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MIDASTER系列：MDV

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 上海贊國(guó)自動(dòng)化科技有限公司

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西門(mén)子接口模塊代理商西門(mén)子閉環(huán)控制模塊代理商

PLC的硬件主要由處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、輸入單元、輸出單元、通信接口、擴(kuò)展接口電源等部分組成。其中，CPU是PLC的核心，輸入單元與輸出單元是連接現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備與CPU之間的接口電路，通信接口用于與編程器、計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接。
對(duì)于整體式PLC，所有部件都裝在同一機(jī)殼內(nèi)，其組成框圖如圖1所示；對(duì)于模塊式PLC，各部件封裝成模塊，各模塊通過(guò)總線連接，安裝在機(jī)架或?qū)к壣?，其組成框圖如圖2所示。無(wú)論是結(jié)構(gòu)類(lèi)型的PLC，都可根據(jù)用戶(hù)需要進(jìn)行配置與組合。
盡管整體式與模塊式PLC的結(jié)構(gòu)不太一樣，但各部分的功能作用是相同的，下面對(duì)PLC主要組成各部分進(jìn)行簡(jiǎn)單介紹。
    1．處理單元（CPU）
    同一般的微機(jī)一樣，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 隨機(jī)型不同而不同，常用有三類(lèi)：通用微處理器（如Z80、8086、80286等）、單片微處理器（如8031、8096等）和位片式微處理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微處理器和單片微處理器；中型PLC大多采用16位通用微處理器或單片微處理器；大型PLC大多采用高速位片式微處理器。
    目前，小型PLC為單CPU，而中、大型PLC則大多為雙CPU，甚至有些PLC中多達(dá)8 個(gè)CPU。對(duì)于雙CPU，一般一個(gè)為字處理器，一般采用8位或16位處理器；另一個(gè)為位處理器，采用由各廠家設(shè)計(jì)制造的芯片。字處理器為主處理器，用于執(zhí)行編程器接口功能，內(nèi)部定時(shí)器，掃描時(shí)間，處理字節(jié)指令以及對(duì)總線和位處理器進(jìn)行控制等。位處理器為從處理器，主要用于處理位操作指令和實(shí)現(xiàn)PLC編程語(yǔ)言向機(jī)器語(yǔ)言的轉(zhuǎn)換。位處理器的采用,了PLC的速度，使PLC更好地實(shí)時(shí)控制要求。
    在PLC中CPU按程序賦予的功能，指揮PLC有條不紊地進(jìn)行工作，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：
1）       接收從編程器輸入的用戶(hù)程序和數(shù)據(jù)。
2）       診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。
3）       通過(guò)輸入接口接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映象寄有器或數(shù)據(jù)寄存器中。
4）       從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶(hù)程序，經(jīng)過(guò)解釋后執(zhí)行。
5）       根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，通過(guò)輸出單元實(shí)現(xiàn)輸出控制。有些PLC還具有制表打印或數(shù)據(jù)通信等功能。
    2．存儲(chǔ)器
    存儲(chǔ)器主要有兩種：一種是可讀/寫(xiě)操作的隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM，另一種是只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存儲(chǔ)器主要用于存放程序、用戶(hù)程序及工作數(shù)據(jù)。
    程序是由PLC 的制造廠家編寫(xiě)的，和PLC的硬件組成有關(guān)，完成診斷、命令解釋、功能子程序調(diào)用、邏輯運(yùn)算、通信及各種參數(shù)設(shè)定等功能，提供PLC運(yùn)行的平臺(tái)。程序關(guān)系到PLC的性能，而且在PLC使用中不會(huì)變動(dòng)，所以是由制造廠家直接固化在只讀存儲(chǔ)器ROM、PROM或EPROM中，用戶(hù)不能訪問(wèn)和修改。
