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數(shù)控系統(tǒng)可編程控制器PLC的工作原理


日期:2014年01月06 來(lái)源:本站原創(chuàng) 關(guān)鍵字:數(shù)控系統(tǒng)可編程控制器PLC的工作原理

Plc的基本結(jié)構(gòu)
(1)CPU模塊
CPU模塊又叫做中央處理器單元(CPU).中央處理器單元(CPU)是系統(tǒng)的核心,通常可直接使用微處理器來(lái)實(shí)現(xiàn),它通過(guò)輸入模塊將現(xiàn)場(chǎng)信息采入,并按用戶程序規(guī)定的輪回進(jìn)行處理,然后將結(jié)果輸出去控制外部設(shè)備。
(2)存儲(chǔ)器
數(shù)控機(jī)床的CPU存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和工作數(shù)據(jù),其中系統(tǒng)程序是指控制和完成PLC各種功能的程序,包括監(jiān)控程序、模塊化應(yīng)用功能子程序、指令解釋程序、故障自診斷程序和各種管理程序等,并且在出廠時(shí)由廠家固化在PROM型存儲(chǔ)器中,用戶程序是指用戶根據(jù)工程現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)過(guò)程和工藝要求而編寫(xiě)的應(yīng)用程序,在修改、高度完成后可由用戶固化在EPROM中或存儲(chǔ)在磁帶、磁盤中,工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行過(guò)程中需要經(jīng)常存取并且會(huì)隨時(shí)改變的一些中間數(shù)據(jù),為了適應(yīng)隨機(jī)存取的要求,它們一般存放在RAM中?梢(jiàn)PLC所用存儲(chǔ)器基本上由PROM、EOROM和RAM三種形式組成,而存儲(chǔ)器總?cè)萘侩SPLC類別及規(guī)模的不同改變。
(3)輸入/輸出模塊
輸入/輸出模塊是PLC內(nèi)部與現(xiàn)場(chǎng)之間的橋梁,它一方面將現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的邏輯電平信號(hào),另一方面將PLC內(nèi)部邏輯信號(hào)電平轉(zhuǎn)換成外部執(zhí)行元件所要求的信號(hào)。根據(jù)信號(hào)特點(diǎn)又可分為直流開(kāi)關(guān)量輸入模塊、直流開(kāi)關(guān)量輸出模塊、交流開(kāi)關(guān)量輸入模塊、交流開(kāi)關(guān)量輸出模塊、繼電器輸出模塊、模擬量輸入模塊和模擬量輸出模塊等。
現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置有控制按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、行程開(kāi)關(guān)、接近開(kāi)關(guān)、壓力開(kāi)關(guān)及溫控開(kāi)關(guān)等,這些信號(hào)經(jīng)接口電路接入PLC后,還要經(jīng)過(guò)抗強(qiáng)電干擾的光電耦合、消攔動(dòng)電路、濾波電路才能送到PLC輸入數(shù)據(jù)寄存器。PLC的輸出通常有繼電器、雙向晶閘管和晶體管三種形式,因此,PlC提供了各種操作電平、驅(qū)動(dòng)能力以及不同功能的I/O模塊供用戶先用,F(xiàn)場(chǎng)輸出裝置有指示燈、是間繼電器、接觸器、電磁閥及電磁制動(dòng)器等,輸出模塊同樣也具備與輸入模塊相同的抗干擾措施。
(4)編程器
編程器是用來(lái)開(kāi)發(fā)、調(diào)試、運(yùn)行應(yīng)用程序的特殊工具,一般由鍵盤、顯示屏、智能處理器、外部設(shè)備(如硬盤/軟盤驅(qū)動(dòng)器等)組成,通過(guò)通信接口與PLC相聯(lián)。
(5)電源單元
電源單元的作用是將外部提供的交流電轉(zhuǎn)換為可編程序控制器內(nèi)部所需要的直流電源,有的還提供了DC24V輸出。一般來(lái)講,電源單元有三路輸出,一路供給CPU模塊使用,一路供給編程器接口使用,還有一嘴供給各種接口模板使用。對(duì)電源單元的要求是很高的,不但要求具有較好的電磁兼容性能,而且還要求工作電源穩(wěn)定,并且有過(guò)電流、過(guò)電壓保護(hù)功能。另外,電源單元一般還裝有后備電池(如鋰電池),用于掉電時(shí)能及時(shí)保護(hù)RAM區(qū)中重要的信息和標(biāo)志。
PLC在上述硬件環(huán)境下,還必須要有相應(yīng)的執(zhí)行軟件配合工作。PLC基本軟件包括系統(tǒng)軟件和用戶應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言編譯系統(tǒng)、各種功能軟件等。其中操作系統(tǒng)管理PLC的各種資源,協(xié)調(diào)系統(tǒng)各部分之間、系統(tǒng)與用戶之間的關(guān)系,為用戶用軟件提供了一系列管理手段,以使用戶應(yīng)用程序能正確地進(jìn)入系統(tǒng),正常工作。用戶應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)電氣控制線路圖采用梯形圖語(yǔ)編寫(xiě)的邏輯處理軟件。
PLC內(nèi)部一般采用循環(huán)掃描工作方式,當(dāng)用戶將用軟件設(shè)計(jì)、調(diào)試完成后,用編程器寫(xiě)入PLC的用戶程序存儲(chǔ)器中,并將現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)和被控制的執(zhí)行元件相應(yīng)地連接在輸入模板的輸入端和輸出模板的輸出端上,然后通過(guò)PLC的控制開(kāi)關(guān)使用其處于運(yùn)行工作方式,接著PLC就以循環(huán)順序掃描的工作方式進(jìn)行工作。在輸入信號(hào)和用戶程序的控制下產(chǎn)生相應(yīng)的輸出信號(hào),完成預(yù)定的控制任務(wù)。


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