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可编程控制器的组成

发布时间:2022-05-26 发布时间:
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1、可编程控制器的基本结构
可编程控制器的主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程器组成(见图1)


图1plc控制系统示意图
(1)CPU模块
CPU模块主要由微处理器(CPU芯片)和存储器组成,在可编程控制器系统中,CPU模块相当于人的大脑和心脏,它不断地采集输入信号,执行用户程序,刷新系统的输。存储器用来储存程序和数据。
(2)I/O模块
输入(Input)模块和输出(Output)模块简称为I/O模块,它们是系统的眼、耳、手、脚,是联系外部现场和CPU模块的桥梁。输入模块用接收和采集输入信号,输入信号有两类:一类是从按钮、选择开关、数字拔码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等开关量输入信号;另一类是由电位器、热电偶、测速发电机、各种变送器提供的连续变化 的模拟量输入/输出信号电压一般较高,如直流24V 和交流220V。从外部引入的尖锐电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件,或使用权可编程控制器不能正常工作。在I/O模块中,用光电耦合器,光电可控硅、小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载,I/O模块除了传递信号外,还有电平转换与隔离的作用。
(3)编程器
编程器除了用来输入和编辑用户程序外,还可以用来监视可编程控制器运行中各种编程元件的工作状态 。
编程器可以永久地连接在可编程控制器上,将编程取下来后系统也可以运行。一般只在程序逻辑输入、调试和检修时使用编程器,一台编程器可供多台编程序控制器公用。
(4)电源
可编程控制器使用220V交流电源或24V直流电源。可编程控制器内部的直流稳压电源为各模块内的电路供电,某些可编程控制器可以输入电路和外部电子检测装置(如接近开关)提供24V真流电源,驱动现场执行机构的直流电源一般由用户提供。
2、可编程控制器的物理结构
根据硬件结构的不同,可以将可编程控制器分整体式、模块式和叠装式。
(1) 整体式可编程序控制器
整体式又叫做单元式或箱体式CUP模块、I/O模块和电源装在一个箱状机壳内,结构非常紧凑,它的体积小,价格低,小型可编程序控制器一般采用整体式结构。图2中示出三菱公司的F1系列整体式可编程序控制器,上面是编程器,后面的小开头是模拟调试用户程序用的。整体式可编程序控制器提供多种不同I/O点数的基本元和扩展单元供用户选用,基本单元内有CPU模块,I/O模块和电源,扩展单元内只有I/O模块和电源,基本单元之间用扁平电缆连接。各单元的输入点与输出点的比例一般是固定的,有的可编程序控制器有全输入型和全输出型的扩展单元。选择不同的基本单和扩展单元,可以满足用户的不同要求。
整体式可编程控制器一般配备有许多专用的特殊功能单元 ,如模拟量I/O单元、位置控制单元、数据输入输出单元等,使可编程控制器的功能得到扩展。


图2 整体式可编程控制器
(2)模块式可编程控制器


图3 模块式可编程控制器
大、中型可编程控制器和部分小型可编程控制器采用模块式结构。模块式可编程控制器用搭积木的方式组成系统,它由框架和模块组成(见图3)。模块插在模块插座上,后者焊在框架中的总线连接板上,可编程控制器厂家备有不同的槽数的框架供用户选用,如果一个框架容纳不下所选用的模块,可以增设一个或数个扩展框架,各框架之间用I/O扩展电缆相连。有的可编程控制器没有框架,各各种模块安装在基板上。用户可以选用不同档次的CPU模块,品种繁多的I/O模块和特殊功能模块,对硬件配置的选择余地较大,维修时更换模块也很方便。
图3给出了T1公司模块式可编程控制形图和I/O模块的内部结构。
(3)叠装式可编程控制器
三菱公司的FX系列可编程控制器吸取了整体式和模块式可编程控制器的优点,它的基本单元 、扩展单元和扩展模块的高度和深度相同,但是宽度不同,它们不用基板,仅用扁平电缆连接,紧密拼装后组成一个整齐的长方体,输入,输出点数的配置也相当灵活,有人将这种结构称为叠装式(见图2.4)。基本单元,扩展单元和扩展模块安装在DIN导轨(1)上,或用安装孔(2)安装,从DIN导轨上卸下来时,往下拉下子(8)用扩展电缆连接基本单元与扩展单单元扩展模块时,应打开连接插座的盖子(6)输入端子(3)和输出端子(9)上都有透明的端子美国)和(10),(5)为输入显示LED(7)为输出显示LED,基本单元上还有其他一些显示可编程控制器状态的LED(13)编程器插座在盖子(12)下面存储器盒连接器和锂电池在盖子(11)下面。



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