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数控液压机PLC的基本组成

发布时间:2017-8-4
  数控液压机PLC是微机技术和控制技术相结合的产物,是一种以微处理器为核心的用于控制的謇殊计算机,因此,数控液压机PLC的基本组成与一般的微机系统类似。
  数控液压机PLC的硬件主要由中央处理器(CPu)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口、电源等部分组成。其中,CPU是数控液压机PLC的核心,输入单元与输出单元是连接习场输入/输出设备与CPU之间的接口电路,通信接口用于与编程器、上位计算机等外设翅接,如图1所示。
    按钮继电器触点行程开关
  
    图1 数控液压机PLC组成框图
 1.中央处理单元(Central Processing Unit,CPU)
  同一般的微机一样,CPU是数控液压机PLC的核心。数控液压机PLC中所配置的CPU随机型不同而不恳。常用有三类:通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8吲等)和位片式微处理器(如AMD29W等)。小型数控液压机PLC大多采用8位通用微处理器和单姨微处理器:中型数控液压机PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器;大型数控液压机PLC大多采用璃速位片式微处理器。
  目前,小型数控液压机PLC为单CPU系统,而中、大型数控液压机PLC则大多为双CPU系统,甚至有些数控液压机PLC中多达8个CPU。对于双CPU系统,其中一个为字处理器,一般采用8位或16位处理器;另一个为位处理器,采用由各厂家设计制造的专用芯片。字处理器为主处理器,用于执行编程器接口功能、监视内部定时器、监视扫描时间、处理字节指令,以及对系统总线和位处理器进行控制等;位处理器为从处理器,主要用于处理位操作指令和实现数控液压机PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了数控液压机PLC的速度,使数控液压机PLC更好地满足实时控制要求。
  在数控液压机PLC中CPU按系统程序赋予的功能,指挥PL'C有条不紊地进行工作,归纳起来主要有以下几个方面:
   (1)接收从编程器输入的用户程序和数据。
  (2)诊断电源、数控液压机PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
  (3)通过输入接口接收现场的状态或数据,并存入输入映像寄存器或数据寄存器中。
  (4)从存储器逐条读取用户程序,经过解释后执行。
  (5)根据执行的结果,更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容,通过输出单元实现输出控制。有些数控液压机PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
 2.存储器(Memory)
  存储器主要有两种:一种是可读/写操作的随机存储器RAM,另一种是只读存储器ROM、PROM、EPROM和E2PROM。在数控液压机PLC中,存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
系统程序是由数控液压机PLC的制造厂家编写的,和数控液压机PLC的硬件组成有关,完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能,提供数控液压机PLC运行的平台。系统程序关系到数控液压机PLC的性能,而且在数控液压机PLC使用过程中不会变动,所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中,用户不能访问和修改。
  用户程序是随数控液压机PLC的控制对象而定的,由用户根据对象生产工艺的控制要求而编写的应用程序。为了便于读出、检查和修改,用户程序一般存于CMOS静态RAM中,用锂电池作为后备电源,以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏,当用户程序经过运行正常,不需要改变,可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多数控液压机PLC直接采用E2PROM作为用户存储器。
  工作数据是数控液压机PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中,以适应随机存取的要求。在数控液压机PLC的工作数据存储器中,设有存放输入/输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区,这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要,部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态,这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系,所以在数控液压机PLC产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当数控液压机PLC提供的用户程序存储器容量不够用时,许多数控液压机PLC还提供存储器扩展功能。
 3.输入/输出单元(Input/Output Unit)
  输入/输出单元通常又称为I/O单元或I/O模块,是数控液压机PLC与工业生产现场之间的连接件。数控液压机PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据,以这些数据作为数控液压机PLC对被控对进行控制的依据;同时数控液压机PLC又通过输出接口将处理结果送给被控对象,以实现控制目能
  由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的,而数控液压机PLC内部CPU的理信息只能是标准电平,所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离滤波功能,以提高数控液压机PLC的抗千扰能力。另外,I/O接口上通常还有状态指示,工作状况观,便于维护。一数控液压机PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口,有各种各样功能的I/O接口供用选用。I/O接口的主要类型有数字量(开关量)输入、数字量(开关量)输出、模拟量入、模拟量输出等。
常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型:直流输入接口、交流输入口和交/直流输入接口。其中直流输入方式接线电路如图8—2所示。
  
