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通用型PLC的硬件的五大组成部分
通用型PLC的硬件基本结构如图1所示,它是一种通用的可编程控制器,主要由处理单元CPU、存储器、输入/输出(I/O)模块及电源组成。
图1 通用型PLC的硬件基本结构
主机内各部分之间均通过总线连接。总线分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。各部件的作用如下:
(1)处理单元CPU
PLC的CPU与通用微机的CPU一样,是PLC的核心部分,它按PLC中程序赋予的功能,接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;用扫描查询现场输入装置的各种状态或数据,并存入输入状态寄存器或数据寄存器中;诊断电源及PLC内部电路工作状态和编程中的语法错误等;在PLC进入运行状态后,从存储器逐条读取用户程序,经过命令解释后,按指令规定的任务产生相应的控制,去启闭有关的控制电路;分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等,完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务;根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容,再由输出状态寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容实现输出控制、制表打印、数据通信等功能。以上这些都是在CPU的控制下完成的。PLC常用的CPU主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。
(2)存储器
存储器(简称内存),用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。
PLC配有程序存储器和用户程序存储器,分别用以存储程序和用户程序。程序存储器用来存储监控程序、模块化应用功能子程序和各种参数等,一般使用EPROM;用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序,一般使用RAM,若程序不经常修改,也可写入到EPROM中;存储器的容量以字节为单位。程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量,均是指用户程序存储器。
(3)输入/输出(I/O)模块
I/O模块是CPU与现场I/O设备或其他外部设备之间的连接部件。PLC提供了各种操作电平和输出驱动能力的I/O模块供用户选用。I/O模块要求具有抗性能,并与外界绝缘因此,多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。I/O模块可以制成各种模块,根据输入、输出点数来增减和组合。I/O模块还配有各种发光二极管来指示各种运行状态。
(4)电源
PLC配有开关式稳压电源的电源模块,用来对PLC的内部电路供电。
(5)编程器
编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和,还可以通过其键盘去调用和显示PLC的一些内部状态和参数。它经过接口与CPU联系,完机对话。
编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程,它通过一个接口与PLC连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程,还以远离PLC插到现场控制站的相应接口进行编程。智能型编程器有许多不同的应用程序包,功能齐全,适应的编程语言和也较多。

模拟输出模块 332; AO 4 x 12 位;(6ES7332-5HD01-0AB0)
如果是电压输出,有2 线制连接(对线路电阻无补偿)和 4 线制连接(对线路电阻有补偿)。
如果是电流输出的话,只有两线制的形式,请参考下面的接线图:
你做模拟的话,应该用的是电流源吧,电流源应该是有源的啊,怎么还会出现无源的选项?(一般有源无源在选择输入的时候会出现,比如PLC的AI模块,要接收一个4-20mA的电流,如果输入需要PLC供电,那它就是无源的;如果不需要,那它就是有源的,也就是说它自己能产生电流)AO模块怎么连接的设备,你就用校验仪怎么连接设备。
WJT
PLC的基本工作原理
可编程控制器,英文称ProgrammableLogicController,简称PLC。PLC是基于电子计算机,且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置,但它不像继电装置那样,通过电路的物理实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入出信息变换实现控制。
PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业,如便于安装,抗等问题。
1.1实现控制要点
输入输出信息变换、可靠物理实现,可以说是PLC实现控制的两个基本要点。
