西門子PLC中央處理單元CPU1515-2 PN

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 PLC的工作原理以及相關(guān)的一些基本內(nèi)容在這個學(xué)習(xí)過程中很重要、以我個人的學(xué)習(xí)經(jīng)驗得出的一個結(jié)論，下一個程序的學(xué)習(xí)就是解圖與了解熟悉它的指令作用與運用，據(jù)書本的介紹與講解、其實PLC內(nèi)部電路的工作原理跟硬件的工作原理差不多，PLC內(nèi)部有計數(shù)器CNT和許多軟繼電器或繼電器軟觸點軟接線，驅(qū)動一個負(fù)載是由一些感應(yīng)器或一些開關(guān)給信號PLC、然后PLC通過接收了外部硬電路給入的信號經(jīng)過每個階段的程序一步一步的接受、后再到輸出！固定化的程序就不說了，那些都是制造廠家采用ROM存儲不變程序的！關(guān)于后備電池一般采用鋰電池作為后備電池，壽命5年至十年，若經(jīng)常帶負(fù)載一般2至5年！

    關(guān)于PLC的I/O點數(shù)容量分為三種：小型機(jī)256點以下，中型機(jī)256至1024點之間，大型機(jī)1024點以上，提供給用戶的可用資源通常用K字KW、K字節(jié)BK、或K位來表示，其中1K=1024，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示，在一些PLC中存放的程序的地址單位為步，每一步占用兩個字節(jié)，一條指令一般為一步，功能復(fù)雜的基本指令及功能指令往往有若干步、I/O點數(shù)是指外部I/O端子的數(shù)量，它決定了PLC可控制的輸入開關(guān)信號和輸出開關(guān)信號的總體數(shù)量！

    現(xiàn)場的輸入信號通過光偶合器到輸入數(shù)據(jù)寄存器，再通過數(shù)據(jù)總線送給CPU，PLC的輸入單元通常有三種類型：直流12至24V輸入，交流100至120V或200至240V輸入，交直流12至24V輸入，外部輸入開關(guān)通過輸入端子與PLC相連接！輸出電路的負(fù)載電源由外部提供，電源電壓大小應(yīng)根據(jù)輸出器件類型與負(fù)載要求來確定，允許輸出電流在0點5至2安，額定值與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)，電源部件將交流電源轉(zhuǎn)換成提供PLC的中央處理器、存儲器等電子電路工作所需要的直流電源，使PLC能正常工作，它的好壞直接影響PLC的功能和可靠性！PLC一般使用220伏交流電源或24伏直流電原，內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供DC5V、正負(fù)12V、24V等直流電源！驅(qū)動PLC負(fù)載的電源一般由用戶提供！

    PLC是順序地執(zhí)行其內(nèi)部存儲的程序來完成某一工作任務(wù)的、程序的輸入裝置稱為編程器！智能接口模塊是一個獨立的計算機(jī)系統(tǒng)，從模塊組成結(jié)構(gòu)上看、它有自己的CPU、系統(tǒng)程序、存儲器以及接口電路等，它與PLC的CPU通過系統(tǒng)總線相連接，進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，并在CPU模塊的協(xié)調(diào)下獨立地進(jìn)行工作！工作過程：PLC控制任務(wù)的完成是在硬件的支持下，通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的！PLC確定了工作任務(wù)，裝入了程序成為一種機(jī)，它采用循環(huán)掃描的工作方式，系統(tǒng)工作任務(wù)管理及用戶程序的執(zhí)行通過循環(huán)掃描的方式來完成！巡回掃描的工作機(jī)制：初始化，PLC上電后首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，清除內(nèi)部繼電器區(qū)、復(fù)位定時器等！通信服務(wù)與自診斷階段，在此階段、PLC中的CPU完成一些與編程器或其他外部設(shè)備的通信，完成數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送任務(wù)、響應(yīng)編程器鍵入的命令、更新編程器顯示內(nèi)容、更新時鐘和特殊寄存器內(nèi)容工作，程序語法一旦出錯或異常，CPU能跟據(jù)錯誤類型和程序內(nèi)容產(chǎn)生提示信息，甚至停止掃描或強(qiáng)制為STOP狀態(tài)！執(zhí)行用戶程序掃描階段：此階段包括輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出處理3個階段！數(shù)據(jù)I/O掃描階段：此階段將輸入現(xiàn)場信號掃描輸入映像寄存器，將輸出映像寄存器的結(jié)果去驅(qū)動生產(chǎn)現(xiàn)場！PLC的工作過程：在正常情況下，一個用戶程序掃描周期由3個階段組成：輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段、輸出處理階段，PLC的核心模塊CPU不能直接與外部接線端子聯(lián)系，送到PLC端子上的輸入信號、然后經(jīng)過電平轉(zhuǎn)換、光電隔離、濾波處理等一系列電路進(jìn)入緩沖器等待采樣，沒有CPU采樣允許，外界信號是不能進(jìn)入內(nèi)存的，在PLC的存儲器中有一個專門存放I/O信號狀態(tài)的區(qū)域，稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器！PLC梯形圖中別的編程元件也有對應(yīng)的映像存儲區(qū)，它們稱為元件映像寄存器！

    在輸入處理階段，PLC現(xiàn)場全部輸入設(shè)備如按鈕、速度繼電器等的接通/斷開狀態(tài)讀入輸入映像寄存器，外接輸入設(shè)備的觸點接通時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為1，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的動合觸點接通，動斷觸點斷開。外接的輸入觸點電路斷開時，對應(yīng)的輸入映像寄存器為0，梯形圖中對應(yīng)的輸入繼電器的動合觸點斷開，動斷觸點接通！值得注意的是，只有在采樣時刻，輸入映像寄存器中的內(nèi)容才與輸入信號*，而其他時間范圍內(nèi)輸入信號的變化是不會影響輸入映像寄存器中的內(nèi)容的，輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入！因此，如果輸入是脈沖信號、則該脈沖信號的換度必須大于一個掃描周期、才能保證在任何情況下該輸入均能被讀入！