    用戶(hù)程序是隨PLC的控制對(duì)象而定的，由用戶(hù)根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝的控制要求而編制的應(yīng)用程序。為了便于讀出、檢查和修改，用戶(hù)程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，用鋰電池作為后備電源，以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。為了防止對(duì)RAM中程序的，當(dāng)用戶(hù)程序經(jīng)過(guò)運(yùn)行正常，不需要改變，可將其固化在只讀存儲(chǔ)器EPROM中?，F(xiàn)在有許多PLC直接采用EEPROM作為用戶(hù)存儲(chǔ)器。
工作數(shù)據(jù)是PLC運(yùn)行中經(jīng)常變化、經(jīng)常存取的一些數(shù)據(jù)。存RAM中，以適應(yīng)隨機(jī)存取的要求。在PLC的工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，設(shè)有存放輸入輸出繼電器、輔助繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等邏輯器件的存儲(chǔ)區(qū)，這些器件的狀態(tài)都是由用戶(hù)程序的初始設(shè)置和運(yùn)行情況而確定的。根據(jù)需要，部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備電池維持其現(xiàn)有的狀態(tài)，這部分在掉電時(shí)可保存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)區(qū)域稱(chēng)為保持?jǐn)?shù)據(jù)區(qū)。
由于程序及工作數(shù)據(jù)與用戶(hù)無(wú)直接聯(lián)系，所以在PLC 產(chǎn)品樣本或使用手冊(cè)中所列存儲(chǔ)器的形式及容量是指用戶(hù)程序存儲(chǔ)器。當(dāng)PLC提供的用戶(hù)存儲(chǔ)器容量不夠用，許多PLC還提供有存儲(chǔ)器擴(kuò)展功能。
    3．輸入/輸出單元
    輸入/輸出單元通常也稱(chēng)I/O單元或I/O模塊，是PLC與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)之間的連接部件。 PLC通過(guò)輸入接口可以檢測(cè)被控對(duì)象的各種數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)作為PLC對(duì)被控制對(duì)象進(jìn)行控制的依據(jù)；同時(shí)PLC又通過(guò)輸出接口將處理結(jié)果送給被控制對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)控制目的。
由于外部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備所需的電平是多種多樣的，而PLC內(nèi)部CPU的處理的信息只能是電平，所以I/O接口要實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。I/O接口一般都具有光電隔離和濾波功能，以PLC的抗能力。另外，I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，工作狀況直觀，便于。
PLC提供了多種操作電平和驅(qū)動(dòng)能力的I/O接口，有各種各樣功能的I/O接口供用戶(hù)選用。I/O接口的主要類(lèi)型有：數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出、模擬量輸入、模擬量輸出等。
常用的開(kāi)關(guān)量輸入接口按其使用的電源不同有三種類(lèi)型：直流輸入接口、交流輸入接口和交/直流輸入接口，其基本原理電路如圖3所示。

圖3  開(kāi)關(guān)量輸入接口
a）直流輸入   b）交流輸入   c）交/直流輸入
常用的開(kāi)關(guān)量輸出接口按輸出開(kāi)關(guān)器件不同有三種類(lèi)型：是繼電器輸出、晶體管輸出和雙向晶閘管輸出，其基本原理電路如圖4所示。繼電器輸出接口可驅(qū)動(dòng)交流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，低；而晶體管輸出和雙向晶閘管輸出接口的響應(yīng)速度快，高，但前者只能用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，后者只能用于交流負(fù)載。

圖4  開(kāi)關(guān)量輸出接口
