西門子S7-300PLC模塊6ES7334-0CE01-0AA0

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SIEMENS可編程控制器

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PLC基本結構

CPU通過、、與儲存單元、、、擴展接口相連。CPU是PLC的核心，它不斷采集輸入信號，執行，刷新系統輸出。

PLC的包括系統存儲器和用戶存儲器兩種。系統存儲器用于存放PLC的系統程序，用戶存儲器用于存放PLC的用戶程序。PLC一般均采用可電擦除的E2PROM存儲器來作為系統存儲器和用戶存儲器。

PLC的輸入接口電路的作用是將、或傳感器等產生的信號輸入CPU；PLC的輸出接口電路的作用是將CPU向外輸出的信號轉換成可以驅動外部執行元件的信號，以便控制接觸器線圈等電器的通、斷電。PLC的輸入輸出接口電路一般采用光耦合隔離技術，可以有效地保護內部電路。

PLC的輸入接口電路可分為直流輸入電路和交流輸入電路。直流輸入電路的延遲時間比較短，可以直接與接近開關，光電開關等電子輸入裝置連接；交流輸入電路適用于在有油霧、粉塵的惡劣環境下使用。

交流輸入電路和直流輸入電路類似，外接的輸入電源改為220V交流電源。

輸出接口電路通常有3種類型：繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型。

繼電器輸出型、晶體管輸出型和晶閘管輸出型的輸出電路類似，只是晶體管或晶閘管代替繼電器來控制外部負載。

PLC的擴展接口的作用是將和功能模塊與基本單元相連，使PLC的配置更加靈活，以滿足不同控制系統的需要；通信接口的功能是通過這些通信接口可以和監視器、打印機、其他的PLC或是計算機相連，從而實現“人-機"或“機-機"之間的對話。

PLC一般使用220V交流電源或24V直流電源，內部的開關電源為PLC的、等電路提供5V、12V、24V直流電源，使PLC能正常工作

可編程控制器控制系統設計的基本步驟

1 .系統設計的主要內容

( 1 )擬定控制系統設計的技術條件。技術條件一般以設計任務書的形式來確定，它是整個設計的依據;

( 2 )選擇電氣傳動形式和電動機、電磁閥等執行機構;

( 3 )選定 PLC 的型號;

( 4 )編制 PLC 的輸入 / 輸出分配表或繪制輸入 / 輸出端子接線圖;

( 5 )根據系統設計的要求編寫軟件規格說明書，然后再用相應的編程語言(常用梯形圖)進行程序設計;

( 6 )了解并遵循用戶認知心理學，重視人機界面的設計，增強人與機器之間的友善關系;

( 7 )設計操作臺、電氣柜及非標準電器元部件;

( 8 )編寫設計說明書和使用說明書;

2 . 系統設計的基本步驟

可編程控制器應用系統設計與調試的主要步驟

( 1 )深入了解和分析被控對象的工藝條件和控制要求

a .被控對象就是受控的機械、電氣設備、生產線或生產過程。

    b .控制要求主要指控制的基本方式、應完成的動作、自動工作循環的組成、必要的保護和聯鎖等。對較復雜的控制系統，還可將控制任務分成幾個獨立部分，這種可化繁為簡，有利于編程和調試。

( 2 )確定 I/O 設備

根據被控對象對 PLC 控制系統的功能要求，確定系統所需的用戶輸入、輸出設備。常用的輸入設備有按鈕、選擇開關、行程開關、傳感器等，常用的輸出設備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等。

( 3 )選擇合適的 PLC 類型

根據已確定的用戶 I/O 設備，統計所需的輸入信號和輸出信號的點數，選擇合適的 PLC 類型，包括機型的選擇、容量的選擇、 I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇等

PLC執行程序的過程分為三個階段,即輸入采樣階段、程序執行階段、輸出刷新階段,PLC的掃描工作過程:

    (1)輸入采樣階段。在這一階段中,PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號,并將各輸入狀態存入對應的輸入映像寄存器中。此時,輸入映像寄存器被刷斷。在程序執行階段和輸出刷新階段中,輸入映像存儲器與外界隔離,其內容保持不變,直至下一個掃描周期的輸入掃描階段,才被重新讀入的輸入信號刷新。可見,PLC在執行程序和處理數據時,不直接使用現場當時的輸入信號,而使用本次采樣時輸入到映像區中的數據。一般來說,輸入信號的寬度要大于一個掃描周期,否則可能造成信號的丟失。

   (2)程序執行階段。在執行用戶程序過程中,PLC按照梯形圖程序掃描原則,一般來說,PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個執行程序。但遇到程序跳轉指令,則根據跳轉條件是否滿足來決定程序跳轉地址。程序執行過程中,當指令中涉及輸入、輸出狀態時,PLC就從輸入映像寄存器中“讀入"對應輸入端子狀態,從輸出映像寄存器“讀入"對應元件(“軟繼電器")的當前狀態。然后進行相應的運算,運算結果再存入輸出映像寄存器中。對輸出映像寄存器來說,每一個元件(“軟繼電器")的狀態會隨著程序執行過程而變化。

    (3)輸出刷新階段。程序執行階段的運算結果被存入輸出映像區,而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段,PLC將輸出映像區中的輸出變量送入輸出鎖存器,然后由鎖存器通過輸出模塊產生本周期的控制輸出。如果內部輸出繼電器的狀態為“1",則輸出繼電器觸點閉合,經過輸出端子驅動外部負載。全部輸出設備的狀態要保持一個掃描周期。

 到了現場后,進行系統安裝前,需要考慮安裝環境是否滿足PLC的使用環境要求,這一點可以參考各類產品的使用手冊。但無論什么PLC,不都能裝設在下列場所:含有腐蝕性氣體之場所,陽光直接照射到的地方,溫度上下值在短時間內變化急遽的地方,油、水、化學物質容易侵入的地方,有大量灰塵的地方,振動大且會造成安裝件移位的地方。

         如果必須要在上面的環境使用,則要為PLC制作合適的控制箱,采用規范和必要的防護措施。如果需要在野外極低溫度下使用,可以使用有加熱功能的控制箱。如何做這些防護箱或控制箱,各制造商和和資格的系統集成商將會為客戶提供相應的供應和設計。

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