PLC一般由CPU(中央处理器)、存储器、通信接口和输入/输出模块等及部分组成。
CPU:完成PLC内所有的控制和监视操作。
存储器:系统程序存储器、用户程序存储器和系统存储器。
系统程序存储器:存放由PLC生产厂家编写好的系统程序,并固化在ROM内,用户不能直接修改。
用户程序存储器:存放用户编制的应用程序。大多采用快闪存储器(Flash)。
系统存储器:随机存储器(RAM),用于存储中间计算结果和数据、系统管理,主要包括I/O状态存储器和数据存储器。
输入/输出模块:是PLC与工业现场设备相连接的端口,分开关量和模拟量。
1) 编程简单,容易掌握;梯形图是最常用的编程语言,其电路符号和表达式与继电器电路原理图相似,形象直观、易学易懂。
2) 功能强,性价比高;PLC可以实现非常复杂的控制功能,相比继电器控制系统有更高的性价比。
3) 硬件配套齐全,用户使用方便,适应性强;PLC产品以实现标准化、系列化和模块化。
4) 可靠性高,抗干扰能力强;PLC用软件代替中间继电器和时间继电器。
5) 系统的设计、安装、调试及维护工作量少;PLC程序可以先模拟调试后再到现场联机调试。
6) 体积小、重量轻、功耗低。
S7-1200PLC不同型号的CPU面板是类似的,以CPU 1214C为例,CPU有3类运行状态指示灯,用于提供CPU模块的运行状态信息。
STOP/RUN指示灯的颜色为纯橙色时指示STOP模式,纯绿色时指示RUN模式,绿色和橙色交替闪烁指示CPU正在启动。
ERROR指示灯为红色闪烁状态时指示有错误,如CPU内部错误,存储卡错误或组态错误(模块不匹配)等,纯红色时指示硬件出现故障。
MAINT指示灯在每次插入存储卡时闪烁。
CPU模块上的I/O状态指示灯用来指示各数字量输入或输出的信号状态。
CPU模块上提供一个以太网通信接口用于实现以太网通信,还提供了两个可指示以太网通信状态的指示灯。其中“Link”(绿色)点亮表示连接成功,“Rx/Tx”(黄色)点亮指示传输活动。
PLC的工作过程就是程序执行过程。
PLC投入运行后, 便进入程序执行过程。它分为三个阶段进行, 即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。
PLC控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中相应单元内。
输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。
PLC控制器按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。
扫描每一条梯形图时,先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路, 并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态; 或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
当扫描用户程序结束后,PLC控制器就进入输出刷新阶段。
在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC控制器的真正输出。
PLC控制器的扫描周期包括自诊断、通讯等,即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
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