一、可編程邏輯控制器的基本結(jié)構(gòu)組成有哪些
可編程邏輯控制器(可編程plc控制器)在本質(zhì)上算是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。它的硬件結(jié)構(gòu)與微型計(jì)算機(jī)基本相同。其基本結(jié)構(gòu)如下:
1、電源
可編程控制器的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著非常重要的作用。如果沒有良好可靠的供電系統(tǒng),就無法正常工作。因此,可編程邏輯控制器的制造商非常重視電源的設(shè)計(jì)和制造。
一般交流電壓在 10%( 15%)的范圍內(nèi)波動(dòng),所以PLC可以直接接入交流電網(wǎng),無需采取其他措施。
2、中央處理器
當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí),它首先通過掃描接收現(xiàn)場各輸入設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù),并分別存儲(chǔ)在輸入輸出映射區(qū)。然后,它從用戶程序存儲(chǔ)器中逐個(gè)讀取用戶程序,并在解釋命令后,將邏輯或算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果發(fā)送到輸入/輸出映射區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器。所有用戶程序執(zhí)行完畢后,最后將I/O映射區(qū)的輸出狀態(tài)或輸出寄存器中的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出設(shè)備,重復(fù)操作,直到操作停止。
為了進(jìn)一步提高可編程邏輯控制器的可靠性,近年來,大規(guī)??删幊踢壿嬁刂破饕膊捎昧穗pCPU組成冗余系統(tǒng),或者采用了三CPU的表決系統(tǒng)。這樣,即使一個(gè)CPU出現(xiàn)故障,整個(gè)系統(tǒng)仍然可以正常運(yùn)行。
3、記憶
用于存儲(chǔ)系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器;用于存儲(chǔ)應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。
4、輸入輸出接口電路
(1)現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)輸入接口電路組成,作為可編程邏輯控制器與現(xiàn)場控制之間接口的輸入通道。
(2)現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請求電路集成,可編程邏輯控制器通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。
5、功能模塊
比如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。
6、通信模塊
工作原理:可編程邏輯控制器投入運(yùn)行時(shí),其工作過程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新。完成以上三個(gè)階段稱為掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,可編程邏輯控制器的中央處理器以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
二、可編程邏輯控制器的功能特點(diǎn)介紹
1、可靠性高。由于PLC大都采用單片微型計(jì)算機(jī),因而集成度高,再加上相應(yīng)的保護(hù)電路及自診斷功能,提高了系統(tǒng)的可靠性。
2、編程容易。PLC的編程多采用繼電器控制梯形圖及命令語句,其數(shù)量比微型機(jī)指令要少得多,除中、高檔PLC外,一般的小型PLC只有16條左右。由于梯形圖形象而簡單,因此容易掌握、使用方便,甚至不需要計(jì)算機(jī)專業(yè)知識(shí),就可進(jìn)行編程。
3、組態(tài)靈活。由于PLC采用積木式結(jié)構(gòu),用戶只需要簡單地組合,便可靈活地改變控制系統(tǒng)的功能和規(guī)模,因此,可適用于任何控制系統(tǒng)。
4、輸入/輸出功能模塊齊全。PLC的最大優(yōu)點(diǎn)之一,是針對不同的現(xiàn)場信號(hào)(如直流或交流、開關(guān)量、數(shù)字量或模擬量、電壓或電流等),均有相應(yīng)的模板可與工業(yè)現(xiàn)場的器件(如按鈕、開關(guān)、傳感電流變送器、電機(jī)啟動(dòng)器或控制閥等)直接連接,并通過總線與CPU主板連接。
5、安裝方便。與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相比,PLC的安裝既不需要專用機(jī)房,也不需要嚴(yán)格的屏蔽措施。使用時(shí)只需把檢測器件與執(zhí)行機(jī)構(gòu)和PLC的I/O接口端子正確連接,便可正常工作。
6、運(yùn)行速度快。由于PLC的控制是由程序控制執(zhí)行的,因而不論其可靠性還是運(yùn)行速度,都是繼電器邏輯控制無法相比的。近年來,微處理器的使用,特別是隨著單片機(jī)大量采用,大大增強(qiáng)了PLC的能力,并且使PLC與微型機(jī)控制系統(tǒng)之間的差別越來越小,特別是高檔PLC更是如此。