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上海贊國自動化科技有限公司
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西門子EM223CN擴展模塊6ES7223-1HF22-0XA8
SIEMENS 上海贊國自動化科技有限公司
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可編程控制器
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編程設(shè)備服務(wù)處理的高速化。
當(dāng)掃描時間為數(shù)十毫秒時,幾毫秒的編程工具和監(jiān)控設(shè)備的服務(wù)處理時間不會帶來什么問題。但是在執(zhí)行1毫秒以下的控制任務(wù)時,就有必要大大縮短這個時間。所采用的方法是以多CPU芯片并行處理的方式,由專門處理編程及監(jiān)控服務(wù)的微處理器芯片執(zhí)行這類處理,以減輕對執(zhí)行控制程序的CPU芯片的影響,讓它只管執(zhí)行順控和邏輯運算。此外,為了提高服務(wù)處理的效率,縮短在現(xiàn)場讀寫程序的時間,以縮短操作時間,采用了高速的串行通信(zui大的波特率為115.2Kbps)以及將UCB口(zui大波特率達12Mbps)引入PLC的CPU模塊,從而實現(xiàn)與編程工具及監(jiān)控設(shè)備之間通信的高速化,并允許同時使用這兩個通信端口,由多人同時進行編程和調(diào)試。
提高外部設(shè)備的響應(yīng)速度。在PLC內(nèi)部實現(xiàn)高速化的同時,還要提高外部設(shè)備的響應(yīng)速度,才能整體提高整個系統(tǒng)的性能,為此,在縮短I/O模塊的輸入輸出響應(yīng)時間,提高模擬量輸入輸出模塊的模-數(shù)和數(shù)-模轉(zhuǎn)換時間,下了不少工夫,以求得系統(tǒng)整體的控制速度達到毫秒級以下。例如,在晶體管輸出模塊的輸出電路中選用高性能的晶體管,使響應(yīng)時間加快50%;在直流輸入模塊中,其輸入的時間常數(shù)回路采用ASIC芯片,可通過編程軟件選擇輸入模塊的響應(yīng)時間為1/5/10/20/70毫秒;為提高模擬量模塊的轉(zhuǎn)換時間,采用A/D或D/A的芯片,是轉(zhuǎn)換速度為原先的1/2—1/6。另外也通過開發(fā)的處理器和通信ASIC,縮短通信網(wǎng)絡(luò)模塊之間的通信鏈接的循環(huán)時間。
1. 可編程控制器的產(chǎn)生
PLC的誕生
1) 隨著半導(dǎo)體技術(shù),尤其是微處理器和微型計算機技術(shù)的發(fā)展,在20世紀70年代初期、中期,設(shè)計制造出可編程邏輯控制器PLC,它能完成順序控制,僅有邏輯運算、定時、計數(shù)等控制功能。
2) 20世紀70年代末至80年代初,可編程控制器的處理速度大提高,增加了許多特殊功能,使得可編程控制器不僅可以進行邏輯控制,而且可以對模擬量進行控制。
3) 20世紀80年代以來,隨著大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的迅猛發(fā)展,以16位和32位微處理器為核心的可編程控制器也得到迅猛發(fā)展,其功能越來越強。PLC具有了高速計數(shù)、中斷技術(shù)、PID調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)通信功能。
4) 1985年1月電工委員會(IEC)制定了PLC的標準。
2. 什么是PLC?
電工委員會(IEC)在1987年2月頒布了PLC的標準草案(第三稿),草案對PLC作了如下定義:“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子裝置,專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它采用可編程序的存儲器,用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令,并通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程??删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)連成一個整體,易于擴充其功能的原則設(shè)計。”可編程序控制器(Programmable Logic Controller)簡稱PLC,是以微處理器為基礎(chǔ),綜合了計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通訊技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置。
3. PLC的特點
3.1可靠性高,抗*力強
3.2通用性強,使用方便
3.3采用模塊化結(jié)構(gòu),系統(tǒng)組合靈活方便
3.4編程語言簡單、易學(xué),便于掌握
3.5系統(tǒng)設(shè)計周期短
3.6對生產(chǎn)工藝以身試法適應(yīng)性強
3.7安裝簡單、調(diào)試方便、維護工作量小
4. 可編程控制器的分類
1) 按輸入/輸出點數(shù)分
a) 小型機
小型PLC I/O總點數(shù)在256點以下,用戶程序存儲容量在4KB左右。
b) 中型機
中型PLC I/O總點數(shù)在256∽2048點之間,用戶程序存儲容量在8KB左右。
c) 大型機
大型PLC I/O總點數(shù)在2048點以上,用戶程序存儲容量在16KB以上。
2) 按結(jié)構(gòu)形式分
a) 整體式
b) 模塊式
3) 按生產(chǎn)廠家分
在*有上百家PLC制造商,其中占PLC市場80%以上的生產(chǎn)公司是:德國的西門子(SIEMENS)公司、法國的施耐德(SCHNEIDER)自動化公司、日本的歐姆龍(OMRON)和三菱公司。
5. PLC的應(yīng)用
1) 開關(guān)量邏輯控制
2) 模擬量控制
3) 過程控制
4) 定時和計數(shù)控制
5) 順序控制
6) 數(shù)據(jù)處理
7) 通信和聯(lián)網(wǎng)
6. PLC的發(fā)展趨勢
a) 系列化、模塊化
b) 小型機功能強化
c) 中、大型機高速度、高功能、大容量
d) 低成本
e) 多功能
7. 可編程控制器技術(shù)性能指標
a) I/O點數(shù)
I/O點數(shù)是指PLC外部I/O端子的總數(shù)。如FX毓的I/O點數(shù)zui多為256。
b) 掃描速度
一般指執(zhí)行指令的時間,單位是μs/步,有時也以執(zhí)行1000步指令的時間計,單位為ms/千步,通常為10ms,小型PLC的掃描時間可能大于40s。
c) 內(nèi)存容量
通常以PLC所能存放用戶程序的多少來衡量。
d) 指令系統(tǒng)
PLC指令的多少是衡量其軟件功能強弱的主要指標。PLC具有的指令種類越多,它的軟件功能則*。
e) 內(nèi)部寄存器
寄存器的配置情況是衡量PLC硬件功能的一個指標。這些寄存器主要用以存放變量狀態(tài)、結(jié)果和數(shù)據(jù)等。
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