西門子CPU414-3中央控制單元西門子代理商 西門子總代理

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PLC內部的存儲器有系統(tǒng)存儲器和用戶存儲器兩大類。

??(1)系統(tǒng)存儲器

??用于存放系統(tǒng)程序，包括系統(tǒng)管理程序、監(jiān)控程序、磁盤輸入處理程序、翻譯程序、編譯解釋程序等。系統(tǒng)程序在PLC出廠前已經固化在只讀存儲器ROM或PROM中，用戶不能更改。

??(2)用戶存儲器

??用于存放用戶程序和工作數(shù)據(jù)，它分用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。在編程工作方式下，用戶輸入的控制程序經過處理后，存放在RAM的地址區(qū)。工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)占用RAM若干存儲單元，用來存放邏輯變量。這些邏輯變量在PLC中稱為輸入繼電器X、輸出繼電器Y、內部輔助繼電器R、定時器TM、計數(shù)器CT、數(shù)據(jù)寄存器DT等。RAM的存儲內容可通過編程器或編程軟件讀出并更改。為了防止RAM中的程序和數(shù)據(jù)因電源停電而丟失，常用gaoji的鋰電池作為后備電源，鋰電池的壽命一般為3～5年。

??PLC產品手冊中給出的存儲器類型和容量是針對用戶程序存儲器而言的。

??輸入/輸出接口

??輸入/輸出(I/O)接口是將PLC現(xiàn)場各種輸入、輸出設備連接起來的端口。有時也稱I/O單元或I/O模塊。

??(1)輸入接口

??輸入接口通過PLC的輸入端子接受現(xiàn)場輸入設備的控制信號，現(xiàn)場輸入信號可以是按鈕、限位開關、光電開關、溫度開關、行程開關以及傳感器輸出的開關量等。PLC輸人接口電路將這些信號轉換成CPU所能接受和處理的數(shù)字信號。

??PLC輸入接口電路與輸入控制設備的連接示意圖如圖1-2所示，當按鈕S1閉合時，輸入信號通過光電耦合器傳送給內部電路，輸入信號與內部電路之間并無電的聯(lián)系，通過這種隔離措施可以防止現(xiàn)場干擾串入PLC。由于光電耦合器的發(fā)光二極管采用兩個反并聯(lián)，使輸入端的信號極性可根據(jù)需要任意確定。

??圖1-2 PLC的輸入接口電路

??(2)輸出接口

??輸出接口電路將經CPU處理過的輸出數(shù)字信號傳送給輸出端的電路元件，以控制其接通或斷開，從而控制現(xiàn)場執(zhí)行部件。現(xiàn)場執(zhí)行部件包括電磁閥、繼電器、接觸器、燈具、電熱器、電動機等。為適應不同類型的輸出設備負載，PLC的輸出接口類型有三種：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。繼電器型輸出電路如圖1-3所示，其電路負載電流大于2A，響應時間為8～10ms，機械壽命大于10℃次，動作速度慢。晶體管型輸出電路負載電流均為0.5A，響應時間小于1ms，漏電流小于100μA，有PNP和NPN晶體管輸出兩種形式，如圖1-4、圖1-5所示。

??晶閘管型輸出電路如圖1-6所示，一般采用三端雙向晶閘管作為輸出，其耐壓較高，負載能力較大，響應時間小于1ms。

??目的PLC技術發(fā)展總的趨勢是系列化、通用化和高性能化，主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

??①在系統(tǒng)構成規(guī)模上向大、小兩個方向發(fā)展。發(fā)展小型(超小型)化、專用化、模塊化、低成本PLC，以真正替代最小的繼電器系統(tǒng);發(fā)展大容量、高速度、多功能、高性能價格比的PLC，以滿足現(xiàn)代化企業(yè)中那些大規(guī)模、復雜系統(tǒng)自動化的需要。

??②功能不斷增強，各種應用模塊不斷推出。大力加強過程控制和數(shù)據(jù)處理功能，提高組網(wǎng)和通信能力，開發(fā)多種功能模塊，以使各種規(guī)模的自動化系統(tǒng)功能更強、更可靠，組成和維護更加靈活方便，使PLC應用范圍更加擴大。

??③PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的日益向MAP (制造自動化協(xié)議)靠攏，并使PLC基本部件，如輸入輸出模塊、接線端子、通信協(xié)議、編程語言和工具等方面的技術規(guī)格規(guī)范化、標準化，使不同產品間能相互兼容，易于組網(wǎng)，以方便用戶真正利用PLC來實現(xiàn)工廠生產的自動化。

??PLC的基本結構

??PLC本質上是一臺用于控制的專用計算機，它與一般的控制機(如STD總線的控制機)在結構上有很大的相似性。PLC的主要特點是與控制對象有更強的接口能力，也就是說，它的基本結構主要是圍繞著適于過程控制(即過程中數(shù)據(jù)的采集和控制信號的輸出以及數(shù)據(jù)的處理)的要求來進行設計。

??圖1-1為通用PLC的結構框圖。下面對這個框圖中各部分的主要功能(作用)作簡要介紹。

??中央處理器(CPU)

??中央處理器(CPU)是PLC的核心部件，整個PLC的工作過程都是在CPU的統(tǒng)一指揮和協(xié)調下進行的。它的主要任務是按一定的規(guī)律或要求讀人被控對象的各種工作狀態(tài)，根據(jù)用戶所編制的應用程序的要求去處理有關數(shù)據(jù)，最后再向被控對象送出相應的控制(驅動)信號。它與被控對象之間的聯(lián)系是通過各種1/O接口實現(xiàn)的。

??圖1-1 通用PLC的結構框圖

??(1)中央處理模板

??PLC中的中央處理模板通常是指PLC中的主控板，它與一般計算機系統(tǒng)中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一個中央處理器，即它是一塊芯片。事實上，在一個小型或大型PLC的中央處理模板上，不僅有CPU集成芯片(可能還不止一片)，還有一定數(shù)量的ROM或EPROM(儲存系統(tǒng)的操作系統(tǒng))和RAM(儲存少量的數(shù)據(jù)或用戶程序)。

??(2)字處理器和位處理器

??在中型或大型規(guī)模的PLC中常裝有兩個中央處理器：字處理器和位處理器。其中字處理器是主處理器，它完成字節(jié)(byte)指令的處理，并實現(xiàn)各種控制作用(包括對位處理器的控制)。而位處理器是輔助處理器，它主要處理位(bit)信息。其主要特點是，在處理位信息時，速度可以很高。在小型PLC中，往往只用一個處理器完成這兩方面的工作。

??(3)CPU的主要功能

??①接收用戶從編程器輸入的用戶程序，并將它們存入用戶存儲區(qū)。

??②用掃描方式接收源自被控對象的狀態(tài)信號，并存人相應的數(shù)據(jù)區(qū)(輸入映射區(qū))。

??③用戶程序的語法錯誤檢查，并給出錯誤信息。

??④系統(tǒng)狀念及電源系統(tǒng)的監(jiān)測。

??⑤執(zhí)行用戶程序，完成各種數(shù)據(jù)的處理、傳輸和存儲等功能。

??⑥根據(jù)數(shù)據(jù)處理的結果，刷新輸出狀態(tài)表，以實現(xiàn)對各種外部設備的實時控制和其他輔助工作(如顯示和打印等)。