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西門子模塊6ES7211-0AA23-0XB0技術(shù)參數(shù)
西門子模塊6ES7211-0AA23-0XB0技術(shù)參數(shù)
PLC的梯形圖與傳統(tǒng)的電氣原理圖非常相似，信號(hào)的輸入/輸出形式及控制功能基本上也是相同的,；
它們的不同之處主要表現(xiàn)在：
（1）控制邏輯——繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯,，利用繼電器機(jī)械觸點(diǎn)的串聯(lián)或并聯(lián)，及時(shí)間繼電器等組合成控制邏輯,，其接線多而復(fù)雜,、體積大、功耗大,、故障率高,，靈活性和擴(kuò)展性很差。而PLC采用存儲(chǔ)器邏輯,，其控制邏輯以程序方式存儲(chǔ)在內(nèi)存中,，靈活性和擴(kuò)展性都很好。
（2）工作方式——繼電器控制線路中各繼電器同時(shí)都處于受控狀態(tài),，屬于并行工作方式,。而PLC的控制邏輯中，各內(nèi)部器件都處于周期性循環(huán)掃描過(guò)程中,，各種邏輯,、數(shù)值輸出的結(jié)果都是按照在程序中的前后順序計(jì)算得出的，所以屬于串行工作方式,。
（3）可靠性和可維護(hù)性——繼電器控制邏輯使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn),，連線也多，可靠性和可維護(hù)性差,。而PLC采用微電子技術(shù),，大量的開關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成,，PLC還配有自檢和監(jiān)督功能，可靠性和可維護(hù)性好,。
（4）控制速度——繼電器控制邏輯依靠觸點(diǎn)的機(jī)械動(dòng)作實(shí)現(xiàn)控制,，工作頻率低，且機(jī)械觸點(diǎn)還會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)問(wèn)題,。而PLC是由程序指令控制半導(dǎo)體電路來(lái)實(shí)現(xiàn)控制,，屬于無(wú)觸點(diǎn)控制，速度極快,，且不會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng),。
（5）定時(shí)控制——繼電器控制邏輯利用時(shí)間繼電器進(jìn)行時(shí)間控制。時(shí)間繼電器存在定時(shí)精度不高,，定時(shí)范圍窄,，且易受環(huán)境濕度和溫度變化的影響，調(diào)整時(shí)間困難等問(wèn)題,。PLC使用半導(dǎo)體集成電路做定時(shí)器時(shí)基脈沖由晶振產(chǎn)生,，精度相當(dāng)高，且定時(shí)時(shí)間不受環(huán)境的影響,，定時(shí)范圍廣,，調(diào)整時(shí)間方便。
（6）設(shè)計(jì)和施工——使用繼電器控制邏輯完成一項(xiàng)工程,，其設(shè)計(jì),、施工、調(diào)試必須依次進(jìn)行,，周期長(zhǎng),、而且修改困難。而用PLC完成一項(xiàng)控制工程,，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)完成后,，現(xiàn)場(chǎng)施工和控制邏輯的設(shè)計(jì)可以同時(shí)進(jìn)行，周期短,，且調(diào)試和修改都很方便
PLC的基本工作方式是順序執(zhí)行用戶程序，每一時(shí)鐘周期執(zhí)行一條指令,。對(duì)用戶程序的執(zhí)行一般有循環(huán)掃描和定時(shí)掃描兩種,，掃描過(guò)程分為三個(gè)階段，即輸入采樣階段,、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段,，如圖1所示。
（1）輸入采樣階段,。PLC在輸入采樣階段以掃描方式順序讀人所有輸入端子的狀態(tài),，存人輸人寄存器，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。
（2）程序執(zhí)行階段,。PLC在程序執(zhí)行階段中順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描,。先從輸人寄存器讀人所有輸入端子的狀態(tài)。
圖 PLC程序執(zhí)行過(guò)程
（3）輸出刷新階段,。所有指令執(zhí)行完畢后,，將輸出寄存器中所有的輸出狀態(tài)送到輸出電路，成為PLC的實(shí)際輸出,。
PLC執(zhí)行完上述的三個(gè)階段稱為一個(gè)掃描周期,。
PLC的核心部件是CPU和存儲(chǔ)器：
（1）中央處理單元（CPU）
中央處理單元（CPU）是PLC 的控制中樞。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能,，接受并存儲(chǔ)從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù),，檢查電源、存儲(chǔ)器,、I/O以及警戒定時(shí)器的狀態(tài),，并能檢查用戶程序的語(yǔ)法錯(cuò)誤。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時(shí),，首先它以掃描的方式接受現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并分別存入I/O映象區(qū), 然后從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算術(shù)運(yùn)算等任務(wù),。并將邏輯或算術(shù)運(yùn)算等結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi),。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢以后，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,，如此循環(huán)運(yùn)行,，直到停止運(yùn)行為止。
