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NT 50-CC-EN HILSCHER協(xié)議轉(zhuǎn)換器

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    德國HILSCHER赫優(yōu)訊可編程邏輯控制器是種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字

它采用一種可編程的存儲器,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,,通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設(shè)備或生產(chǎn)過程,。

可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller,PLC),,一種具有微處理器的用于自動化控制的數(shù)字運算控制器,,可以將控制指令隨時載入內(nèi)存進行儲存與執(zhí)行??删幊炭刂破饔蒀PU,、指令及數(shù)據(jù)內(nèi)存、輸入/輸出接口,、電源,、數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換等功能單元組成。早期的HILSCHER可編程邏輯控制器只有邏輯控制的功能,,所以被命名為HILSCHER可編程邏輯控制器,,后來隨著不斷地發(fā)展,這些當初功能簡單的計算機模塊已經(jīng)有了包括邏輯控制,、時序控制,、模擬控制、多機通信等各類功能,,名稱也改為可編程控制器(Programmable Controller),,但是由于它的簡寫PC與個人電腦(Personal Computer)的簡寫相沖突,加上習慣的原因,,人們還是經(jīng)常使用HILSCHER可編程邏輯控制器這一稱呼,,并仍使用PLC這一縮寫。

工業(yè)上使用的HILSCHER可編程邏輯控制器已經(jīng)相當或接近于一臺緊湊型電腦的主機,,其在擴展性和可靠性方面的優(yōu)勢使其被廣泛應(yīng)用于各類工業(yè)控制領(lǐng)域,。不管是在計算機直接控制系統(tǒng)還是集中分散式控制系統(tǒng)DCS,或者現(xiàn)場總線控制系統(tǒng)FCS中,,總是有各類PLC控制器的大量使用,。PLC的生產(chǎn)廠商很多,如西門子,、施耐德,、三菱、臺達等,,幾乎涉及工業(yè)自動化領(lǐng)域的廠商都會有其PLC產(chǎn)品提供,。

可編程邏輯控制器實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機,,其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同,基本組成如圖1所示,,基本構(gòu)成詳細描述如下

電源

電源用于將交流電轉(zhuǎn)換成PLC內(nèi)部所需的直流電,,大部分PLC采用開關(guān)式穩(wěn)壓電源供電。

中央處理單元

中央處理器(CPU)是PLC的控制中樞,,也是PLC的核心部件,,其性能決定了PLC的性能。

中央處理器由控制器,、運算器和寄存器組成,,這些電路都集中在一塊芯片上,通過地址總線,、控制總線與存儲器的輸入/輸出接口電路相連,。中央處理器的作用是處理和運行用戶程序,進行邏輯和數(shù)學運算,,控制整個系統(tǒng)使之協(xié)調(diào),。

存儲器

存儲器是具有記憶功能的半導體電路,它的作用是存放系統(tǒng)程序,、用戶程序,、邏輯變量和其他一些信息。其中系統(tǒng)程序是控制PLC實現(xiàn)各種功能的程序,,由PLC生產(chǎn)廠家編寫,,并固化到只讀存儲器(ROM)中,用戶不能訪問,。

輸入單元

輸入單元是PLC與被控設(shè)備相連的輸入接口,,是信號進入PLC的橋梁,它的作用是接收主令元件,、檢測元件傳來的信號,。輸入的類型有直流輸入、交流輸入,、交直流輸入,。

輸出單元

輸出單元也是PLC與被控設(shè)備之間的連接部件,它的作用是把PLC的輸出信號傳送給被控設(shè)備,,即將中央處理器送出的弱電信號轉(zhuǎn)換成電平信號,,驅(qū)動被控設(shè)備的執(zhí)行元件。輸出的類型有繼電器輸出,、晶體管輸出、晶閘門輸出,。

除上述幾部分外,,根據(jù)機型的不同還有多種外部設(shè)備,,其作用是幫助編程、實現(xiàn)監(jiān)控以及網(wǎng)絡(luò)通信,。常用的外部設(shè)備有編程器,、打印機、盒式磁帶錄音機,、計算機等,。

當HILSCHER可編程邏輯控制器投入運行后,其工作過程一般分為三個階段,,即輸入采樣,、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期,。在整個運行期間,,HILSCHER可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段,,HILSCHER可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),,并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變,。因此,如果輸入是脈沖信號,,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入,。

用戶程序執(zhí)行

在用戶程序執(zhí)行階段,,HILSCHER可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時,,又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路,,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,,然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果,,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài);或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),;或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令,。

即,在用戶程序執(zhí)行過程中,,只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,,而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用,;相反,,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用,。

在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點,。即使用I/O指令的話,輸入過程映像寄存器的值不會被更新,,程序直接從I/O模塊取值,,輸出過程映像寄存器會被立即更新,這跟立即輸入有些區(qū)別,。

輸出刷新

當掃描用戶程序結(jié)束后,,HILSCHER可編程邏輯控制器就進入輸出刷新階段。在此期間,,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時,,才是HILSCHER可編程邏輯控制器的真正輸出,。

小結(jié)

根據(jù)上述過程的描述,可以對PLC工作過程的特點小結(jié)如下:

①PLC采用集中采樣,、集中輸出的工作方式,,這種方式減少了外界干擾的影響。

②PLC的工作過程是循環(huán)掃描的過程,,循環(huán)掃描時間的長短取決于指令執(zhí)行速度,、用戶程序的長度等因素。

③輸出對輸入的影響有滯后現(xiàn)象,。PLC采用集中采樣,、集中輸出的工作方式,當采樣階段結(jié)束后,,輸入狀態(tài)的變化將要等到下一個采樣周期才能被接收,,因此這個滯后時間的長短又主要取決于循環(huán)周期的長短。此外,,影響滯后時間的因素還有輸入濾波時間,、輸出電路的滯后時間等。

④輸出映像寄存器的內(nèi)容取決于用戶程序掃描執(zhí)行的結(jié)果,。

⑤輸出鎖存器的內(nèi)容由上一次輸出刷新期間輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)決定,。

⑥PLC當前實際的輸出狀態(tài)由輸出鎖存器的內(nèi)容決定。




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