PLC的品种繁多,其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法等各有特点,适用场合也各有侧重。站在硬件选型的角度,首先需要考虑的是设备容量与性能是否与任务相适应;其次要看PLC运行速度是否能够满足实时控制的要求。
所谓设备容量,主要是指系统I/O点数的多少以及扩充的能力。对于纯开关量控制的应用系统,如果对控制速度的要求不高,比如单台机械的自动控制,可选用小型一体化PLC,例如三菱公司的FX2N系列PLC。
对于以开关量控制为主,带有部分模拟量控制的应用系统,如工业中常遇到的温度、压力、流量、液位等,应配备模拟量I/O(AI/AO),并且选择运算功能较强的小型PLC,例如西门子公司的S7-200系列PLC。
上海西门子电线电缆中国代理商
对于比较复杂,控制功能要求较高的系统,比如需要PID调节、位置控制、高速计数、通信联网等功能时,应当选用中、大型PLC,这一类PLC多为模块式结构,除了基本的模块外,还提供专用的特殊功能模块。当系统的各个部分分布在不同的地域时,可以利用远程I/O组成分布式控制系统。适合这一类型的产品有西门子公司的S7-300/400系列PLC等。
PLC的输出控制相对于输入的变化总是有滞后的,*大可至2~3个循环周期,这对于一般的工业控制是允许的。但有些系统的实时性要求较高,不允许有较大的滞后时间,在这种要求比较高的场合,必须格外重视PLC的指令执行速度指标,选择高性能、模块式结构的PLC较为理想。例如西门子公司的S7-300/400 PLC,浮点运算指令的执行时间可以达到微秒级,另一个好处是可以配备专用的智能模块,这些模块都自带CPU独立完成操作,可大大提高控制系统的实时性。
PLC系统也同样包含这三部分,唯一的区别是,PLC的逻辑电路部分用软件来实现,用户所编制的控制程序体现了特定的输入/输出逻辑关系。举例来说,电路中有两个输入,分别为起动按钮(SB1)、停止按钮(SB2);1个输出为接触器KM。
当用PLC来完成这个控制任务时,可将输入条件接入PLC,而用PLC的输出单元驱动接触器KM,它们之间要满足的逻辑关系由程序实现。与图1-2等效的PLC等效电路。
两个输入按钮信号经过PLC的接线端子进入输入接口电路,PLC的输出经过输出接口、输出端子驱动接触器KM;用户程序所采用的编程语言为梯形图语言。两个输入分别接入X403和X407端口,输出所用端口为Y432,图中只画出8个输入端口和8个输出端口,实际使用时可任意选用。输入映像对应的是PLC内部的数据存储器,而非实际的继电器线圈。
图中的X400~X407、Y430~Y437分别表示输入、输出端口的地址,也对应着存储器空间中特定的存储位,这些位的状态(ON或者OFF)表示相应输入、输出端口的状态。每一个输入、输出端口的地址是唯一固定的,PLC的接线端子号与这些地址一一对应。由于所有的输入、输出状态都是由存储器位来表示的,它们并不是物理上实际存在的继电器线圈,所以常称它们为“软元件”,它们的常开、常闭触点可以在程序中无限次使用。
PLC的工作过程以循环扫描的方式进行,当PLC处于运行状态时,它的运行周期可以划分为3个基本阶段:输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。
在这个阶段,PLC逐个扫描每个输入端口,将所有输入设备的当前状态保存到相应的存储区,我们把专用于存储输入设备状态的存储区称为输入映像寄存器,图1-3中以线圈形式标出的X403、X407,实际上是输入映像寄存器的形象比喻。
输入映像寄存器的状态被刷新后,将一直保存,直至下一个循环才会被重新刷新,所以当输入采样阶段结束后,如果输入设备的状态发生变化,也只能在下一个周期才能被PLC接收到
一体化机型的PLC将电源部件集成在主机内,只需从电网引入外界电源即可,扩展单元的用电可通过扩展电缆馈送。模块式PLC通常需要专用的电源模块,在选择电源模块时要考虑功率的问题,可以通过查阅模块技术手册得到各个模块的功耗,其总和再加上裕量就是选择电源模块的依据。注意,有些情况下需要PLC电源通过I/O单元驱动传感器和负载,这一部分功耗也必须考虑在内。第五节 PLC的软件基础
PLC是一种通用的、商业化的工业控制计算机,与个人计算机相仿,用户程序必须在系统程序的管理下才能运行。本节首先介绍PLC系统监控程序的运行情况,然后再介绍用户指令系统的相关内容。一、系统监控程序
系统监控程序的运行从设备上电开始,经过初始化程序后进入循环执行阶段。在循环执行阶段要完成的操作有四大类:以故障诊断、通信处理为主的公共操作;联系工业现场的数据输入、输出操作;执行用户程序的操作;服务于外部设备的操作。图1-9是系统监控程序执行过程框图,图中的输入刷新、用户程序执行、输出刷新三部分内容在第三节专门讲过,这里只介绍其他几部分。1.初始化程序
作用是清零各个标志寄存器,清零输入、输出映像寄存器,清零所有计数器,复位定时器等,即为PLC开始正常工作“清理现场”。2.CPU自诊断
.通信信息处理
浔之漫智控技术(上海)有限公司
本公司是西门子授权代理商 自动化产品,全新,西门子PLC,西门子屏,西门子数控,西门子软启动,西门子以太网西门子电机,西门子变频器,西门子直流调速器,西门子电线电缆我公司**供应,德国进口
这个阶段PLC要完成与网络及总线上其他设备的通信任务,包括与PLC、计算机、智能I/O模块、数字处理器(Data Processing Unit,DPU)等设备之间的信息交换
PLC在这个阶段与外部设备交换信息,包括编程器、图形监视器(监控设备)、打印机等。PLC允许在线编程,能够与人机界面实时交换信息,所以要在每个循环周期内执行此项操作。二、用户应用程序
用户程序是由用户编写的,能够完成系统控制任务的指令序列。不同厂家的PLC会提供不同的指令集,但基本的编程元件和编程形式有许多共同之处。
自诊断主要包括检查电源电压是否正常,I/O单元的连接是否正常,用户程序是否存在语法错误,对监控定时器定期复位等。监控定时器又常被称为“看门狗”(Watch Dog Timer,WDT),其定时时间略长于整个程序的循环周期,系统程序总在某一固定阶段对它重新装入定时初值,所以只要系统工作正常,监控定时器就永远不会申请定时到中断。否则,如果监控定时器申请定时时间到中断,就一定意味着系统的某处出现了问题,系统会响应其中断,并在中断处理程序中对故障信息做相应处理。