西門子S7-300模塊6ES7312-1AE14-0AB0

西門子可編程控制器的軟硬件組成詳細(xì)介紹

PLC基本組成包括處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口(縮寫為I/O，包括輸入接口、輸出接口、外部設(shè)備接口、擴(kuò)展接口等)、外部設(shè)備編程器及電源模塊組成，見(jiàn)圖1。PLC內(nèi)部各組成單元之間通過(guò)電源總線、控制總線、地址總線和數(shù)據(jù)總線連接，外部則根據(jù)實(shí)際控制對(duì)象配置相應(yīng)設(shè)備與控制裝置構(gòu)成PLC控制系統(tǒng)。

 PLC的基本組成

　　1. 處理器

　　處理器(CPU)由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成并集成在一個(gè)芯片內(nèi)。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線總線、地址總線、控制總線和電源總線與存儲(chǔ)器、輸入輸出接口、編程器和電源相連接。

　　小型PLC的CPU采用8位或16位微處理器或單片機(jī)，如8031、M68000等，這類芯片價(jià)格很低；中型PLC的CPU采用16位或32位微處理器或單片機(jī)，如8086、96系列單片機(jī)等，這類芯片主要特點(diǎn)是集成度高、運(yùn)算速度快且可靠性高；而大型PLC則需采用高速位片式微處理器。

　　CPU按照PLC內(nèi)系統(tǒng)程序賦予的功能指揮PLC控制系統(tǒng)完成各項(xiàng)工作任務(wù)。

　　2. 存儲(chǔ)器

　　PLC內(nèi)的存儲(chǔ)器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序和數(shù)據(jù)等。

　　1)系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器

　　PLC系統(tǒng)程序決定了PLC的基本功能，該部分程序由PLC制造廠家編寫并固化在系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器中，主要有系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用等部分。

　　系統(tǒng)管理程序主要控制PLC的運(yùn)行，使PLC按正確的次序工作；用戶指令解釋程序?qū)LC的用戶指令轉(zhuǎn)換為機(jī)器語(yǔ)言指令，傳輸?shù)紺PU內(nèi)執(zhí)行；功能程序與系統(tǒng)程序調(diào)用則負(fù)責(zé)調(diào)用不同的功能子程序及其管理程序。

　　系統(tǒng)程序?qū)儆谛栝L(zhǎng)期保存的重要數(shù)據(jù)，所以其存儲(chǔ)器采用ROM或EPROM。ROM是只讀存儲(chǔ)器，該存儲(chǔ)器只能讀出內(nèi)容，不能寫入內(nèi)容，ROM具有非易失性，即電源斷開(kāi)后仍能保存已存儲(chǔ)的內(nèi)容。

　　EPEROM為可電擦除只讀存儲(chǔ)器，須用紫外線照射芯片上的透鏡窗口才能擦除已寫入內(nèi)容，可電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器還有E2PROM、FLASH等。

　　2)用戶程序存儲(chǔ)器

　　用戶程序存儲(chǔ)器用于存放用戶載入的PLC應(yīng)用程序，載入初期的用戶程序因需修改與調(diào)試，所以稱為用戶調(diào)試程序，存放在可以隨機(jī)讀寫操作的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM內(nèi)以方便用戶修改與調(diào)試。

　　通過(guò)修改與調(diào)試后的程序稱為用戶執(zhí)行程序，由于不需要再作修改與調(diào)試，所以用戶執(zhí)行程序就被固化到EPROM內(nèi)長(zhǎng)期使用。

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多也只在一個(gè)項(xiàng)目中的15個(gè)CPU之間建立全局?jǐn)?shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)全局?jǐn)?shù)據(jù)通訊方法：全局?jǐn)?shù)據(jù)包通訊SMATICManage里設(shè)置s7-300/400MPI的地址，然后在選項(xiàng)/定義全局?jǐn)?shù)據(jù)里定義需要通訊的數(shù)據(jù)地址。帶>符號(hào)的表示發(fā)送數(shù)據(jù)，對(duì)應(yīng)欄里的是接受數(shù)據(jù)，終將設(shè)置好的項(xiàng)目下載到PLC即可實(shí)現(xiàn)MPI通訊。

　　無(wú)組態(tài)連接通訊方式：它適用于S7-200/300/400之間通訊，卻不能與全局?jǐn)?shù)據(jù)包通訊混淆使用。其為雙向通訊方式時(shí)，要求通訊雙方都有調(diào)用通訊塊，一個(gè)通訊塊用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一個(gè)通訊塊用于接收數(shù)據(jù)。在OB35中斷塊中調(diào)用SFC65用于發(fā)送數(shù)據(jù)，調(diào)用SFC66用于接收數(shù)據(jù)，隨后就是編程。

　　在這么大電流和這么長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，低壓配電系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一定的電壓降，如果電壓降過(guò)大，低于接觸器的線圈吸合電壓，那么整個(gè)系統(tǒng)的電機(jī)會(huì)全部跳停；再者電壓過(guò)低也影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行。所以選擇電機(jī)啟動(dòng)方式的首要因素就是系統(tǒng)的電壓降，如果系統(tǒng)的容量相對(duì)足夠大，電壓降可以忽略。但是我們的系統(tǒng)容量不可能設(shè)計(jì)成無(wú)限大，每個(gè)低壓配電室的變壓器容量就決定了電機(jī)的啟動(dòng)方式。四變壓器容量系統(tǒng)熔煉與電機(jī)啟動(dòng)方式的關(guān)系電機(jī)是否可以直接啟動(dòng)，可有下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)驗(yàn)證多少千瓦的電機(jī)可以直接啟動(dòng)。

　　由于接收塊只能識(shí)別數(shù)據(jù)的標(biāo)識(shí)符，無(wú)論哪個(gè)CPU發(fā)送的數(shù)據(jù)都要調(diào)用SFC69來(lái)釋放連接。無(wú)組態(tài)單向通行方式時(shí)：只有在一方編寫程序，如客戶機(jī)與服務(wù)器之間的訪問(wèn)模式。只要在客戶機(jī)編寫程序即可，無(wú)需在服務(wù)器編寫程序。
　　因此客戶機(jī)只要調(diào)用SFC通行塊就可訪問(wèn)服務(wù)器。組態(tài)連接通訊方式：它適用于S7-300/400或S7-400/400之間的通訊，而S7-300/400通訊時(shí)，S7-300只能用作服務(wù)器，此時(shí)S7-400作為客戶機(jī)對(duì)S7-300進(jìn)行讀寫操作。

　　在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中，尤其是在涉及安全控制的場(chǎng)合，連鎖控制方式是很常見(jiàn)的。比如反應(yīng)釜中的放散閥，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，壓力開(kāi)關(guān)的信號(hào)發(fā)生變化，則放散閥門必須立刻打開(kāi)。電動(dòng)控制指控制系統(tǒng)的輸出是通過(guò)電氣量或電子信號(hào)來(lái)進(jìn)行的，所控制的對(duì)象是電動(dòng)執(zhí)行元件,比如繼電器步進(jìn)開(kāi)關(guān)電磁閥伺服驅(qū)動(dòng)器和變頻器等等，絕大部分的自動(dòng)控制多多少少都會(huì)有電動(dòng)控制元件。液壓控制在機(jī)器與設(shè)備的操作中，許多控制是用液壓控制機(jī)構(gòu)來(lái)進(jìn)行的。在連續(xù)速度控制的場(chǎng)合，液壓控制通常比較方便和便宜，當(dāng)能量轉(zhuǎn)換效率較高的時(shí)候，液壓控制往往和電動(dòng)控制中的伺服控制同時(shí)使用。