【正文】 內(nèi)存電源模塊底板或機(jī)架這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置 1 CPU 的模塊 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(yùn)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(yùn)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 不可缺少的組成單元 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 2 IO 模塊 PLC 與電氣回路的接口是通過輸入輸出部分 IO 完成的 IO 模塊集成了 PLC 的IO 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 IO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 IO 分類如下 開關(guān)量按電壓水平分有 220VAC110VAC24VDC 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 420mA020mA電壓型 010V05V1010V等按精度分有 12bit14bit16bit 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 3 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 4 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)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(jī)械上實現(xiàn)各模塊間的連接使各模塊構(gòu)成一個整體 22 PLC 的硬件結(jié)構(gòu)和工作原理 PLC 的物理結(jié)構(gòu) 根據(jù)硬件結(jié)構(gòu)的不同可以將 PLC 分為單元式結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu) 單元式結(jié)構(gòu) PLC 單元式結(jié)構(gòu) PLC又叫作整體式或箱體式它的體積小價格低小型 PLC一般采用整體式結(jié)構(gòu)整體式 PLC 將 CPU 模塊 IO 模塊和電源裝在一個箱形機(jī)殼內(nèi) 一個箱體就是一個完整的 PLC 叫做一個單元 2 模塊式結(jié)構(gòu) 把 PLC的每個工作單元都制成獨立的模塊如 CPU模塊輸入模塊輸出模塊電源模塊通訊模塊等等另外機(jī)器有一塊帶有插槽的母板實質(zhì)上就是計算機(jī)總線模塊插座插在框架中的總線連接板上就構(gòu)成了一個完整的 PLC 優(yōu)點是系統(tǒng)構(gòu)成非常靈活安裝擴(kuò)展維修都很方便但缺點是體積比較大 PLC 的工作原理 PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式包括內(nèi)部處理通訊操作輸入處理程 序執(zhí)行輸出處理幾個階段全過程掃描一次所需的時間稱為掃描周期 當(dāng)處于 RUN 狀態(tài)時上述掃描周期不斷循環(huán)掃 描過程如下 RUN 狀態(tài) STOP 狀態(tài) 圖 21 PLC 掃描過程 23 PLC 的程序設(shè)計 PLC 的編程語言 PLC 中有多種程序設(shè)計語言它們是梯形圖語言布爾助記符語言功能表圖語言能模塊圖語言及結(jié)構(gòu)化語句描述語言等梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設(shè)計語言它通常由一系列指令組成用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能例如代替繼電器計數(shù)器計時器完成順序控制和邏輯控制等通過擴(kuò)展或增強(qiáng)指令集它們也能執(zhí)行其它的基本操作功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設(shè)計語 言它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作例如模擬量的控制數(shù)據(jù)的操縱報表的報印和其他基本程序設(shè)計語言無法完成的功能功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式通過軟連接的方式完成所要求的控制功能 1 梯形圖 Ladder Diagram 程序設(shè)計語言梯形圖程序設(shè)計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程的一種程序設(shè)計語言采用梯形圖程序設(shè)計語言程序采用梯形圖的形式描述這種程序設(shè)計語言采用因果關(guān)系來描述事件發(fā)生的條件和結(jié)果每個梯級是一個因果關(guān)系在梯級中描述事件發(fā)生的條件表示在左面事件發(fā)生的結(jié)果表示在后面梯形圖程序設(shè)計語言是最常用的一種程序設(shè) 計語言它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述在工業(yè)過程控制領(lǐng)域電氣技術(shù)人員對繼電器邏輯控制技術(shù)較為熟悉因此由這種邏輯控制技術(shù)發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎并得到了廣泛的應(yīng)用梯形圖程序設(shè)計語言的特點是 1 與電氣操作原理圖相對應(yīng)具有直觀性和對應(yīng)性 2 與原有繼電器邏輯控制技術(shù)相一致對電氣技術(shù)人員來說易于撐握和學(xué)習(xí) 3 與原有的繼電器邏輯控制技術(shù)的不同點是梯形圖中的能流 Power FLow 不是實際意義的電流內(nèi)部的繼電器也不是實際存在的繼電器因此應(yīng)用時需與原有繼電器邏輯控制技術(shù)的有關(guān)概念區(qū)別對待 