（2）存儲(chǔ)器
與微型計(jì)算機(jī)一樣,，除了硬件以外,，還必須有軟件。才能構(gòu)成一臺(tái)完整的PLC,。PLC的軟件分為兩部分: 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件,。存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。
PLC存儲(chǔ)空間的分配：雖然大,、中,、小型 PLC的CPU的最大可尋址存儲(chǔ)空間各不相同，但是根據(jù)PLC的工作原理,， 其存儲(chǔ)空間一般包括以下三個(gè)區(qū)域：系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū),，系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)（包括I/O映象區(qū)和系統(tǒng)軟設(shè)備等）和用戶程序存儲(chǔ)區(qū)
大型化PLC發(fā)展方向主要有以下幾個(gè)方面：
① 功能不斷加強(qiáng)：不僅具有邏輯運(yùn)算、計(jì)數(shù),、定時(shí)等基本功能,，還具有數(shù)值運(yùn)算,、模擬調(diào)節(jié)、監(jiān)控,、記錄,、顯示、與計(jì)算機(jī)接口,、通信等功能,。
網(wǎng)絡(luò)功能是PLC發(fā)展的一個(gè)重要特征。各種個(gè)人計(jì)算機(jī),，圖形工作站,、小型機(jī)等都可以作為PLC的監(jiān)控主機(jī)或工作站，這些裝置的結(jié)合能夠提供屏幕顯示,、數(shù)據(jù)采集,、記錄保持、回路面板顯示等功能,。大量的PLC聯(lián)網(wǎng)及不同廠家生產(chǎn)的PLC兼容性增加,，使得分散控制或集中管理都能輕易地實(shí)現(xiàn)。
② 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大：不僅能進(jìn)行一般的邏輯控制,，種類齊全的接口模塊還能進(jìn)行中斷控制,、智能控制、過(guò)程控制,、遠(yuǎn)程控制等,。
用于過(guò)程控制的PLC往往對(duì)存儲(chǔ)器容量及速度要求較高，為此,，開發(fā)了高速模擬量輸入模塊,，專用獨(dú)立的PID控制器，多路轉(zhuǎn)換器等,，使得數(shù)字技術(shù)和模擬量技術(shù)在可編程序控制器中得到統(tǒng)一,。采用軟件、硬件相結(jié)合的方法,，使得編程和接線都比過(guò)去用常規(guī)儀表控制要方便得多,。
③ 性能不斷提高：采用高性能微處理器，提高處理速度,，加快PLC的響應(yīng)時(shí)間,；為了擴(kuò)大存儲(chǔ)容量，許多公司已使用了磁泡存儲(chǔ)器或硬盤,；采用多處理器技術(shù),，以提高性能,；采用冗余熱備用系統(tǒng)或三選二表決系統(tǒng),，以提高系統(tǒng)可靠性,。
為了進(jìn)一步簡(jiǎn)化在專用控制領(lǐng)域的系統(tǒng)設(shè)計(jì)及編程，專用智能輸入輸出模塊越來(lái)越多,，如專用智能PID控制器,、智能模擬量I/O模塊、智能位置控制模塊,、語(yǔ)言處理模塊,、專用數(shù)控模塊、智能通訊模塊,、計(jì)算模塊等,，這些模塊的一個(gè)特點(diǎn)就是本身具有CPU，能獨(dú)立工作,，它們與PLC主機(jī)并行操作,，無(wú)論在速度、精度,、適應(yīng)性,、可靠性各方面都對(duì)PLC進(jìn)行了的補(bǔ)充。它們與PLC緊密結(jié)合,，有助于克服PLC掃描工作方式的局限,，完成PLC本身無(wú)法完成的許多功能。
④ 編程軟件的多樣化和高級(jí)化,、標(biāo)準(zhǔn)化：采用多種編程語(yǔ)言,，有面向順序控制的步進(jìn)順序語(yǔ)言和面向過(guò)程控制系統(tǒng)的流程圖語(yǔ)言，后者是一種面向功能塊的語(yǔ)言,，能夠表示過(guò)程中動(dòng)態(tài)變量與信號(hào)的相互聯(lián)結(jié),；還有與計(jì)算機(jī)兼容的高級(jí)語(yǔ)言，如BASIC,、C及匯編語(yǔ)言,；另外還有專用的高級(jí)語(yǔ)言，例如三菱的MELSAP采用編譯的方法將語(yǔ)句變?yōu)樘菪螆D程序,；也有采用布爾邏輯語(yǔ)言的,，CPU能直接執(zhí)行AND、OR,、XOR,、NOT操作，這種語(yǔ)言執(zhí)行速度很快,，但不很直觀,。PLC也將具有數(shù)據(jù)庫(kù)，并可實(shí)現(xiàn)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)庫(kù)共享,，還將不斷發(fā)展自適應(yīng)控制和專家系統(tǒng),。
⑤ 構(gòu)成形式的分散化和集散化：PLC與I/O口分散,，分散的每個(gè)I/O口輸入輸出點(diǎn)數(shù)可以少到十幾個(gè)點(diǎn)，分散的單元可以是幾十個(gè)或上百個(gè),，通信和網(wǎng)絡(luò)功能逐步增強(qiáng),。作為CIMS、CIPS的分支不斷發(fā)展,，PLC本身也可分散,，分散的PLC與上位機(jī)結(jié)合構(gòu)成集散系統(tǒng)，分散地進(jìn)行控制,，這就便于構(gòu)成多層分布式控制,，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)工廠或企業(yè)的自動(dòng)化控制和管理。不同機(jī)型的PLC之間,、PLC與計(jì)算機(jī)之間可方便地聯(lián)網(wǎng),，實(shí)現(xiàn)資源共享，加上功能強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控軟件,，就構(gòu)成大型PLC控制網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)