a）繼電器輸出   b）晶體管輸出   c）晶閘管輸出
     PLC的I/O接口所能接受的輸入個(gè)數(shù)和輸出個(gè)數(shù)稱(chēng)為PLC輸入/ 輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)。I/O點(diǎn)數(shù)是選擇PLC的重要依據(jù)。當(dāng)?shù)腎/O點(diǎn)數(shù)不夠時(shí)，可通過(guò)PLC的I/O擴(kuò)展接口對(duì)進(jìn)行擴(kuò)展。
    4．通信接口
    PLC配有各種通信接口，這些通信接口一般都帶有通信處理器。PLC通過(guò)這些通信接口可與器、打印機(jī)、其它PLC、計(jì)算機(jī)等設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信。PLC與打印機(jī)連接，可將信息、參數(shù)等輸出打??；與器連接，可將控制圖像顯示出來(lái)；與其它PLC連接，可組成多機(jī)或連成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)?？刂?。 與計(jì)算機(jī)連接，可組成多級(jí)分布式控制，實(shí)現(xiàn)控制與相結(jié)合。
遠(yuǎn)程I/O也必須配備相應(yīng)的通信接口模塊。
5．智能接口模塊
智能接口模塊是一的計(jì)算機(jī)，它有自己的CPU、程序、存儲(chǔ)器以及與PLC總線相連的接口。它作為PLC的一個(gè)模塊，通過(guò)總線與PLC相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在PLC的協(xié)調(diào)下地進(jìn)行工作。
PLC的智能接口模塊種類(lèi)很多，如：高速計(jì)數(shù)模塊、閉環(huán)控制模塊、運(yùn)動(dòng)控制模塊、中斷控制模塊等。
6．編程裝置
編程裝置的作用是編輯、調(diào)試、輸入用戶(hù)程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。它是、應(yīng)用、PLC不可缺少的工具。編程裝置可以是編程器，也可以是配有編程包的通用計(jì)算機(jī)。編程器是由PLC廠家生產(chǎn)，該廠家生產(chǎn)的某些PLC產(chǎn)品使用，它主要由鍵盤(pán)、顯示器和外存儲(chǔ)器接插口等部件組成。編程器有簡(jiǎn)易編程器和智能編程器兩類(lèi)。
簡(jiǎn)易型編程器只能聯(lián)機(jī)編程，而且不能直接輸入和編輯梯形圖程序，需將梯形圖程序轉(zhuǎn)化為指令表程序才能輸入。簡(jiǎn)易編程器體積小、價(jià)格便宜，它可以直接插在PLC的編程插座上，或者用電纜與PLC相連，以方便編程和調(diào)試。有些簡(jiǎn)易編程器帶有存儲(chǔ)盒，可用來(lái)儲(chǔ)存用戶(hù)程序，如三菱的FX-20P-E簡(jiǎn)易編程器。
智能編程器又稱(chēng)圖形編程器，本質(zhì)上它是一臺(tái)便攜式計(jì)算機(jī)，如三菱的GP-80FX-E智能型編程器。它既可聯(lián)機(jī)編程，又可脫機(jī)編程?？芍苯虞斎牒途庉嬏菪螆D程序，使用更加直觀、方便，但價(jià)格較高，操作也比較復(fù)雜。大多數(shù)智能編程器帶有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，提供錄音機(jī)接口和打印機(jī)接口。
編程器只能對(duì)廠家的幾種PLC進(jìn)行編程，使用范圍有限，價(jià)格較高。同時(shí)，由于PLC產(chǎn)品不斷更新?lián)Q代，所以編程器的生命周期也十分有限。因此，現(xiàn)在的趨勢(shì)是使用以個(gè)人計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的編程裝置，用戶(hù)只要購(gòu)買(mǎi)PLC廠家提供的編程和相應(yīng)的硬件接口裝置。這樣，用戶(hù)只用較少的投資即可高性能的PLC程序。
基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的程序功能強(qiáng)大。它既可以編制、修改PLC的梯形圖程序，又可以運(yùn)行、打印文件、等。配上相應(yīng)的還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和分析等許多功能。
    7.電源
    PLC配有開(kāi)關(guān)電源，以供內(nèi)部電路使用。與普通電源相比，PLC電源的性好、抗能力強(qiáng)。對(duì)電網(wǎng)提供的電源度要求不高，一般允許電源電壓在其額定值±15% 的范圍內(nèi)波動(dòng)。許多PLC還向外提供直流24V穩(wěn)壓電源，用于對(duì)外部傳感器供電。
    8.其它外部設(shè)備
