西門子SM1223模塊

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    結(jié)合PLC的組成和結(jié)構(gòu)分析PLC的工作原理較容易理解。PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式,CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)掃描,并用周期性地集中采樣、集中輸出的方式來完成的。一個(gè)掃描周期主要可分為:

    二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容
     目前,可編程序控制器已經(jīng)廣泛地應(yīng)用在各個(gè)工業(yè)部門。隨著其性能價(jià)格比的不斷提高,應(yīng)用范圍還在不斷擴(kuò)大,主要有以下幾個(gè)方面:
    1. 邏輯控制
       可編程序控制器具有“與”、“或”、“非”等邏輯運(yùn)算的能力,可以實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算,用觸點(diǎn)和電路的串、并聯(lián),代替繼電器進(jìn)行組合邏輯控制,定時(shí)控制與順序邏輯控制。數(shù)字量邏輯控制可以用于單臺(tái)設(shè)備,也可以用于自動(dòng)生產(chǎn)線,其應(yīng)用領(lǐng)域較為普及,包括微電子、家電行業(yè)也有廣泛的應(yīng)用。
    2. 運(yùn)動(dòng)控制 
         可編程序控制器使用**的運(yùn)動(dòng)控制模塊,或靈活運(yùn)用指令,使運(yùn)動(dòng)控制與順序控制功能**地結(jié)合在一起。隨著變頻器、電動(dòng)機(jī)起動(dòng)器的普遍使用,可編程序控制器可以與變頻器結(jié)合,運(yùn)動(dòng)控制功能較為強(qiáng)大,并廣泛地用于各種機(jī)械,如金屬切削機(jī)床、裝配機(jī)械、機(jī)器人、電梯等場合。
    3. 過程控制
       可編程序控制器可以接收溫度、壓力、流量等連續(xù)變化的模擬量,通過模擬量I/0模塊,實(shí)現(xiàn)模擬量(Analog)和數(shù)字量(Digital)之間的A/D轉(zhuǎn)換和D/A轉(zhuǎn)換,并對被控模擬量實(shí)行閉環(huán)PID(比例-積分-微分)控制。現(xiàn)代的大中型可編程序控制器一般都有PID閉環(huán)控制功能,此功能已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)、加熱爐、鍋爐等設(shè)備,以及輕工、化工、機(jī)械、冶金、電力、建材等行業(yè)。 
    4. 數(shù)據(jù)處理
        可編程序控制器具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。這些數(shù)據(jù)可以是運(yùn)算的中間參考值,也可以通過通信功能傳送到別的智能裝置,或者將它們保存、打印。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),如無人柔性制造系統(tǒng),也可以用于過程控制系統(tǒng),如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。
    5. 構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)控制
        可編程序控制器的通信包括主機(jī)與遠(yuǎn)程I/0之間的通信、多臺(tái)可編程序控制器之間的通信、可編程序控制器和其他智能控制設(shè)備(如計(jì)算機(jī)、變頻器)之間的通信。可編程序控制器與其他智能控制設(shè)備一起,可以組成“集中管理、分散控制”的分布式控制系統(tǒng)。
    當(dāng)然,并非所有的可編程序控制器都具有上述功能,用戶應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的需要選擇可編程序控制器,這樣既能完成控制任務(wù),又可節(jié)省資金。
    1)讀輸入階段。 每次掃描周期的開始,先讀取輸入點(diǎn)的當(dāng)前值,然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域。在之后的用戶程序執(zhí)行的過程中,CPU訪問輸入映像寄存器區(qū)域,而并非讀取輸入端口的狀態(tài),輸入信號(hào)的變化并不會(huì)影響到輸入映像寄存器的狀態(tài),通常要求輸入信號(hào)有足夠的脈沖寬度,才能被響應(yīng)。

    2)執(zhí)行程序階段。 用戶程序執(zhí)行階段,PLC按照梯形圖的順序,自左而右,自上而下的逐行掃描,在這一階段CPU從用戶程序的**條指令開始執(zhí)行直到最后一條指令結(jié)束,程序運(yùn)行結(jié)果放入輸出映像寄存器區(qū)域。在此階段,允許對數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進(jìn)行處理,在掃描周期的各個(gè)部分,均可對中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。

    3)處理通信請求階段。 是掃描周期的信息處理階段,CPU處理從通信端口接收到的信息。

    4)執(zhí)行CPU自診斷測試階段。在此階段CPU檢查其硬件,用戶程序存儲(chǔ)器和所有I/O模塊的狀態(tài)。

    5)寫輸出階段。每個(gè)掃描周期的結(jié)尾,CPU把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸出給數(shù)字量輸出端點(diǎn)(寫入輸出鎖存器中),較新輸出狀態(tài)。然后PLC進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期,重新執(zhí)行輸入采樣階段,周而復(fù)始。

    如果程序中使用了中斷,中斷事件出現(xiàn),立即執(zhí)行中斷程序,中斷程序可以在掃描周期的任意點(diǎn)被執(zhí)行。

    如果程序中使用了立即I/O指令,可以直接存取I/O點(diǎn)。用立即I/O指令讀輸入點(diǎn)值時(shí),相應(yīng)的輸入映像寄存器的值未被修改,用立即I/O指令寫輸出點(diǎn)值時(shí),相應(yīng)的輸出映像寄存器的值被修改。


      
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