输入输出信息变换靠运行存储于PLC内存中的程序实现。PLC程序既有生产厂家的程序(不可更改),又有用户自行的应用(用户)程序。程序提供运行平台,同时,还为PLC程序可靠运行及与信息转换进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求设计。什么样的控制要求,就应有什么样的用户程序。
可靠物理实现主要靠输人(INPUT)及输出(OUTPUT)电路。PLC的I/O电路,都是专门设计的。输入电路要对输入进行滤波,以去掉高频。而且与内部计算机电路在电上是隔离的,靠光耦元件建立联系。输出电路内外也是电隔离的,靠光耦元件或输出继电器建立联系。输出电路还要进行功率放大,以足以带动一般的工业控制元器件,如电磁阀、器等等。
I/O电路是很多的,每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点,一般也就有个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的,所以,所占体积并不大。
输入电路时刻着输入状况,并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。
输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的
这里的输入暂存器及输出锁存器实际就是PLC处理器I/O口的寄存器。它们与计算机内存交换信息通过计算机总线,并主要由运行程序实现。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中,称输入刷新。PLC内存有专门开辟的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位(bit)称之为输入继电器,或称软接点。这些位置成1,表示接点通,置成0为接点断。由于它的状态是由输入刷新的,所以,它反映的就是输入状态。
输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位(bit)与其对应,这个位称为输出继电器,或称输出线圈。靠运行程序,输出继电器的状态映输出锁存器。这个映射也称输出刷新。输出刷新主要也是靠运行程序实现的。这样,用户所要编的程序只是,内存中输入映射区到输出映射区的变换,特别是怎么按输入的时序变换成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有强大的指令,编写出这个要求的程序是完全可能的,而且也是较为容易的。
1.2实现控制
简单地说,PLC实现控制的一般是:
图1.1 PLC典型开机流程
输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新--再输入刷新--再运行用户程序--再输出刷新……永不停止地循环反复地进行着。
图1.1所示的流程图反映的就是上述。它也反映了信息的时间关系。
有了上述,用PLC实现控制显然是可能的。因为:有了输入刷新,可把输入电路监控的输入信息存入PLC的输入映射区;经运行用户程序,输出映射区将变换后的信息;再经输出刷新,输出锁存器将反映输出映射区的状态,并通过输出电路产生相应的输出。又由于这个是永不停止地循环反复地进行着,所以,输出是反映输入的变化的。只是响应的时间上,略有滞后。当然,这个滞后不宜太大,否则,所实现的控制不那么及时,也就失去控制的意义。
为此,PLC的工作速度要快。速度快、执行指令时间短,是PLC实现控制的基础。事实上,它的速度是很快的,执行一条指令,多的几微秒、几十微秒,少的才零点几,或零点零几微秒。而且这个速度还在不断中。
图1.1所示的是简化的,实际的PLC工作还要复杂些。除了I/O刷新及运行用户程序,还要做些公共处理工作。
公共处理工作有:循环时间监控、外设服务及通讯处理等。
监控循环时间的目的是避免"死循环",避免程序不能反复不断地重复执行。办法是用"看门狗"(Watchingdog)。只要循环时,它可,或作相应处理.
外设服务是让PLC可接受编程器对它的操作,或通过接口向输出设备如打印机输出数据.
通讯处理是实现PLC与PLC,或PLC与计算机,或PLC与其它工业控制装置或智能部件间信息交换的。这也是增强PLC控制能力的需要。
也就是说,实际的PLC工作是:公共处理--I/O刷新--运行用户程序--再公共处理--……反复不停地重复着。
1.3可编程控制器实现控制的
用这种不断地重复运行程序实现控制称扫描。是用计算机进行实时控制的一种。此外,计算机用于控制还有中断。在中断下,需处理的控制先申请中断,被响应后正运行的程序停止运行,转而去处理中断工作(运行有关中断服务程序)。待处理完中断,又返回运行原来程序。哪个控制需要处理,哪个就去申请中断。哪个不需处理,将不被理睬。显然,中断与扫描是不同的。
在中断下,计算机能充分利用,紧急的任务也能及时处理。但是,如果同时来了几个都要处理的任务该怎么办呢?优先级高的还好办,低的呢?可能会出现照顾不到之处。所以,中断不大适合于工作现场的日常使用。
但是,PLC在用扫描为主的情况下,也不排斥中断。即,大量控制都用扫描,个别急需的处理,允许中断这个扫描运行的程序,转而去处理它。这样,可做到所有的控制都能照顾到,个别应急的也能进行处理。
PLC的实际工作比这里讲的还要复杂一些,分析其基本原理,也还有一些理论问题。有关人员如果能把上面介绍的入出变换、物理实现--信息处理、I/O电路--空间、时间关系--扫描并辅以中断,作为一种思路加以研究,弄清了它,也就好理解PLC是怎样去实现控制的,也就好把握住PLC基本原理的要点了。