除了以上所述的部件和設(shè)備外，PLC還有許多外部設(shè)備，如EPROM寫(xiě)入器、外存儲(chǔ)器、人/機(jī)接口裝置等。
EPROM寫(xiě)入器是用來(lái)將用戶(hù)程序固化到EPROM存儲(chǔ)器中的一種PLC外部設(shè)備。為了使調(diào)試好用戶(hù)程序不易丟失，經(jīng)常用EPROM寫(xiě)入器將PLC內(nèi)RAM保存到EPROM中。
PLC內(nèi)部的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器稱(chēng)為內(nèi)存儲(chǔ)器。有時(shí)可用外部的磁帶、磁盤(pán)和用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器作成的存儲(chǔ)盒等來(lái)存儲(chǔ)PLC的用戶(hù)程序，這些存儲(chǔ)器件稱(chēng)為外存儲(chǔ)器。外存儲(chǔ)器一般是通過(guò)編程器或其它智能模塊提供的接口，實(shí)現(xiàn)與內(nèi)存儲(chǔ)器之間相互傳送用戶(hù)程序。
人/機(jī)接口裝置是用來(lái)實(shí)現(xiàn)操作人員與PLC控制的對(duì)話。簡(jiǎn)單、普遍的人/機(jī)接口裝置由安裝在控制臺(tái)上的按鈕、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、撥碼開(kāi)關(guān)、指示燈、LED顯示器、聲光器等器件構(gòu)成。對(duì)于PLC，還可采用半智能型CRT人/機(jī)接口裝置和智能型終端人/機(jī)接口裝置。半智能型CRT人/機(jī)接口裝置可長(zhǎng)期安裝在控制臺(tái)上，通過(guò)通信接口接收來(lái)自PLC的信息并在CRT上顯示出來(lái)；而智能型終端人/機(jī)接口裝置有自己的微處理器和存儲(chǔ)器，能夠與操作人員快速交換信息，并通過(guò)通信接口與PLC相連，也可作為的節(jié)點(diǎn)接入PLC網(wǎng)絡(luò)。

西門(mén)子接口模塊代理商西門(mén)子閉環(huán)控制模塊代理商 上海贊國(guó)竭誠(chéng)為您服務(wù) :黃章海 學(xué)生一定的操作技能，是各類(lèi)職業(yè)技術(shù)教育的一項(xiàng)重要任務(wù)。目前，我國(guó)職業(yè)技術(shù)技能人才的緊缺已制約了經(jīng)濟(jì)快速向前發(fā)展，大力發(fā)展職業(yè)技術(shù)教育，加強(qiáng)中、技術(shù)技能人才的已成為當(dāng)務(wù)之急。因此，職業(yè)技術(shù)學(xué)校作為合格技術(shù)技能人才的基地，理應(yīng)承擔(dān)起這一社會(huì)責(zé)任。從另一個(gè)角度來(lái)講職業(yè)技術(shù)教育要自身的社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)能力，就要辦學(xué)和水平，突出教學(xué)特色，適應(yīng)當(dāng)前社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和科技進(jìn)步，學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐操作能力和一定的創(chuàng)新能力、創(chuàng)業(yè)能力；特別是重點(diǎn)學(xué)生解決生產(chǎn)企業(yè)中實(shí)際問(wèn)題的能力，以市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的社會(huì)和企業(yè)的發(fā)展需求已經(jīng)刻不容緩。目前，實(shí)用型技術(shù)人才有著較為廣闊的市場(chǎng)需求，所以“電工”的含義已不僅僅是上的操作和了，必須在內(nèi)容的設(shè)置方面充實(shí)新的知識(shí)和內(nèi)容。電氣如果還只是單純停留在繼電器、器控制上就不能企業(yè)的技術(shù)要求。為此，除了要求學(xué)生基本的理論知識(shí)外，更要突出學(xué)生的實(shí)踐技能和水平。讓學(xué)生在校學(xué)期間就能在實(shí)際操作技術(shù)方面達(dá)到符合生產(chǎn)實(shí)際需要的，否則就會(huì)被市場(chǎng)需求所淘汰。因此，在電工教學(xué)中充實(shí)可編程控制器及其應(yīng)用的課題勢(shì)在必行。那么能否舍棄基礎(chǔ)教學(xué)環(huán)節(jié)而急于求成呢？我作為一名職業(yè)技術(shù)學(xué)校電氣技術(shù)的實(shí)指導(dǎo)，經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)教學(xué)和實(shí)踐，有如下一些體會(huì)：
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