ABB IMASM03

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從PLC 的組成來看, 除 CPU ，存儲器及通信接口外,與工業(yè)現(xiàn)場直接有關(guān)的還有哪些接口?并說明其主要功能。

（1）輸入接口:接受被控設(shè)備的信號,并通過光電耦合器件和輸入電路驅(qū)動內(nèi)部電路接通或斷開。

（2）輸出接口:程序的執(zhí)行結(jié)果通過輸出接口的光電耦合器件和輸出組件 (繼電器、 晶閘管、晶體管)輸出,控制外部負(fù)載的接通或斷開。

PLC 的基本單元由哪幾個部份組成?各起什么作用?

（1） CPU :PLC 的核心部件,指揮 PLC 進(jìn)行各種工作。如接受用戶程序和數(shù) 據(jù)、診斷、執(zhí)行執(zhí)行程序等;

（2）存儲器:存儲系統(tǒng)和用戶的程序和數(shù)據(jù);

（3） I / O接口:PLC 與工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場被控對象之間的連接部件,用來接受被控設(shè) 備的信號和輸出程序的執(zhí)行結(jié)果;

（4）通信接口:通過通信接口與監(jiān)視器、打印機等其他設(shè)備進(jìn)行信息交換;

（5）電源。

PLC 開關(guān)量輸出接口有哪幾種類型?各有什么特點?

晶閘管輸出型:一般情況下，只能帶交流負(fù)載,響應(yīng)速度快,動作頻率高;

晶體管輸出型:一般情況下，只能帶直流負(fù)載,響應(yīng)速度快,動作頻率高;

繼電器輸出型:一般情況下，可帶交、直流負(fù)載,但其響應(yīng)時間長,動作頻率低。

按結(jié)構(gòu)型式分, PLC 有哪幾種類型?各有什么特點?

（1）整體式:將 CPU 、 電源、 I/O部件都集中在一個機箱內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊、 價格低,一般小型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu);

（2）模塊式:將 PLC 的各個部分分成若干個單獨的模塊,可根據(jù)需要選配不同模塊組成一個系統(tǒng), 具有配置靈活、 方便擴展和維修的特點, 一般中、 大型 PLC 采用這種結(jié)構(gòu)。模塊式 PLC 由框架或基板和各種模塊組成, 模塊裝在框架或基板的插座上。

（3）疊裝式：結(jié)合了整體式和模塊式的特點,疊裝式 PLC 的 CPU 、電源、 I/O 接口 等也是各自獨立的模塊,但它們之間是靠電纜連接,使得系統(tǒng)不僅配置靈活 而且體積小巧。

什么叫 PLC 的掃描周期?它主要受什么影響?

PLC 的掃描過程包含內(nèi)部處理、通信服務(wù)、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出 處理 五個階段,這五個階段掃描一次所需的時間稱為掃描周期。

PLC 采用什么方式執(zhí)行用戶程序?用戶程序執(zhí)行過程包括哪些階段?

PLC 采用循環(huán)掃描的方式執(zhí)行用戶程序,用戶程序的執(zhí)行過程包括輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

PLC 控制系統(tǒng)與繼電器控制系統(tǒng)相比,具有哪些優(yōu)點?

（1） 控制方法上:PLC 采用程序方式實現(xiàn)控制, 容易改變或增加控制要求, 且 PLC 的觸點無限;

（2）工作方式上:PLC 采用串行工作方式,提高系統(tǒng)的抗干擾能力;

（3）控制速度上:PLC 的觸點實際上是觸發(fā)器,指令執(zhí)行的時間在微秒級;

（4） 定時和計數(shù)上:PLC 采用半導(dǎo)體集成電路作定時器, 時鐘脈沖由晶振提供,延時 精度高,范圍寬。 PLC 具有繼電器系統(tǒng)不具備的計數(shù)功能;

（5）可靠性和可維護(hù)性上:PLC 采用微電子技術(shù),可靠性高,所具有的自檢功能能 及時查出自身故障,監(jiān)視功能方便調(diào)試和維護(hù)。

PLC 為什么會產(chǎn)生輸出響應(yīng)滯后現(xiàn)象?如何提高 I/O響應(yīng)速度?

因為 PLC 采用集中采樣、集中輸出的循環(huán)掃描工作方式,輸入端的狀態(tài)只在 每個掃描周期的輸入采樣階段才能被讀入, 而程序的執(zhí)行結(jié)果只在輸出刷新階段才 被送出; 其次 PLC 的輸入、 輸出延延遲, 用戶程序的長度等均能引起輸出響應(yīng)滯后。

PLC的構(gòu)成

　　從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

　　2、CPU的構(gòu)成

　　CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。

　　CPU主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC*的組成單元。

　　在使用者看來，不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。

　　CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù)，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等，因此限制著控制規(guī)模。

3、I/O模塊

　　PLC與電氣回路的接口，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反。I/O分為開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等模塊。

　　常用的I/O分類如下：

　　開關(guān)量：按電壓水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。

　　模擬量：按信號類型分，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。

　　除了上述通用IO外，還有特殊IO模塊，如熱電阻、熱電偶、脈沖等模塊。

　　按I/O點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數(shù)限制。

4、電源模塊

　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC），直流電源（常用的為24VDC）。

　　5、底板或機架

　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體.

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