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與外部設(shè)備的數(shù)據(jù)交換速度高速化。6ES7 317-2EK13-0AB0
PLC的CPU模塊通過(guò)系統(tǒng)總線(一般做在基板的印刷電路上)與裝插在基板上的各種I/O模塊、特殊功能模塊、通信模塊等交換數(shù)據(jù),裝插的模塊越多,CPU模塊與那些模塊之間的數(shù)據(jù)交換的時(shí)間就會(huì)增加。這種數(shù)據(jù)交換的時(shí)間的增加,在一定程度上會(huì)使PLC的掃描時(shí)間加長(zhǎng)。因此,有必要采取以下措施使系統(tǒng)總線傳輸速度高速化:增加系統(tǒng)總線的帶寬使一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量增多,例如三菱電機(jī)的小Q系列PLC,增加了系統(tǒng)總線的帶寬,使所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量是以前的2倍;在系統(tǒng)總線存取的方式上,采用連續(xù)成組傳送技術(shù)實(shí)現(xiàn)連續(xù)數(shù)據(jù)的高速批量傳送,大大縮短了存取每個(gè)字所需的時(shí)間;通過(guò)向與系統(tǒng)總線相連接的模塊實(shí)現(xiàn)全局傳送,即針對(duì)多個(gè)模塊同時(shí)傳送同一數(shù)據(jù),有效地用活了系統(tǒng)總線。
隨著半導(dǎo)體技術(shù),尤其是微處理器和微型計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,在20世紀(jì)70年代初期、中期,設(shè)計(jì)制造出可編程邏輯控制器PLC,它能完成順序控制,僅有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等控制功能。
2) 20世紀(jì)70年代末至80年代初,可編程控制器的處理速度大提高,增加了許多特殊功能,使得可編程控制器不僅可以進(jìn)行邏輯控制,而且可以對(duì)模擬量進(jìn)行控制。
3) 20世紀(jì)80年代以來(lái),隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,以16位和32位微處理器為核心的可編程控制器也得到迅猛發(fā)展,其功能越來(lái)越強(qiáng)。PLC具有了高速計(jì)數(shù)、中斷技術(shù)、PID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信功能。
4) 1985年1月電工委員會(huì)(IEC)制定了PLC的標(biāo)準(zhǔn)。
2. 什么是PLC?
電工委員會(huì)(IEC)在1987年2月頒布了PLC的標(biāo)準(zhǔn)草案(第三稿),草案對(duì)PLC作了如下定義:“可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用可編程序的存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個(gè)整體,易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。”可編程序控制器(Programmable Logic Controller)簡(jiǎn)稱PLC,是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置。
3. PLC的特點(diǎn)
3.1可靠性高,抗*力強(qiáng)
3.2通用性強(qiáng),使用方便
3.3采用模塊化結(jié)構(gòu),系統(tǒng)組合靈活方便
3.4編程語(yǔ)言簡(jiǎn)單、易學(xué),便于掌握
3.5系統(tǒng)設(shè)計(jì)周期短6ES7317-2AK14-0AB0
3.6對(duì)生產(chǎn)工藝以身試法適應(yīng)性強(qiáng)
3.7安裝簡(jiǎn)單、調(diào)試方便、維護(hù)工作量小
4. 可編程控制器的分類
1) 按輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分
a) 小型機(jī)
小型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下,用戶程序存儲(chǔ)容量在4KB左右。
b) 中型機(jī)
中型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在256∽2048點(diǎn)之間,用戶程序存儲(chǔ)容量在8KB左右。
c) 大型機(jī)
大型PLC I/O總點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上,用戶程序存儲(chǔ)容量在16KB以上。
