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三明西门子CPU312中央处理器必看
电器控制系统与PLC控制系统的比较 1. 电器控制系统的组成通过章的学可知,任何一个电器控制系统,都是由输入部分、输出部分和控制部分组成,如图1所示。图1 电器控制系统的组成其中输入部分是由各种输入设备,如按钮、位置开关及传感器等组成;控制部分是按照控制要求设计的,由若干继电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路;输出部分是由各种输出设备,如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组成。电器控制系统是根据操作指令及被控对象发出的信号,由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序,然后驱动输出设备去实现各种操作。由于控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成,所以接线复杂且故障点多,同时不易灵活改变。2. PLC控制系统的组成由PLC构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成, 输出端子有两种接法:一种是输出各自独立,无公共点:各输出端子各自形成独立回路。一种为每4∽8个输出点构成一组,共有一个公共点:在输出共用一个公共端子时,必须用同一电压类型和同一电压等级,但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级的负载,且各输出公共点之间是相互隔离的。输入输出端子处理的过程如下:6. 电源PLC的供电电源一般是市电,也有用直流24V电源供电的。7. 编程器利用编程器可将用户程序输入PLC的存储器,还可以用编程器检查程序、修改程序;利用编程器还可以监视PLC的工作状态。编程器一般分简易型 和智能型。8. PLC的软件结构在可编程控制器中,PLC的软件分为两大部分:
实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示。这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。X0为启动信号,X1为停止信号。图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持,而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。2、三相异步电动机正反转控制3、常闭触点输入信号的处理如果输入信号只能由常开触点提供,梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件,当个人计算机安装了PLC编程支持软件后,可用作图形编程器,进行用户程序的编辑、修改,并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。电源PLC的电源将外部供给的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电,是整个PLC的能源供给中心。PLC大都采用高质量的稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源,许多PLC电源还可向外部提供直流24V稳压电源,用于向输入接口上的接入电气元件供电,从而简化外围配置。RAM是一种高密度、低功耗的半导体存储器,可用锂电池作为备用电源,一旦断电就可通过锂电池供电,保持RAM中的内容。接口输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直输入等类型;输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路,晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载;继电器输出为有触点输出型电路,用于低频负载。现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等,通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。
技术参数
直流输入接口电路滤波电路用以消除输入触头的抖动,光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合,所以两者在电气上完全隔离,使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器,再经数据总线传送给CPU。2)输出接口输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成,与输入接口电路类似,内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗干扰电隔离。PLC的中央处理器(CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成,这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。与一般的计算机一样,CPU是整个PLC的控制中枢,它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作(1)接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数(2)用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据,并存入输入映像寄存器或数据存储器中。