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ag旗舰厅app下载PLC系统构成

2020-06-27 12:36
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  PLC系统构成_工学_高等教育_教育专区。PLC系统构成 电气学院 昆明冶金高等专科学校 可编程序控制器的硬件结构 可编程序控制器的系统结构 可编程序控制器的技术性能 可编程序控制器的工作过程及原理 PLC是微机技术和继电器常规控

  PLC系统构成 电气学院 昆明冶金高等专科学校 可编程序控制器的硬件结构 可编程序控制器的系统结构 可编程序控制器的技术性能 可编程序控制器的工作过程及原理 PLC是微机技术和继电器常规控 制概念相结合的产物,PLC是一种工 业控制用的专用计算机,是由硬件系 统和软件系统两大部分组成。 主机系统 主主 部交 用 户 输 入 设 备 编系光 输 入 单 元 微微微光(CPU) 运运光 控控光 输 出 单 元 用 户 输 出 设 备 外部设备 盒盒盒盒主 打打主 EPROM写入光 图图图控系系 PLC或或或或运主 外设 I/O 接接 存存光 EPROM RAM (系系系系) (用户系系) I/O 扩扩 接接 I/O 扩扩 接接 输入/输出模块单元 输入 输出模块单元 为适应工业过程现场输入/输出信号的匹配, PLC配置了各种类型的输入/输出模块单元: 开关量输入单元 开关量输入单元 量输入单元:把现场各种开关信号变成PLC 内部处理的标准信号。分为直流输入单元和交 流输入单元,分别如图2.2和图2.3所示。 R1 光光光光 LED C V D 部交 R2 PLC内 部部部 R1 R2 双双光光光 LED C VD R3 PLC内 部部部 ~ 交交部交 开关量输出单元 它的作用是把PLC的内部信号转换成现场执行 机构的各种开关信号。按照现场执行机构使用的电源 类型的不同,开关量输出单元可分为: 晶体管输出方式 用于直流输出负载 双相晶闸管输出方式 用于交流输出负载 继电器触点输出方式 即可用于直流、又可 交流 L LED PLC内 V D 部部部 K S ~ 交交部交 图4 继电器模式输出单元 模拟量输入单元 模拟量输入在过程控制中的应用很广,如常用的温度、 压力、速度、流量、酸碱度、位移的各种工业检测都是对 应于电压、电流的模拟量值,再通过一定运算(PID)后,控 制生产过程达到一定的目的。模拟量输入电平大多是从传 感器通过变换后得到的,模拟量的输入信号为4~20 mA的 电流信号或1~5 V、-10~10 V、0~10 V的直流电压信号。 模拟量输入单元的作用是把现场连续变化的模拟量标 准信号转换成PLC内部处理的、由若干位表示的数字信号。 模拟量输入单元一般由滤波、A/D转换器、光耦合器隔离 等部分组成。 模拟量输出单元 作用是把PLC运算处理后的若干位数字量信 号转换成相应的模拟量信号然后输出,以满足生 产过程现场连续信号的控制要求。模拟量输出单 元一般由光耦合器隔离、D/A转换器和信号转换 D/A 等部分组成。 模拟量输出模块是将中央处理器的二进制数 字信号转换成4~20 mA的电流输出信号或0~10 V、 1~5 V的电压输出信号,以提供给执行机构。因 此模拟量输出模块又叫D/A转换输出模块。 可编程序控制器的软件系统 PLC除了硬件系统外,还需要软件系统的 支持,共同构成PLC。PLC的软件系统由系统程 序和用户程序两大部分组成。 系统程序 系统程序 系统程序由PLC的制造企业编制,固化在 PROM或EPROM中,安装在PLC上,随产品提 供给用户。系统程序包括系统管理程序、ag旗舰厅app下载用户 指令解释程序和供系统调用的标准程序模块等。 由于通过改进系统程序可以在不改变硬件 系统的情况下大大改善PLC的性能,因此系统 程序也在不断升级和完善。 2. 用户程序 用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使 用制造企业提供的编程语言自行编制的应用程序。 