2) 按結(jié)構(gòu)形式分
a) 整體式
b) 模塊式
3) 按生產(chǎn)廠家分
在*有上百家PLC制造商,其中占PLC市場(chǎng)80%以上的生產(chǎn)公司是:德國(guó)的西門子(SIEMENS)公司、法國(guó)的施耐德(SCHNEIDER)自動(dòng)化公司、日本的歐姆龍(OMRON)和三菱公司。
5. PLC的應(yīng)用
1) 開(kāi)關(guān)量邏輯控制
2) 模擬量控制
3) 過(guò)程控制
4) 定時(shí)和計(jì)數(shù)控制
5) 順序控制
6) 數(shù)據(jù)處理
7) 通信和聯(lián)網(wǎng)
6. PLC的發(fā)展趨勢(shì)
a) 系列化、模塊化
b) 小型機(jī)功能強(qiáng)化
c) 中、大型機(jī)高速度、高功能、大容量
d) 低成本
e) 多功能
7. 可編程控制器技術(shù)性能指標(biāo)
a) I/O點(diǎn)數(shù)
I/O點(diǎn)數(shù)是指PLC外部I/O端子的總數(shù)。如FX毓的I/O點(diǎn)數(shù)zui多為256。
b) 掃描速度
一般指執(zhí)行指令的時(shí)間,單位是μs/步,有時(shí)也以執(zhí)行1000步指令的時(shí)間計(jì),單位為ms/千步,通常為10ms,小型PLC的掃描時(shí)間可能大于40s。
c) 內(nèi)存容量
通常以PLC所能存放用戶程序的多少來(lái)衡量。
d) 指令系統(tǒng)
PLC指令的多少是衡量其軟件功能強(qiáng)弱的主要指標(biāo)。PLC具有的指令種類越多,它的軟件功能則*。
e) 內(nèi)部寄存器
寄存器的配置情況是衡量PLC硬件功能的一個(gè)指標(biāo)。這些寄存器主要用以存放變量狀態(tài)、結(jié)果和數(shù)據(jù)等。
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
輸入采樣
在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此,如果輸入是脈沖信號(hào),則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
用戶程序執(zhí)行
在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài);或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即,在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
輸出刷新
當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC的真正輸出。
同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來(lái)說(shuō)可以忽略,那么二者之間就沒(méi)有什么區(qū)別了。
保養(yǎng)編輯
設(shè)備定期測(cè)試、調(diào)整
(1) 每半年或季度檢查PLC柜中接線端子的連接情況,若發(fā)現(xiàn)松動(dòng)的地方及時(shí)重新堅(jiān)固連接;
(2) 對(duì)柜中給主機(jī)供電的電源每月重新測(cè)量工作電壓;
設(shè)備定期清掃
(1) 每六個(gè)月或季度對(duì)PLC進(jìn)行清掃,切斷給PLC供電的電源把電源機(jī)架、CPU主板及輸入/輸出板依次拆下,進(jìn)行吹掃、清掃后再依次原位安裝好,將全部連接恢復(fù)后送電并啟動(dòng)PLC主機(jī)。認(rèn)真清掃PLC箱內(nèi)衛(wèi)生;
(2) 每三個(gè)月更換電源機(jī)架下方過(guò)濾網(wǎng);
檢修前準(zhǔn)備
(1) 檢修前準(zhǔn)備好工具;
(2) 為保障元件的功能不出故障及模板不損壞,必須用保護(hù)裝置及認(rèn)真作防靜電準(zhǔn)備工作;
(3) 檢修前與調(diào)度和操作工好,需掛檢修牌處掛好檢修牌;
設(shè)備拆裝順序及方法
(1) 停機(jī)檢修,必須兩個(gè)人以上監(jiān)護(hù)操作;
(2) 把CPU前面板上的方式選擇開(kāi)關(guān)從“運(yùn)行”轉(zhuǎn)到“停”位置;
(3) 關(guān)閉PLC供電的總電源,然后關(guān)閉其它給模坂供電的電源;
(4) 把與電源架相連的電源線記清線號(hào)及連接位置后拆下,然后拆下電源機(jī)架與機(jī)柜相連的螺絲,電源機(jī)架就可拆下;
(5) CPU主板及I/0板可在旋轉(zhuǎn)模板下方的螺絲后拆下;
(6) 安裝時(shí)以相反順序進(jìn)行;
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