4 與布爾助記符程序設(shè)計語言 有一一對應(yīng)關(guān)系便于相互的轉(zhuǎn)換和程序的檢查 2 布爾助記符 Boolean Mnemonic 程序設(shè)計語言布爾助記符程序設(shè)計語言是用布爾助記符來描述程序的 一種程序設(shè)計語言布爾助記符程序設(shè)計語言與計算機(jī)中的匯編語言非常相似采布爾助記符來表示操作功能 3 功能表圖 Sepuential Function Chart 程序設(shè)計語言功能表圖程序設(shè)計語言是用功能表圖來描述程序的一種程序設(shè)計語言它是近年來發(fā)展起來的一種程序設(shè)計語言采用功能表圖的描述控制系統(tǒng)被分為若干個子系統(tǒng)從功能入手使系統(tǒng)的操作具有明確的含義便于設(shè)計人員和操作 人員設(shè)計思想的溝通便于程序的分工設(shè)計和檢查調(diào)試 4 功能模塊圖 Function Block 程序設(shè)計語言功能模塊圖程序設(shè)計語言是采用功能模塊來表示模塊所具有的功能不同的功能模塊有不同的功能它有若干個輸入端和輸出端通過軟連接的方式分別連接到所需的其它端子完成所需的控制運(yùn)算或控制功能功能模塊可以分為不同的類型在同一種類型中也可能因功能參數(shù)的不同而使功能或應(yīng)用范圍有所差別 5 結(jié)構(gòu)化語句 Structured Text 描述程序設(shè)計語言結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言是用結(jié)構(gòu)化的描述語 句來描述程序的一種程序設(shè)計語言它是 一種類似于高級語言的程序設(shè)計語言在大中型的 PLC 系統(tǒng)中常采用結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言來描述控制系統(tǒng)中各個變量的關(guān)系它也被用于集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)結(jié)構(gòu)化語句描述程序設(shè)計語言采用計算機(jī)的描述語句來描述系統(tǒng)中各種變量之間的各種運(yùn)算關(guān)系完成所需的功能或操作 PLC 的程序結(jié)構(gòu) PLC 的控制程序由主程序子程序和中斷程序組成 1 主程序 主程序是程序的主體每一個項目都必須并且只能有一個主程序在主程序中可以調(diào)用子程序和中斷程序主程序通過指令控制整個程序的執(zhí)行每次 CPU 掃描都要執(zhí)行一次主程序 2 子程序 子程序是一個可選 的指令的集合僅在被其他程序調(diào)用時執(zhí)行同一個子程序可以在不同的地方被多次調(diào)用使用子程序可以簡化程序代碼和減少掃描時間設(shè)計得好的主程序容易移植到別的項目中去 3 中斷程序 中斷程序是指令的一個可選集合中斷程序不是被主程序調(diào)用它們在中斷事件發(fā)生時由 PLC 的操作系統(tǒng)調(diào)用中斷程序用來處理預(yù)先規(guī)定的中斷事件因為不能預(yù)知何時會出現(xiàn)中斷事件所以不允許中斷程序改寫可能在其他程序中使用的存儲器 硬件部分 立體倉庫的基本結(jié)構(gòu) 立體倉庫主體由底盤四層十二倉位庫體運(yùn)動機(jī)械及電氣控制等四部分組成 圖 31 機(jī)械部分采用滾珠絲杠滑杠普通絲杠 等機(jī)械元件組成采用步進(jìn)電機(jī)直流電機(jī)作為拖動元件 電氣控制是由德國西門子 S7200 CPU226 程序控制器 PLC 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動電源模塊開關(guān)電源位置傳感器等器件組成 圖 32 控制面板上的開關(guān)及按鈕功能 圖 33 控制面板上的倉位號 按鍵號 功能選擇 定義 1 自動 選擇 1 號倉位 手動 機(jī)構(gòu)水平向左移動 2 自動 選擇 2 號倉位 手動 機(jī)構(gòu)垂直向下移動 3 自動 選擇 3 號倉位 手動 機(jī)構(gòu)水平向右移動 4 自動 選擇 4 號倉位 手動 機(jī)構(gòu)水平向后移動 5 自動 選擇 5 號倉位 手動 機(jī)構(gòu)垂直向上移動 6 自動 選擇 6 號倉位 手動 機(jī)構(gòu)水平向前移動 7 自動 選擇 7號倉位 手動 無意義 8 自動 選擇 8 號倉位 手動 無意義 9 自動 選擇 9 號倉位 手動 無意義 10 自動 選擇 10 號倉位 手動 無意義 11 自動 選擇 11 號倉位 手動 無意義 12 自動 選擇 12 號倉位 手動 無意義 表 31 控制面板上的按鈕功能 32 立體倉庫的硬件原理 步進(jìn)電機(jī)的原理和應(yīng)用 步進(jìn)電機(jī)是數(shù)字控制系統(tǒng)中的執(zhí)行電動機(jī)當(dāng)系統(tǒng)將一個電脈沖信號加 到步進(jìn)電機(jī)定子繞組時轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)一步當(dāng)電脈沖按某一相序加到電動機(jī)時轉(zhuǎn)子沿某一方向轉(zhuǎn)動的步數(shù)等于電脈沖個數(shù)因此改變輸入脈沖的數(shù)目就能控制步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的大小改變輸入脈沖的通電相序就能控制步進(jìn)電動機(jī)轉(zhuǎn)子機(jī)械位移的方向?qū)崿F(xiàn)位置的控制實現(xiàn)寬廣范圍內(nèi)速度的無級平滑控制步進(jìn)電動機(jī)可分為磁阻式永磁式和混合式步進(jìn)電動機(jī)的相數(shù)可分為單相二相三相四相五相六相和八相等多種增加相數(shù)能提高步進(jìn)電動機(jī)的性能但電動機(jī)的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動電源就會復(fù)雜成本就會增加應(yīng)按需要合理選用 電機(jī)型號 相數(shù) 步距角 靜態(tài) 相電流 驅(qū)動電壓 額定轉(zhuǎn)矩 重 量 42BYG250C 2 090180 15A DC24V 054N