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?芍苯邮褂梦⑻幚砥鱽韺崿F(xiàn),它通過輸入模塊將現(xiàn)場信息采入,并按用戶程序規(guī)定的輪回進行處理,然后將結(jié)果輸出去控制外部設備。
(2)存儲器
數(shù)控機床的CPU存儲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,并且在出廠時由廠家固化在PROM型存儲器中,用戶程序是指用戶根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求而編寫的應用程序,在修改、高度完成后可由用戶固化在EPROM中或存儲在磁帶、磁盤中,工作數(shù)據(jù)是PLC運行過程中需要經(jīng)常存取并且會隨時改變的一些中間數(shù)據(jù),為了適應隨機存取的要求,它們一般存放在RAM中?梢奝LC所用存儲器基本上由PROM、EOROM和RAM三種形式組成,而存儲器總?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)場之間的橋梁,它一方面將現(xiàn)場信號轉(zhuǎn)換成標準的邏輯電平信號,另一方面將PLC內(nèi)部邏輯信號電平轉(zhuǎn)換成外部執(zhí)行元件所要求的信號。根據(jù)信號特點又可分為直流開關(guān)量輸入模塊、直流開關(guān)量輸出模塊、交流開關(guān)量輸入模塊、交流開關(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)場輸入裝置有控制按鈕、轉(zhuǎn)換開關(guān)、行程開關(guān)、接近開關(guān)、壓力開關(guān)及溫控開關(guān)等,這些信號經(jīng)接口電路接入PLC后,還要經(jīng)過抗強電干擾的光電耦合、消攔動電路、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)動能力以及不同功能的I/O模塊供用戶先用。現(xiàn)場輸出裝置有指示燈、是間繼電器、接觸器、電磁閥及電磁制動器等,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
編程器是用來開發(fā)、調(diào)試、運行應用程序的特殊工具,一般由鍵盤、顯示屏、智能處理器、外部設備(如硬盤/軟盤驅(qū)動器等)組成,通過通信接口與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,并且有過電流、過電壓保護功能。另外,電源單元一般還裝有后備電池(如鋰電池),用于掉電時能及時保護RAM區(qū)中重要的信息和標志。
PLC在上述硬件環(huán)境下,還必須要有相應的執(zhí)行軟件配合工作。PLC基本軟件包括系統(tǒng)軟件和用戶應用軟件。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語言編譯系統(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,以使用戶應用程序能正確地進入系統(tǒng),正常工作。用戶應用軟件是用戶根據(jù)電氣控制線路圖采用梯形圖語編寫的邏輯處理軟件。
PLC內(nèi)部一般采用循環(huán)掃描工作方式,當用戶將用軟件設計、調(diào)試完成后,用編程器寫入PLC的用戶程序存儲器中,并將現(xiàn)場的輸入信號和被控制的執(zhí)行元件相應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PLC的控制開關(guān)使用其處于運行工作方式,接著PLC就以循環(huán)順序掃描的工作方式進行工作。在輸入信號和用戶程序的控制下產(chǎn)生相應的輸出信號,完成預定的控制任務。