用户程序包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程 序、闭环控制程序和操作站系统应用程序等。 (1) 开关量逻辑控制程序。它是PLC用户程序中最重 要的一部分。 (2) 模拟量运算程序及闭环控制程序。通常,它是 在大中型PLC上实施的程序。 (3) 操作站系统程序。它是大型PLC系统经过通信联 网后,由用户为进行信息交换和管理而编制的程序。 返回 PLC的结构分为整体式和模块式两类 图5 整体式PLC组成框图 图6 模块式PLC组成框图 返回 基 本 技 术 性 能 ? 存储容量 ? I/O点数 ? 扫描速度 ? 指令的功能与数量 ? 内部元件的种类与数量 ? 特殊功能单元 ? 可扩展能力 PLC的内存 分配及容量 PLC的内存 分配 PLC的容量 系统程序存 储区 系统RAM 存储区 用户程序存 储区 I/O点数 用户存储容 量 通常I/O点数 / 点数 点数是根据被控对象的输入、输出信号的 实际需要,再加上10% 实际需要,再加上 %~15%的裕量 %的裕量来确定。 用户程序存储容量(字节)=开关量I/ 点数 )=开关量 点数× 用户程序存储容量(字节)=开关量 /O点数×10 模拟量I/ 通道数 通道数× + 模拟量 /O通道数×100 返回 可编程序控制器的工作过程 PLC上电后,就在系统程序的监控下, 周而复始地按固定顺序对系统内部的各种任 务进行查询、判断和执行,这个过程实质上 是一个不断循环的顺序扫描过程。一个循 一个循 环扫描过程称为扫描周期。 环扫描过程称为扫描周期 在一个扫描周期内,PLC基本上要执行以下六 个任务: (1) 运行监控任务。为了保证系统可靠工作,PLC 运行监控任务。 内部设置了系统监视定时器WDT,WDT的时间 设定值一般为扫描周期的2~3倍,通常为100~ 200 ms。 ms (2) 与编程器交换信息任务。编程器在PLC的外部 与编程器交换信息任务。 设备中占有非常重要的地位,用户把应用程序输 入到PLC中,或对应用程序进行在线运行监视和 修改都要用到它。编程器在完成处理任务或达到 信息交换的规定时间后,就把控制权交还给PLC。 (3) 与数字处理器(DPU)交换信息任务。一 般大中型PLC多为双处理器系统,一个是 字节处理器(CPU),另一个是数字处理器 (DPU) ,在一般小型PLC中是没有这个任 务的。 (4) 与外部设备交换信息任务。如果没有连 接外部设备,则该任务跳过。 (5) 执行用户程序任务。系统的全部控制功 能都在这一任务中实现。 (6) 输入/输出信息处理任务。ag旗舰厅app下载 PLC的工作方式是周期扫描方式,所以 其输入/输出过程是定时进行的,对用户程序 而言,要处理的输入信号是输入信号状态暂 存区的信号,而不是实际的信号。运算处理 后的输出信号被放入输出信号状态暂存区中, 而不是直接输出到现场的。 PLC周期性的输入/输出处理方式对一般 控制对象而言是能够满足的,但是对那些要 求响应时间小于扫描周期的控制系统则不能 满足,这时可以用智能型输入/输出单元或专 门的软件指令,通过与扫描周期脱离的方式 来解决。 PLC的中断输入处理方法同一般计算机系 统是基本相同的,即当有中断申请信号输入后, 系统要中断正在执行的相关程序而转向执行中 断子程序;当有多个中断源 多个中断源时,它们将按中断 多个中断源 的优先级 优先级有一个先后顺序的排队 顺序的排队处理。系统可 优先级 顺序的排队 以通过程序设定允许中断或禁止中断。 PLC的中断源信息是通过输入单元进入系统的。 PLC的中断源有优先顺序,一般无嵌套关系。 PLC的工作原理与计算机的工作原理 是基本一致的。PLC执行的任务是串行的, 与继电器逻辑控制系统中控制任务的执行 有所不同。 从PLC的工作过程可以看到,整个工 作过程是以循环扫描的方式进行的。循环 扫描方式是指在程序执行过程的周期中, 程序对各个过程输入信号进行采样,对采 样的信号进行运算和处理,并把运算结果 输出到生产过程的执行机构中。 返回

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