第二章PLC系统内部结构详解.pptVIP

第2章 PLC系统内部结构;2.1 概述;2.2 作为计算机的PLC; 有另一种形式的计算机称为过程处理计算机。尽管它能处理数据，但其主要功能是控制加工制造和工业处理过程（如机械、机器人和组装线等）。这种计算机基于事件驱动。虽然它有外围键盘输入，但其输入信号主要是开关信号和传感器信号。; PLC系统是一种过程控制计算机：它小巧，相对便宜，适应环境能力强，并且易于编程、操作、维护和维修。它一般安装在机器或控制流程附近，因此把它看成是工业设备的扩展。 ;2.3 中央处理器; 无论PLC的规模如何，处理器和内存都在同一个单元中。该单元称为中央处理器（CPU）。在较大的PLC系统中，CPU只包括处理器和内存。在小型的PLC系统中，CPU还包括I/O模块和电源。; 在2.3节，我们讨论了ROM和RAM集成芯片的使用。用在PLC CPU中的固态内存的其他主要类型有PROM、EPROM、EEPROM和NOVRAM。图2.4列出了这些芯片的主要特性。; 可编程只读存储器（PROM）与ROM类似，但用户/程序员只能编程一次。PROM很少使用，因为它需要特殊的编程电路。然而，它的优点是可作为ROM中程序的固定备份。 可删除可编程只读存储器（EPROM）是可擦除的PROM。通过将EPROM的顶部窗口暴露在紫外线中几分钟，即可删除其内部程序。EPROM也称UVPROM。 EPROM的优点是可以重复使用。然而它有两个主要缺点，一是重编程需要耗费一定的时间。第二个缺点是当EPROM暴露在紫外线中时，所有内存地址中的内容将被擦除。即使只有1-2个内存地址的内容需要更新，EPROM也需要对全部内存地址进行重编程。; 电可删除可编程只读存储器（EEPROM）类似于EPROM。它不是通过紫外光照射来删除程序，而是在芯片中加入电信号进行删除处理。与EPROM相比，EEPROM的优点是复位和删除程序方便、快速。当你不想对芯片内存的每一部分都重新编程并希望节省时间时，可以用EEPROM来替代RAM。现在，EEPROM已成为存储、备份或转移PLC程序的存储器之一。 永久随机存储器（NOVRAM）是组合芯片，它是EEPROM和RAM的组合体。当电源即将断电时，RAM中的内容会很快存入EEPROM。当电源恢复时，被存储的数据可以读入到RAM中。NOVRAM芯片具有RAM的灵活性以及EEPROM的永久性。; 无论是永久性的还是非永久性的，固态内存的芯片都按照位（或单元）来分类。一个位就是一个0或1（低或高电压）。各个单元根据插槽来确定，通常是8位或16位宽度。将位进行组合，就成为字，8位称为1个字节。两个字节常常相邻放置，形成16位字。目前，PLC系统有1-256 KB的固态内存，大部分是RAM。; 显然，当要控制的过程越多，所需的PLC存储容量就越大。对于一个控制过程，模拟控制比离散控制所需的内存量要大。随着内存容量的增大，CPU单元的费用也会增加。 当一个工程项目需要用到PLC时，PLC所需内存取决于输入点的数量、输出点的数量以及控制梯形图的复杂性。PLC的重要性能指标之一是内存的可扩展性。一些PLC没有内存扩展能力，如果有大的工程项目需要更多的内存时，则必须彻底更换PLC。建议在购买PLC时，考虑一下内存扩展性。; 固态内存在PLC中是怎样组织的呢？要回答这个问题，需要画出某一类型PLC的内存图，这种图与图2.6类似。它可以分成两类：用户内存和数据存储内存。前者包含逻辑梯形图，后者存储执行用户程序所需的信息，这些信息包括离散输入输出设备的状态、计数器和时钟的预设定值和累加值、数字值、时序模式、内部I/O延时等。用户内存占整个内存的大部分，一般是75%或更多。一个16 KB的PLC通常要为逻辑梯形图分配12 KB或更多的存储空间，数据存储只占4 KB或更少。;17;2.5 处理器; 大部分PLC配置的是低端微处理器。一些小型 PLC通过4 MHz的8位微处理器进行控制，工作情况 很好。 ;2.微处理器组成;ROM中程序管理PLC的操作 ;2.6 I/O模块（接口） ;PLC输入模块结构图 ;PLC的输入接口电路（直流输入型）;二. 输出模块;PLC输出模块结构图 ; 采用光电耦合电路，将CPU处理过的信号转换成现场需要的强电信号输出，以驱动接触器、电磁阀等外部设备的通断电。; 有触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。; 无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的交流电源负载。 ; 为无触点输出方式，用于接通或断开开关频率较高的直流电源负载。;