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简单介绍什么是PLC及PLC的工作原理

来源:www.shenyangplc.com 发布时间:2020年08月19日
沈阳plc培训:简单介绍什么是PLC及PLC的工作原理

一、什么是PLC

PLC的英文缩写是Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器,从字面上理解是逻辑控制器,就是将以前通过继电器电路实现的设备功能通过人为编写完成设备的程序并下载到PLC中,由PLC来实现设计的功能要求。PLC是基础自动化的基础。

二、PLC的结构

咱们以西门子300为例,主要由机架(RACK),电源模块PS、CPU模块,接口模块,输入模块,输出模块(分数字量模块和模拟量模块),通信模块及功能模块组成,下图是PLC的控制系统示意图

2.1 CPU模块:主要由微处理器和存储器组成,CPU相当于人的大脑和心脏,它不断的采集输入信号,执行用户编写的程序,刷新系统输出;存储器用来存储程序及数据。

2.2 信号模块:即输入/输出模块,我们一般称之为I/O模块,用于数字量的为DI模块和DO模块及DI/DO模块,模拟量的为AI/AO模块。是联系外部现场设备的信号与CPU之间的桥梁。

CPU模块内部的工作电压一般为DC5V,而PLC的外部输入和输出模块信号一般为24V或220V,

2.3 功能模块:主要用于完成某些对实时性和存储容量要求很高的控制人物,例如高速计数模块。

2.4 接口模块:若一个机架不能安装所有模块,则需要使用接口模块IM用来实现机架与扩展机架之间的通信,

2.5 通信模块 CP用于PLC之间、PLC与远程设备之间、PLC与编程设备之间的通信,在CPU中一般集成了MPI,有的CPU还集成了PROFIBUS DP或以太网接口,这样可以不用CP模块。

2.6 电源模块:PS用于将220V电源转换成稳定的24V电压,供CPU模块及其他模块使用。


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三、PLC的工作原理

3.1 逻辑运算

在数字量或称开关量系统中,变量只有0或1两种状态,用触点的串联来表示逻辑与,用触点的并联来表示逻辑或,用常闭触点控制线圈来实现逻辑非运算。如下图所示,从左到右的想象为电流的方向,这样结合继电器电路就能更好的理解。

3.2 PLC循环处理过程

当PLC由SOP切换到RUN模式,CPU执行启动操作,将没有断电保护的位存储器、定时器、计数器清零,复位保存的硬件中断等。

四 西门子PLC需要安装的软件

4.1 step7 PLC编程软件(所有软件的基础)

4.2 PLCSIM PLC仿真软件(PLC硬件较贵,前期自学可以通过仿真软件来仿真运行)

4.3 wincc 上位机组态软件(主要组态画面,可视化)

4.4 wincc flexible 触摸屏软件

若需要这些软件可以私信:西门子软件

五、简单介绍信号模块的电路

5.1 数字量输入模块:如下图所示,当外接触点接通,光耦合器中的发光二管点亮,光敏三管饱和导通,当外接触点断开,光耦合器中发光二管熄灭,光敏三管截止,信号经过背板总线接口传送给CPU模块,不同的数字量输入模块M点接法不同,主要看电流方向,这也就是在选择传感器要考虑模块是支持NPN型还是PNP型的原因,具体的可以参见模块说明。

5.2 数字量输出模块

用于驱动电磁阀、接触器、指示灯等负载。如下图所示:当程序的线圈得电,通过背板总线接口和光耦合器,是模块中对应的微型继电器得电,其常开触点闭合,使外部负载工作,

5.3 模拟量输入模块

变送器将传感器提供的电量或非电量转换为标准的直流电流或直流电压信号,比如4~20mA,0~10V等。模拟量输入模块AI将模拟量信号转换成CPU内部处理的数字信号,所以AI模块中主要是A/D转换器,如下图所示

5.4 模拟量输出模块

将数字信号转换成电流或电压信号,来控制现场设备,AO模块主要就是D/A转换器,如下图所示

关于模块需要进行相关的设置,后面我的系统的介绍。

不知道通过本文的讲解,能否让新接触PLC的朋友有一个简单的了解。

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