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梯形图转化成机器语言助记符(指令
模拟量输入接口把现场连续变化的模拟量标准信号转换成适合PLC内部处理的数字信号。模拟量输入接口能够处理标准模拟量电压和电流信号。由于工业现场中模拟量信号的变化范围并不标准,所以在送入模拟量接口前,一般需要经转换器处理,模拟量信号输入后一般经多路转换后,再进行A/D转换,存入锁存器,再经光电隔离电路转换为PLC的数字信号址编号。用户存储器容量的大小,关系到用户程序容量的大小,是反映PLC性能的重要指标之一。
用户程序是根据PLC的控制对象的需要编制的,是由用户根据对象生产工艺和控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于CMOS静态RAM中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏,当用户程序经过运行正常时,不需要改变,可将其固化在只读存储器EPROM中。现在许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。
工作数据是PLC运行过程中经常变化、存取的一些数据。工作数据存放在RAM中,以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中,设有存放输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始化设置和运行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电后,用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
3. 输入/输出单元PLC提供了具有多种操作电平和驱动能
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O接口,有各种各样功能的I/O接口供用户选用。由于在工业生产现场工作,PLC的输入/输出接口必须满足两个基本要求:抗干扰能力强、适应性强。输入/输出接口必须能够不受环境的温度、湿度、电磁、振动等因素的影响;同时又能够与现场各种工业信号相匹配。目前,PLC能够提供的接口单元包括数字量(开关量)输入接口、数字量(开关量)输出接口、模拟量输入接口、模拟量输出接口等。
(1)开关量输入接口
开关量输入接口把现场的开关量信号转换成PLC内部处理的标准信号。为防止各种干扰信号和高电压信号进入PLC,影响其可靠性或造成设备损坏,现场输入接口电路一般有滤波电路和耦合隔离电路。滤波电路有抗干扰的作用,耦合隔离电路有抗干扰及产生标准信号的作用。耦合隔离电路的管径器件是光耦合器,一般由发光二极管和光敏晶体管组成。
输入/输出单元通常也称为I/O单元,是PLC与工业生产现场之间的连接部件。PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据,以这些数据作为PLC对被控对象进行控制的依据;同时,PLC又通过输出接口将处理后的结果送给被控制对象,以实现控制的目的。
由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的,而PLC内部CPU处理的信息只能是标准电平,因此I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般具有光电隔离和滤波功能,以提高PLC的抗干扰能力。另外,I/O接口上通常还有状态指示,工作状况直观,便于维护。
输入/输出单元包含两部分:接口电路和输入/输出映像寄存器。接口电路用于接收来自用户设备的各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关以及其他传感器的信号。通过接口电路将这些信号转换成CP
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信息并进行处理,将处理结果放到输出映像寄存器中。输入/输出映像寄存器由输出点相对的触发器组成,输出接口电路将其由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、指示灯等被控设备的执行元件
CPU的主要任务包括控制用户程序和数据的接收与存储;用扫描的方式通过I/O部件接收现场的状态或数据,并存入输入映像寄存器中;诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等;PLC进入运行状态后,从存储器中逐条读取用户指令,经过命令解释后按指令规定的任务进行数据传递、逻辑或算术运算等;根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容,再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。
不同型号的PLC,其CPU芯片是不同的,有些采用通用CPU芯片,有些采用厂家自行设计的专用CPU芯片。CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力和速度,CPU位数越高,系统处理的信息量越大,运算速度越快。PLC的功能随着CPU芯片技术的发展而提高和增强。
在PLC中,CPU按系统程序赋予的功能,指挥PLC有条不紊地进行工作,归纳起来主要有以下几个方面。
① 接收从编程器输入的用户程序和数据。
② 诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
③ 通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入