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数控系统可编程控制器PLC的工作原理


日期:2014年01月06 来源:本站原创 关键字:数控系统可编程控制器PLC的工作原理

Plc的基本结构
(1)CPU模块
CPU模块又叫做中央处理器单元(CPU).中央处理器单元(CPU)是系统的核心,通常可直接使用微处理器来实现,它通过输入模块将现场信息采入,并按用户程序规定的轮回进行处理,然后将结果输出去控制外部设备。
(2)存储器
数控机床的CPU存储器主要用于存放系统程序、用户程序和工作数据,其中系统程序是指控制和完成PLC各种功能的程序,包括监控程序、模块化应用功能子程序、指令解释程序、故障自诊断程序和各种管理程序等,并且在出厂时由厂家固化在PROM型存储器中,用户程序是指用户根据工程现场的生产过程和工艺要求而编写的应用程序,在修改、高度完成后可由用户固化在EPROM中或存储在磁带、磁盘中,工作数据是PLC运行过程中需要经常存取并且会随时改变的一些中间数据,为了适应随机存取的要求,它们一般存放在RAM中。可见PLC所用存储器基本上由PROM、EOROM和RAM三种形式组成,而存储器总容量随PLC类别及规模的不同改变。
(3)输入/输出模块
输入/输出模块是PLC内部与现场之间的桥梁,它一方面将现场信号转换成标准的逻辑电平信号,另一方面将PLC内部逻辑信号电平转换成外部执行元件所要求的信号。根据信号特点又可分为直流开关量输入模块、直流开关量输出模块、交流开关量输入模块、交流开关量输出模块、继电器输出模块、模拟量输入模块和模拟量输出模块等。
现场输入装置有控制按钮、转换开关、行程开关、接近开关、压力开关及温控开关等,这些信号经接口电路接入PLC后,还要经过抗强电干扰的光电耦合、消拦动电路、滤波电路才能送到PLC输入数据寄存器。PLC的输出通常有继电器、双向晶闸管和晶体管三种形式,因此,PlC提供了各种操作电平、驱动能力以及不同功能的I/O模块供用户先用。现场输出装置有指示灯、是间继电器、接触器、电磁阀及电磁制动器等,输出模块同样也具备与输入模块相同的抗干扰措施。
(4)编程器
编程器是用来开发、调试、运行应用程序的特殊工具,一般由键盘、显示屏、智能处理器、外部设备(如硬盘/软盘驱动器等)组成,通过通信接口与PLC相联。
(5)电源单元
电源单元的作用是将外部提供的交流电转换为可编程序控制器内部所需要的直流电源,有的还提供了DC24V输出。一般来讲,电源单元有三路输出,一路供给CPU模块使用,一路供给编程器接口使用,还有一嘴供给各种接口模板使用。对电源单元的要求是很高的,不但要求具有较好的电磁兼容性能,而且还要求工作电源稳定,并且有过电流、过电压保护功能。另外,电源单元一般还装有后备电池(如锂电池),用于掉电时能及时保护RAM区中重要的信息和标志。
PLC在上述硬件环境下,还必须要有相应的执行软件配合工作。PLC基本软件包括系统软件和用户应用软件。系统软件一般包括操作系统、语言编译系统、各种功能软件等。其中操作系统管理PLC的各种资源,协调系统各部分之间、系统与用户之间的关系,为用户用软件提供了一系列管理手段,以使用户应用程序能正确地进入系统,正常工作。用户应用软件是用户根据电气控制线路图采用梯形图语编写的逻辑处理软件。
PLC内部一般采用循环扫描工作方式,当用户将用软件设计、调试完成后,用编程器写入PLC的用户程序存储器中,并将现场的输入信号和被控制的执行元件相应地连接在输入模板的输入端和输出模板的输出端上,然后通过PLC的控制开关使用其处于运行工作方式,接着PLC就以循环顺序扫描的工作方式进行工作。在输入信号和用户程序的控制下产生相应的输出信号,完成预定的控制任务。


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