对于PLC的硬件常识,您了解多少呢?您是否为一些问题头疼呢?以下一些问题相信会给您带来帮助。
一、问:PLC的硬件结构是怎样的?
答:PLC的硬件组成与微型计算机相似,其主机由CPU板、存储器、输入/输出(I/O)接口、电源等几大部分组成;可配备如编程器、图形显示器、通信接口等外部设备。
二、问:CPU是什么?有什么作用?
答:CPU也称中央处理器,是由一片或几片大规模集成电路芯片组成的,相当于人的大脑,是PLC的核心部分;CPU的作用是可通过接口及软件向系统的各个部分发出各种命令,同时对被测参数进行巡回检测、数据处理、控制运算、报警处理及逻辑判断等,实现对整个PLC的工作过程进行控制;目前大多数小型PLC都用8位或者16位单片机作CPU。
三、问:RAM、ROM、EPROM、EEPROM都是存储器,各自特点是什么?
答:RAM为随机存储器,一般都是CMOS型的,耗电极微,在PLC中通常用锂电池作后备,失电时也不会丢失程序;ROM为只读存储器,系统程序固化在其中,用户不可更改,失电不受影响;EPROM为可擦除存储器,其写入和擦除时都必须要用专用的写入器和擦除器,用户很不方便;EEPROM为电可擦除只读存储器,其内部的程序可通过编程器的写入和擦除。
四、问:PLC中的I/0口是什么?有什么特点?
答:I/O接口是输入(IN)/输出(OUT)接口的简称,是PLC主机与被控对象进行信息交换的纽带;PLC通过I/O接口与外部设备进行数据交换,PLC的输入输出信号有开关量、模拟量、数字量三种类型,所有的输入输出信号均经过光电等隔离,大大增强了PLC的抗干扰能力。
五、问:PLC常见的输出形式有几种?有何特点?
答:常见的输出形式有继电器输出、晶闸管(SSR)输出、晶体管输出。特点是:继电器输出型:CPU驱动继电器线圈,令触点吸合,使外部电源通过闭合的触点驱动外部负载,其开路漏电流为零,响应时间慢(约10ms),可带较大的外部负载;晶体管输出型:CPU通过光耦合使晶体管通断,以控制外部直流负载,响应时间快(约0.2ms),可带外部负载小;可控硅输出型:CPU通过光耦合使三端双向可控硅通断,以控制外部交流负载,开路漏电流大,响应时间较快(约1ms)。
六、问:什么是可编程控制系统?由哪些部件组成?
答:可编程控制系统指以可编程控制器为核心单元的控制系统,一般由控制器(PLC)、编程器、信号输入部件、输出执行部件等组成,见PLC控制系统组成图(以FX2N型PLC为例)。可编程控制系统可在不改变系统硬件接线的情况下,通过改变PLC的用户程序来改变被控对象的运行方式,大大地提高了控制系统的灵活性。
FX2N系列PLC硬件组成与其他类型PLC基本相同,主体由三部分组成,主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC的基本结构如图1-1所示。系统电源有些在CPU模块内,也有单独作为一个单元的,编程器一般看作PLC的外设。PLC内部采用总线结构,进行数据和指令的传输。
外部的开关信 号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量,它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器,收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据;经PLC内部运算与处理后,按被控对象实际动作要求产生输出结果;输出结果送到输出端子作为输出变量,驱动执行机构。PLC的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。
(1)中央处理器CPU
CPU的主要作用是解释并执行用户及系统程序,通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其它功能,控制整个系统协调一致地工作。常用的CPU主要有通用微处理器、单片机和双极型位片机。
(2)存储器模块
随机存取存储器RAM用于存储PLC内部的输入、输出信息,并存储内部继电器(软继电器)、移位寄存器、数据寄存器、定时器/计数器以及累加器等的工作状态,还可存储用户正在调试和修改的程序以及各种暂存的数据、中间变量等。
只读存储器ROM用于存储系统程序。可擦除可编程序的只读存储器EPROM主要用来存放PLC的操作系统和监控程序,如果用户程序已完全调试好,也可将程序固化在EPROM中。
(3)输入输出模块
可编程序控制器是一种工业控制计算机系统,它的控制对象是工业生产过程,与DCS相似,它与工业生产过程的联系也是通过输入输出接口模块(I/O)实现的。I/O模块是可编程序控制器与生产过程相联系的桥梁。
PLC连接的过程变量按信号类型划分可分为开关量(即数字量)、模拟量和脉冲量等,相应输入输出模块可分为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。
(4)编程器
编程器是PLC必不可少的重要外部设备。编程器将用户所希望的功能通过编程语言送到PLC的用户程序存储器中。编程器不仅能对程序进行写入、读出、修改,还能对PLC的工作状态进行监控,同时也是用户与PLC之间进行人机对话的界面。随着PLC的功能不断增强,编程语言多样化,编程已经可以在计算机上完成。
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