能力与速度,CPU位数越高,系统处理的信息量越大,运算速度也越快。PLC的功能CPU芯片技术的发展而提高和增强。现在大多数PLC都采用32位CPU,所以,即使是小型的PLC,其性能也不一定比过去大中型的PLC差。
2.存储器
PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两部分。系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序,并固化在ROM内,用户不能更改。它使PLC具有基本的功能,能够完成PLC设计者规定的各项工作。
用户存储器包括用户程序存储器和用户数据存储器两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的应用程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同,可以是RAM、EPROM或EEPROM存储器,其内容可由用户任意更改。用户数据存储器可以用来存放用户程序中所使用器件的ON/OFF状态和数值、数据等,用户存储器的大小关系到用户程序容量的大小,是反映PLC性能的重要指标之一。而PLC使用的存储器类型有三种:ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)和EEPROM(可电擦出可编程的只读存储器)。
3. 输入/输出单元
PLC的输入和输出信号类型可以是开关量、模拟量。输入/输出接口单元包含两部分:一部分是与被控设备相连接的接口电路,另一部分是输入和输出的映像寄存器。
输入单元接受来自用户设备的各种控制信号,如限位开关、操作按钮、选择开关、行程开关以及其他一些传感器的信号。外部接口电路将这些信号转换成CPU能够识别和处理的信号,并存到输入映像寄存器。运行时CPU从输入映像寄存器读取输入信息并结合其他元器件最新的信息,按照用户程序进行计算,将有关输出的最新计算结果放到输出映像寄存器。输出映像寄存器由输出点相对应的触发器组成,输出接口电路将由弱电控制信号转换成现场需要的强电信号输出,以驱动电磁阀、接触器、指示灯等被控设备的执行元件。
4. 电源部分
PLC一般使用220V的交流电源或24V直流电源,内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、-12V/+12V、24V等直流电源,整体式的小型PLC还提供一定容量的直流24V电源,供外部有源传感器使用。PLC所采用的看管电源输入电压范围宽、体积小、效率高、抗干扰能力强。
电源不见的位置形式可有多种,对于整体式结构的PLC,通常电源封装到机壳内部;对于模块式PLC,则多采用单独的电源模块。
5. 编程设备
过去的编程设备一般是编程器,其功能仅限于用户程序读写和调试。读写程序智能使用最不直观的语句表语言,屏幕显示也只有2~3行,各种信息用一些特定的代码表示,操作繁琐不便。现在PLC生产厂家不再提供编程器,取而代之的是给用户配置在PC上运行的基于Windows的编程软件。使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、语句表、功能快图和顺序功能图程序,并可以实现不同编程语言的相互转换,程序被编译后下载到PLC,也可以将PLC中的
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程序上传到计算机。程序可
以保存和打印,通过网络,还可以实现远程编程和传送。更方便的是编程软件的实时调试功能非常强大,不仅能监视PLC运行过程中的各种参数和程序执行情况,还能惊醒智能化的故障诊断。
3.6控制系统的软件设计
S7-200的程序结构有两种,即线性结构和分块结构。在程序设计中叫线性程序和分块程序设计。
1) 线性程序设计
线性程序设计就是把工程中需要的控制的任务按照工艺要求书写在主程序中。线性程序设计结构简单,分析起来一目了然。这种结构适用于编写一些规模较小、运行过程比较简单的控制程序。对于一些控制规模较大、运行过程比较复杂的控制程序,特别对于分支较多的控制程序,则不宜选用这种结构。
2) 分块程序设计
分块结构的程序是根据工程的特点,把一个复杂的控制分成多个比较简单的,规模较小的控制任务。可以把这些控制任务分配给一个个子程序块。在子程序中编制具体任务的控制程序,最后由主程序调用的方式把整个控制程序统管起来。分块程序有更大的灵活性,适用于比较复杂、规模较大的控制工程的程序设计。由于具体任务的控制程序分配在各自的子程序中编制,而具体任务的控制程序相对来说都比较简单,用比较简单的线性程序就能够实现,因而可以使程序的编制相对容易。而且,如果觉得用一个线性程序编制具体任务的控制程序还有困难时,可以在编制具体任务控制程序时,再一次使用分块结构编程,因而使编程简单容易。令外,分块程序也给程序的调试带来方便。由于程序是分块的,调试程序也可以分块进行,等局部程序调制完之后,在总体合成,可以看出,分块结构便于调试。当工艺发生变化时,只需要修改变化部位的程序。分块结构的应用最广泛。
在了解了PLC程序结构之后,就要具体地编制程序了。
梯形图法是用梯形图语言去编制PLC程序。这是一种模仿继电器控制系统的编程方法。其图形甚至元件名称都与继电器控制电路十分相近。这种方法很容易地就可以把原继电器控制电路移植成PLC的梯形图语言。这对于熟悉继电器控制的人来说,是最方便的一种编程语言,因此软件采用最基本的功能指令:梯形图
根据加热反应炉对电气控制系统的要求,本设计控制系统包括手动在内的共6个输入信号:下液面检测信号SK1,上液面检测信号SK3,分别输入PLC接
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点I0.0,I0.2,温度变送器SK2接PLC接点I0.1,压力变送器输入信号SK4接PLC输入接点I0.3;SB1,SB2分别为自动手动切换按钮,接PLC输入接点I0.4,I0.5。PLC的7个输出信号Q0.0-Q0.6分别控制四个电磁阀KV1-KV4,一个加热炉电源接触器KM1的两个信号灯HL1,HL2。根据系统的电气逻辑及I/O资源分配,本系统采用高效率的步进梯形指令编程,软件梯形图如图7所示,其中T1,T2为0.1S定时器。
图3.6流程图(一)
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图3.6梯形图(二)
语句表达式:
LD I0.0 AN I0.1 = Q0.0 LDN I0.5 ON I0.0 AN I0.3 AN I0.4 AN I0.0 O M0.0 = Q0.1 LD Q0.1 AN Q0.4 AN M0.0 = Q0.2 LD I0.4
LD T37
AN I0.0 AN M0.0 = Q0.3 LD I0.0 AN I0.2 = Q0.5 LD I0.2 O M0.1 A I0.4 = M0.1 LD M0.1
TON T38, 6000 LD T38 O M0.0 A I0.5 = M0.0 = Q0.0
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