(3)诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。(4) PLC进入运行状态后,执行用户程序,完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号,以完成用户指令规定的各种操作。只读存储器(ROM)ROM的内容只能读出,不能写入(3).可以电檫出可编程的只读存储器(EEPROM)S7-200用EEPROM来存储用户程序和长期保存的重要数据。4.I/O模块各I/O点的通/断状态用发光二极管(LED)显示,PLC与外部接线的连接一般用接线端子,某些模块使用可以拆卸的插座型端子板,不需断开端子板上的连接线,就可以迅速的更换模块。输入模块:PLC通过输入模块来接收和采集输入信号,通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调速装置等执行器,PLC控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。输入电路中设有RC滤波电路,以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号。 (2)基于PC的控制软件 基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器(PLC)运行用户的程序,运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC,一种是软件PLC,在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC(在用户计算机上安装一个PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容,其编程采用统一的SIMATIC编程工具(如STEP 7),编制的程序既可运行在WinAC上,也可运行在S7系列处理器上。(3)人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面(HMI)或SCADA系统,支持大范围的平台。人机界面软件有两种,一种是应用于机器级的ProTool,另一种是应用于监控级的WinCC。
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制作控制台与控制柜在绘制完电器、编完程序之后,就可以制作控制台和控制柜了。在时间紧张的时候,这项工作也可以和编制程序并列进行。在制作控制台和控制柜的时候要注意选择开关、按钮、继电器等器件的质量,规格必须满足要求。设备的安装必须注意安全、可靠。比如说屏蔽问题、接地问题、高压隔离等问题必须妥善处理。6. 现场调试现场调试是整个控制系统完成的重要环节。任何程序的设计很难说不经过现场调试就能使用的。只有通过现场调试才能发现控制回路和控制程序不能满足系统要求之处;只有通过现场调试才能发现控制电路和控制程序发生矛盾之处;只有进行现场调试才能后实地测试和后调整控制电路和控制程序,以适应控制系统的要求。7. 编写技术文件并现场试运行经过现场调试以后,控制电路和控制程序基本被确定了,整个系统的硬件和软件基本没有问题了。这时就要全面整流技术文件,包括整理电路图、
网络连接器带有编程器接口的连接器可以把SIMATIC编程器或操作员面板接到网络中,而不用改动现有的网络连接。编程器接口的连接器把CPU来的信号传到编程器接口。在其通讯模式中还有自由端口通讯、工业以太网通讯、调制解调器通讯、无线以太网通讯,S7-300的基本位逻辑指令位逻辑指令的运算结果用两个二进制数字1和0来表示。可以对布尔操作数(BOOL)的信号状态扫描并完成逻辑操作。逻辑操作结果称为RLO(result of logic operation)。语句表STL表示的基本位逻辑指令 PLC控制系统的配线比继电器控制系统的少得多,故可以省下大量的配线和附件,减少很多安装接线工时,加上开关柜体积的缩小,可以节省大量的费用。PLC输入/输出滞后时间(PLC系统响应时间)输入/输出滞后时间又称系统响应时间,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。输入模块的RC滤波电路用来滤除由输入端引入的干扰噪声,消除因外接输入触点动作时产生的抖动引起的不良影响,滤波电路的时间常数决定了输入滤波时间的长短,其典型值为10ms左右。 输出模块的滞后时间与模块的类型有关,继电器型输出电路的滞后时间一般在10ms左右;双向晶闸管型输出电路在负载通电时的滞后时间约为1ms,负载由通电到断电时的大滞后时间为10ms;晶体管型输出电路的滞后时间一般在1ms以下。
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电器控制系统与PLC控制系统的比较 1. 电器控制系统的组成通过章的学可知,任何一个电器控制系统,都是由输入部分、输出部分和控制部分组成,如图1所示。图1 电器控制系统的组成其中输入部分是由各种输入设备,如按钮、位置开关及传感器等组成;控制部分是按照控制要求设计的,由若干继电器及触点构成的具有一定逻辑功能的控制电路;输出部分是由各种输出设备,如接触器、电磁阀、指示灯等执行元件组成。电器控制系统是根据操作指令及被控对象发出的信号,由控制电路按规定的动作要求决定执行什么动作或动作的顺序,然后驱动输出设备去实现各种操作。由于控制电路是采用硬接线将各种继电器及触点按一定的要求连接而成,所以接线复杂且故障点多,同时不易灵活改变。2. PLC控制系统的组成由PLC构成的控制系统也是由输入、输出和控制三部分组成, 输出端子有两种接法:一种是输出各自独立,无公共点:各输出端子各自形成独立回路。一种为每4∽8个输出点构成一组,共有一个公共点:在输出共用一个公共端子时,必须用同一电压类型和同一电压等级,但不同的公共点组可使用不同电压类型和等级的负载,且各输出公共点之间是相互隔离的。输入输出端子处理的过程如下:6. 电源PLC的供电电源一般是市电,也有用直流24V电源供电的。7. 编程器利用编程器可将用户程序输入PLC的存储器,还可以用编程器检查程序、修改程序;利用编程器还可以监视PLC的工作状态。编程器一般分简易型 和智能型。8. PLC的软件结构在可编程控制器中,PLC的软件分为两大部分:
实现Y10的启动、保持和停止的四种梯形图如图所示。这些梯形图均能实现启动、保持和停止的功能。X0为启动信号,X1为停止信号。图a、c是利用Y10 常开触点实现自锁保持,而图b、d是利用SET、RST指令实现自锁保持。2、三相异步电动机正反转控制3、常闭触点输入信号的处理如果输入信号只能由常开触点提供,梯形图中的触点类型与继电器电路的触点类型完全一致。目前PLC制造厂家大都开发了计算机辅助PLC编程支持软件,当个人计算机安装了PLC编程支持软件后,可用作图形编程器,进行用户程序的编辑、修改,并通过个人计算机和PLC之间的通信接口实现用户程序的双向传送、监控PLC运行状态等。电源PLC的电源将外部供给的交流电转换成供CPU、存储器等所需的直流电,是整个PLC的能源供给中心。PLC大都采用高质量的稳定性好、抗干扰能力强的开关稳压电源,许多PLC电源还可向外部提供直流24V稳压电源,用于向输入接口上的接入电气元件供电,从而简化外围配置。RAM是一种高密度、低功耗的半导体存储器,可用锂电池作为备用电源,一旦断电就可通过锂电池供电,保持RAM中的内容。接口输入输出接口是PLC与工业现场控制或检测元件和执行元件连接的接口电路。PLC的输入接口有直流输入、交流输入、交直输入等类型;输出接口有晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出等类型。晶体管和晶闸管输出为无触点输出型电路,晶体管输出型用于高频小功率负载、晶闸管输出型用于高频大功率负载;继电器输出为有触点输出型电路,用于低频负载。现场控制或检测元件输入给PLC各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他一些传感器输出的开关量或模拟量等,通过输入接口电路将这些信号转换成CPU能够接收和处理的信号。输出接口电路将CPU送出的弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器等被控设备的执行元件。
技术参数
直流输入接口电路滤波电路用以消除输入触头的抖动,光电耦合电路可防止现场的强电干扰进入PLC。由于输入电信号与PLC内部电路之间采用光信号耦合,所以两者在电气上完全隔离,使输入接口具有抗干扰能力。现场的输入信号通过光电耦合后转换为5V的TTL送入输入数据寄存器,再经数据总线传送给CPU。2)输出接口输出接口电路向被控对象的各种执行元件输出控制信号。常用执行元件有接触器、电磁阀、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)、指示灯、数字显示装置和报警装置等。输出接口电路一般由微电脑输出接口电路和功率放大电路组成,与输入接口电路类似,内部电路与输出接口电路之间采用光电耦合器进行抗干扰电隔离。PLC的中央处理器(CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成,这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。与一般的计算机一样,CPU是整个PLC的控制中枢,它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作(1)接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数(2)用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据,并存入输入映像寄存器或数据存储器中。(3)诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。(4) PLC进入运行状态后,执行用户程序,完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号,以完成用户指令规定的各种操作。只读存储器(ROM)ROM的内容只能读出,不能写入(3).可以电檫出可编程的只读存储器(EEPROM)S7-200用EEPROM来存储用户程序和长期保存的重要数据。4.I/O模块各I/O点的通/断状态用发光二极管(LED)显示,PLC与外部接线的连接一般用接线端子,某些模块使用可以拆卸的插座型端子板,不需断开端子板上的连接线,就可以迅速的更换模块。输入模块:PLC通过输入模块来接收和采集输入信号,通过输出模块控制接触器、电磁阀、电磁铁、调速装置等执行器,PLC控制的另一类外部负载是指示灯、数字显示装置和报警装置等。输入电路中设有RC滤波电路,以防止由于输入触点抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号。 (2)基于PC的控制软件 基于PC的控制系统WinAC允许使用个人计算机作为可编程序控制器(PLC)运行用户的程序,运行在安装了Windows NT4.0操作系统的SIMATIC工控机或其它任何商用机。WinAC提供两种PLC,一种是软件PLC,在用户计算机上作为视窗任务运行。另一种是插槽PLC(在用户计算机上安装一个PC卡),它具有硬件PLC的全部功能。WinAC与SIMATIC S7系列处理器完全兼容,其编程采用统一的SIMATIC编程工具(如STEP 7),编制的程序既可运行在WinAC上,也可运行在S7系列处理器上。(3)人机界面软件 人机界面软件为用户自动化项目提供人机界面(HMI)或SCADA系统,支持大范围的平台。人机界面软件有两种,一种是应用于机器级的ProTool,另一种是应用于监控级的WinCC。