第12章IPC与PLC.pptVIP

第12章 工业控制机与可编程控制器 学习目标： 1.掌握工控机的硬件与软件组成。 2.了解工控机中总线技术和模板化结构相辅相成 的功能特点. 3.认识总线式工控机的系统组成与主要模板。 4.掌握可编程控制器的结构组成. 5.了解可编程控制器的编程语言、工作过程和功 能特点。 6.认识S7-200系列PLC的系统组成与主要模块。 本章主要内容 引言 12.1 工控机结构组成 12.2 工控机总线结构 12.3 工控机功能特点 12.4 IPC产品简介 12.5 PLC结构组成 12.6 PLC编程语言 12.7 PLC工作过程 12.8 PLC功能特点 12.9 PLC产品简介 本章小结 思考题 引言 在采用计算机控制系统的工业生产过程中，特别是对于具有一定规模的工程项目而言，出于可靠性实时性好、功能丰富配套完善与扩充灵活开发周期短的考虑，人们更愿意选用专用于工业控制的现成的通用控制计算机。 工业控制机IPC与可编程控制器PLC是应用十分广泛但结构显著不同的两种计算机控制系统。它们不仅在中小型控制系统中担当主要控制装置，而且还可以作为大型网络控制系统中最基层的一种控制单元。 12.1 工控机结构组成 12.1.1 硬件组成 12.1.2 软件组成 12.1.1 硬件组成 为了提高IPC的通用性、灵活性和扩展性，IP的各部件均采用模板化结构，即在一块无源的并行底板总线上，插接多个功能模板即组成了一台IPC的硬件装置。其硬件组成框图如图11-1所示，除了构成计算机基本系统的CPU、RAM/ROM主机、人机接口、系统支持、磁盘系统、通信接口板外，还有AI、AO、DI、DO等数百种工业I/O接口板可供选择。其选用的各个模板彼此通过内部总线相连，而由CPU通过总线直接控制数据的传送和处理。下面分别介绍各个组成部分。 12.1.2 软件组成 工控机的硬件构成了工业控制机系统的设备基础，要真正实现生产过程的计算机控制，必须为硬件提供或研制相应的计算机软件，即把人的知识逻辑与控制思维加入计算机中，才能实现控制任务。在工业控制系统中，软件可分为系统软件、工具软件和应用软件三大部分，有时也将工具软件归于系统软件。 12.2工控机总线结构 12.2.1 内部总线 12.2.2 外部总线 12.2.1 内部总线 内部总线是指IPC内部各个功能模板之间的信息通路，它是构成完整的计算机系统的内部信息枢纽，也称为系统总线。尽管各种总线的引线数目不同，但按功能都是分为数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB和电源总线PB四大部分。 12.2.2 外部总线 外部总线是指计算机与计算机之间、计算机与远程终端之间、计算机与外部设备以及测量仪器仪表之间的信息通路，常称为通信总线。通信总线的数据传输方式可以是并行的，也可以是串行的，可分别称为并行通信总线和串行通信总线。详见第10章。 12.3 工控机功能特点 IPC是一种专用于工业场合下的控制计算机。一方面工业环境常常处于高温、高湿、腐蚀、振动、冲击、灰尘，以及电磁干扰严重、供电条件不良等等恶劣环境中；一方面工业生产过程因行业、原料、产品的不同，而使生产过程、工艺要求也五花八门。这些都是工业自动化控制中要解决的重要课题。由于IPC采用了总线技术和模板化结构，再加上采取了多重抗干扰措施，因而使IPC系统具有其它计算机系统无法比拟的功能特点。 12.4 IPC产品简介 12.4.1 工业计算机机箱 12.4.2 工业底板 12.4.3 工业级CPU卡 12.4.4 PCI总线I/O卡 12.4.1 工业计算机机箱 研祥的机箱按带不带底板和电源、安装形式是桌面、壁挂还是上架以及尺寸长度不一等问题，又可分为二十几种型号。图12-2为IPC-810/811型号的14槽上架型计算机机箱。 12.4.2 工业级底板 研祥的底板按插槽种类、槽数多少、电源种类以及配置不同等问题，又可分为三十几种型号。图12-3为IPC-6114P4A型号的14槽底板。 产品规格为：最大扩展槽14，最大分段1，ISA槽9，PCI槽4，PICMG槽1，电源LED ±5V,±12V,+3V，可能配置 14(1-PCI系统)，尺寸(mm) 322×300。 12.4.3 工业级CPU卡 研祥的CPU卡按CPU种类、存储器容量、显示方式、主板长短以及I/O接口不同等问题，又可分为十几种型号。图12-5为IPC-586VDNH(GX)CPU卡。 12.4.4 P