    图2直流输入方式接线电路图
  常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型:继电器输出、晶体管输出{双向晶闸管输出,其基本电路如图8—3所示。继电器输出接口可驱动交流或直流负载,自其响应时间长,动作频率低;而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快,动作复率高,但前者只能用于驱动直流负载,后者只能用于交流负载。而晶体管和双向晶闸管出接口的响应速度快,动作频率高,但前者只能用于驱动直流负载,如图8.3(b)所示,后者只用用于驱动交流负载,如图3(c)所示。
  
   (a)继电器输出 (b)晶体管输出 (c)晶阔管输出
    图8-3 数控液压机PLC输出电路图
  数控液压机PLC的I/O接口所能接收的输入愉出信号个数称为数控液压机PLC输入/输出(I/O)点数。I/O点数是选择数控液压机PLC的重要依据之一。当系统的I/0点数不够时,可通过数控液压机PLC的I/O扩展接
对系统进行扩展。
4.通信接口
  数控液压机PLC配有各种通信接口,这些通信接V1一般都带有通信处理器。数控液压机PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其他数控液压机PLC、计算机等设备实现通信。数控液压机PLC与打印机连接,可将过程信息、系统参数等输出打印;与监视器连接,可将控制过程图像显示出来;与其他数控液压机PLC连接,可组成多机系统或连成网络,实现更大规模控制:与计算机连接,可组成多级分布式控制系统,实现控制与管理相结合。
  远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。
5.智能接口模块
  智能接口模块是一独立的计算机系统,它有自己的CPU、系统程序、存储器及与数控液压机PLC系统总线相连的接口。它作为数控液压机PLC系统的一个模块,通过总线与数控液压机PLC相连,进行数据交换,并在数控液压机PLC的协调管理下独立工作。
数控液压机PLC的智能接V1模块种类很多,如高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。
 6.编程装置
  编程装置的作用是输入、编辑、调试用户程序,也可在线监控数控液压机PLC内部状态和参数,与数控液压机PLC进行~机对话。它是开发、应用、维护数控液压机PLC不可缺少的工具。编程装置可以是专用编程器,也可以是配有专用编程软件包的通用计算机系统。专用编程器是由数控液压机PLC厂家生产,专供该厂家生产的某些数控液压机PLC产品使用,它主要由键盘、显示器和外存储器接插El等部件组成。专用编程器有简易编程器和智能编程器两类。
  简易型编程器只能联机编程,不能直接输入和编辑梯形图程序,需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。简易编程器体积小、价格便宜,它可以直接插在数控液压机PLC的编程插座上,或者用专用电缆与数控液压机PLC相连,以方便编程和调试。有些简易编程器带有存储盒,可用来储存用户程序,如三菱的Fx一20P—E简易编程器。
  智能编程器又称为图形编程器,本质上它是一台专用便携式计算机,如三菱的GP一80FX—E智能型编程器。它既可联机编程,又可脱机编程。可直接输入和编辑梯形图程序,使用更加直观、方便,但价格较高,操作也比较复杂。大多数智能编程器带有磁盘驱动器,提供录音机接El和打印机接El。
 7.电源
  数控液压机PLC配有开关电源,以供内部电路使用。与普通电源相比,数控液压机PLC电源的稳定性好、抗干扰能力强,对电网提供的电源稳定度要求不高,一般允许电源电压在其额定值±15%的范围内波动。许多数控液压机PLC还向外提供直流24V稳压电源,用于对外部传感器供电。
机床电气控制技术(第2版)
 8.其他外部设备
  除了上面所述的部件和设备外,数控液压机PLC还有许多外部设备,如EPROM写入器、外存器、人/机接口装置等。
  EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的一种数控液压机PLC外部设备。为了使调试好的用户程序不易丢失,经常用EPROM写入器将数控液压机PLC内RAM保存到EPROM中
数控液压机PLC内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘和用半导体存器做成的存储盒等来存储"数控液压机PLC的用户程序,这些存储器件称为外存储器。外存储器一般摁通过编程器或其他智能模块提供的接口,实现与内存储器之间相互传送用户程序。
人,机接口装置是用来实现操作人员与数控液压机PLC控制系统的对话。最简单、最普遍的M接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光警器等器件构成。对于数控液压机PLC系统,还可采用半智能型CRT人,机接口装置和智能型终端人机接口装置。半智能型CRT人/机接ISl装置可长期安装在控制台上,通过通信接口接收身自数控液压机PLC的信息并在CRT上显示出来;而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和菊储器,能够与操作人员快速交换信息,并通过通信接口与数控液压机PLC相连,也可作为独立的节京接入数控液压机PLC网络。
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