戶程序執行階段,PLC總是按從上到下的順序掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每個梯形圖時,總是先掃描梯形圖左側各觸點組成的控制電路,然后按照從左到右、從上到下的順序對由觸點組成的控制電路進行邏輯計算,然后根據邏輯運算的結果刷新系統RAM存儲區中邏輯線圈對應的位狀態,或者在I/O鏡像區刷新輸出線圈對應位的狀態;或者決定是否執行梯形圖中指定的特殊功能指令。

      換言之,在用戶程序的執行過程中,只有輸入點在I/O圖像區域中的狀態和數據不會改變,而I/O圖像區域或系統RAM存儲區域中的其他輸出點和軟件設備的狀態和數據可以改變。此外,上述梯形圖的程序執行結果將與使用這些線圈或數據的梯形圖一致,相反,在下面的梯形圖中刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能在其上面列出的程序上工作,直到下一個掃描周期。

      如果在程序執行過程中使用即時I/O指令,則可以直接訪問I/O點。換句話說,如果使用I/O指令,則不會更新輸入處理圖像寄存器的值。程序直接從I/O模塊中獲取值,輸出過程圖像寄存器立即更新,這與直接輸入不同。

      (3)、輸出刷新階段

      掃描用戶程序完成后,PLC進入輸出刷新階段。在此期間,CPU根據I/O圖像區域中的相應狀態和數據刷新所有輸出鎖存電路,然后通過輸出電路驅動相應的外圍設備。此時,它是PLC的實際輸出。


      功能特點:PLC具有以下特點。

      1、系統結構靈活,易于擴展,以開關量控制為特點,還可進行連續過程PID回路控制,并可與DDC、DCS等上位機組成復雜的控制系統,實現生產過程的綜合自動化。

      2、該系統易于使用和編程。它使用簡潔的編程語言,如梯形圖、邏輯圖或語句表,而不需要計算機知識。因此,系統開發周期短,現場調試容易。此外,該程序可以在線修改以改變控制方案,而不需要移除硬件。

      3、它能適應各種惡劣的工作環境,抗干擾能力強,可靠性強,遠遠高于其他機型。


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