西门子PLC工业以太网通讯插头
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b.将模式开关拨到RUN或TERM时,可以由STEP7-Micro/WIN V4.0编程软件控制CPU模块的运行和停止。
c.在程序中插入STOP指令,可以在条件满足时将CPU模块设置为停止模式。
④ 通信端口和扩展I/O端口。
在CPU模块左侧的通信端口是连接编程器或其他外部设备的接口,S7-200PLC的通信端口为RS-485口。扩展I/O端口位于CPU模块右侧的前盖下面,如图1-14所示,是连接各种扩展模块的接口。性质。若没有故障,则继续下一步骤。
(5)输出刷新
输出刷新为写输出阶段。CPU将存放在输出映像寄存器中所有输出继电器的状态(接通/断开)集中输出到输出锁存器中,并送给物理输出点以驱动外部负载,如指示灯、电磁阀、接触器等。这才是PLC真正的实际输出。
在整个扫描工作过程中,PLC对用户程序的循环扫描有输入刷新、执行程序和输出刷新三个阶段,2A左右。其优点是适用的电压范围比较宽、导通压降小、承受瞬时过电压和过电流的能力强;缺点是动作速度较慢解释程序、标准程序模块及系统调用程序。
(2)用户程序输入采样又称为读输入。在每次扫描周期开始时,CPU集中采样所有输入端的当前输入值,并将其存入内存中各对应的输入映像寄存器。此时,输入映像寄存器被刷新,那些没有使用的位被清零。此后,输入映像寄存器与外界隔离,无论输入信号如何变化,都不会再影响输入映像寄存器,其内容将一直保持到下一扫描周期的输入采样阶段,并被重新刷新。
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(2)执行程序
CPU执行用户程序是从条指令开始顺序执行,直到后一条指令结束(遇到程序中断或跳转除外)。梯形图程序是按先左后右、先上后下的语句顺序逐句扫描运算的。
当执行输入指令时,CPU就从输入映像寄存器中读取数据,然后进行相应的运算,运算
用户程序是用户为完成某一控制任务而利用PLC编程语言编制的程序。由于PLC是专门为工业控制开发的装置,因此其主要使用者是广大电气技术人员。为了满足他们的传统习惯和掌握能力,PLC的编程语言采用比计算机语言相对简单、易懂、形象的专用语言。PLC的主要编程语言有梯形图和语句表等。
三、PLC的工作原理
PLC在本质上虽然是一台微型计算机,其工作原理与普通计算机类似,但是PLC的工作方式却与计算机有很大的不同。计算机一般采用等待输入—响应(运算和处理)—输出的工作方式,如果没有输入,就一直处于等待状态。PLC采用的是周期性循环扫描工作方式,每一个周期要按部就班做完全相同的工作,与是否有输入或输入是否变化无关。1.PLC的扫描工作方式
PLC是一种存储程序控制器。用户根据某一被控制对象的具体控制要求,用编程器编制好控制程序后,将程序输入(或下载)到PLC的用户程序存储器中寄存。PLC的控制功能就是通过运行用户程序来实现的。PLC从0号存储地址所存放的条用户程序开始,在无中断或跳转的情况下,按存储地址号递增的方向顺序逐条执行用户程序,直到END指令结束,然后从头开始执行,并周而复始地重复,直到停机或从运行(RUN)切换到停止(STOP)工作状态。PLC这种执行程序的方式被称为循环扫描工作方式。整个扫描工作过程执行一遍所需的时间被称为扫描周期。2.PLC的扫描工作过程
PLC采用循环扫描工作方式。其扫描工作过程一般包括输入采样、程序执行、通信操作、内部处理及输出刷新五个阶段、响应时间长、动作频率低。建议在输出量变化不频繁时优先选用,不能用于高速脉冲的输出。其电路工作原理是:当内部电路的状态为1时,继电器线圈通电,产生电磁吸力,触点闭合,负载得电,同时点亮输出指示灯LED(图中,负载、输出指示灯LED未画出),表示该路输出点有输出;当内部电路的状态为0时,继电器线圈无电流,触点断开,负载断电,同时LED熄灭,表示该路输出点无输出。
如图1-8(b)所示的场效应管输出型只可驱动直流负载。驱动负载的能力是每一个输出点为750mA。其优点是可靠性强、执行速度快、寿命长;缺点是过载能力差,适用于高速(可达20kHz)、小功率直流负载。其电路工作原理是:当内部电路的状态为1时,光电耦合器导通,使晶体管饱和导通,场效应管也饱和导通,负载得电,同时点亮LED(图中,负载、LED未画出),表示该路输出点有输出;当内部电路的状态为0时,光电耦合器断开,晶体管截止,场效应管也截止,负载失电,LED熄灭,表示该路输出点无输出。图中的稳压管用来抑制关断过电压和外部的浪涌电压,以保护场效应管。机械、通用机械、楼宇自动化及食品加工等。
(3)S7-400系列PLC
SIMATIC S7-400系列PLC是用SB为输入元件按钮,当SB闭合时,发光二极管有驱动电流流过而导通发光,光敏三极管接收到光线,由截止变为导通,将高电平经RC滤波、放大整形后送入PLC内部电路中,同时点亮LED。当CPU在循环的输入阶段输入该信号时,将该输入点对应的映像寄存器状态置1;当SB断开时,LED熄灭,对应的映像寄存器状态置0。其中,光电耦合器中的发光二极管是电流驱动元件,要有足够的能量才能驱动。干扰信号虽然有的电压值很高,但能量较小,不能使发光二极管导通发光,所以不能进入PLC内,实现了电气隔离。
② 输出接口。输出接口的作用是将经过CPU处理的信号通过光电隔离和功率放大等处理,转换成外部设备所需要的驱动信号(数字量输出或模拟量输出),驱动接触器、指示灯、报警器、电磁阀、电磁铁、调节阀、调速装置等各种执行机构。
输出接口电路就是PLC的负载驱动回路。为适应控制的需要,输出接口的形式有继电器输出型、大功率晶体管或场效应管(MOSFET)输出型及双向晶闸管输出型三种,如图1-8所示。为提高PLC抗干扰能力,每种输出电路都采用了光电或电气隔离技术。于中、性能范围的大型PLC。该系列PLC包括S7-400、S7-400H和S7-400F/FH等种类。作为通用控制器,S7-400系列PLC系统包括电源模块、CPU模块、各种信号模块SM(用于数字量与模拟量的输入/输出)、通信模块CP、功能模块FM(专门用于计数、定位、凸轮控制等任务)、接口模块IM(用于连接中央控制单元和扩展单元,多能连接21个扩展单元)和SIMATIC S5模块等。其主要性能指标及特点如下:
① 采用冗余技术,可靠性极高。
② 模块化无风扇的设计,坚固耐用。
③ 易于扩展和具有强大的通信能力,容易实现分布式结构系统和用户友好的操作。
S7-400系列PLC的应用领域包括通用机械工程、汽车工业、立体仓库、机床与工具、过程控制、控制技术与仪表、纺织机械、包装机械、控制设备制造、专用机械。3.日本的PLC产品
日本的PLC产品在小型机领域颇具盛名。某些用欧、美中型或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等。在世界小型机市场上,日本产品约占70%的份额。
FI系列PLC是三菱公司为替代原有的F、F1/F2系列PLC而在20世纪80年代末期开始陆续推出的小型PLC产品,采用了整体式和模块式相结合的叠装式结构。主要产品有FI1S、FI1N、FI1NC、FI2NC、FI2N、FI3UC、FI3U和FI3G等
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