西门子伺服驱动器代理商|一级代理商

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PLC由哪几部分硬件组成？
PLC的硬件一般由主机、I/O扩展机及外部设备组成。
（1）主机包括：微处理器（MPU）。常用的微处理器有：Z80A、8085、M6800、M6809、8086、M68000。单片机有：8039、8031、M6801。
存储器：PLC的存储器用于存储程序和数据，一般采用ROM或EPROM。
I/O接口：I/O接口是主机与外部设备、I/O模块等的连接部件，用于扩弃PLC总线的驱动能力输入输出点数。
（2）电源：电压范围在160VAC-260VAC。
（3）输入/输出模块：用于调理输入输出信号，对输入信号进行滤波、隔离、电平转换等。包括直流开关量输入模块，交流开关量输入模块，直流开关量输出模块，交流开关量输出模块。
（4）功能模块：包括A/D模块和D/A模块，温度传感器模块，高速计数模块，PID模块，远程I/O模块，通讯模块。
（5）扩展口
（6）编程器
（7）其他外设：打印机，显示器。

“独立型”PLC又称“通用型”PLC。独立型PLC是独立于CNC装置，具有完备的硬件和软件功能，能够独立完成规定控制任务的装置。采用独立型PLC的数控机床系统框图如图1所示：

图1  具有独立型PLC的CNC机床系统框图
独立型PLC有如下特点：  
1）独立型PLC具有如下基本的功能结构：CPU及其控制电路，系统程序存储器，用户程序存储器、输入／输出接口电路、与编程机等外部设备通信的接口和电源等（参见图5-2）。
2）独立型PLC一般采用积木式模块化结构或笼式插板式结构，各功能电路多做成独立的模块或印刷电路插板，具有安装方便，功能易于扩展和变等优点。例如，可采用通信模块与外部输入输出设备、编程设备、上位机、下位机等进行数据交换；采用D／A模块可以对外部伺服装置直接进行控制；采用计数模块可以对加工工件数量、使用次数、回转体回转分度数等进行和控制，采用定位模块可以直接对诸如库、转台、直线运动轴等机械运动部件或装置进行控制。
3）独立型PLC的输入、输出点数可以通过I／O模块或插板的增减灵活配置。有的独立型PLC还可通过多个远程终端连接器构成有大量输入、点的网络，以实现大范围的集中控制。
在独立型PLC中，那些专为用于FMS、FA而开发的独立型PLC具有强大的数据处理、通信和诊断功能，主要用作“单元控制器”，是现代自动化生产制造系统重要的控制装置。独立型PLC也用于单机控制。国外有些数控机床制造厂家，或是为了展示自己长期形成的技术特色，或是为了保守某些技术绝窍，或纯粹是因管理上的需要，在购进的CNC系统中，舍弃了PLC功能，而采用外购或自行开发的独立型PLC作控制器，这种情况在从日本、欧美引进的数控机床中屡见不鲜。
国内已引进应用的独立型PLC有：Siemens公司的SIMATI  C S5系列产品；A-B公司的PLC系列产品；FANUC公司的PMC-J等

  PLC的*处理器（CPU 一般由控制器、运算器和寄存器组成，这些电路都集成在一个芯片内。CPU通过数据总线、地址总线和控制总线与存储单元、输入/输出接口电路相连接。
 
    与一般的计算机一样，CPU是整个PLC的控制**，它按PLC中系统程序赋予的功能指挥PLC有条不紊的进行工作。CPU主要完成下述工作：
 
    （1）接收、存储用户通过编程器等输入设备输入的程序和数据。
 
    （2）用扫描的方式通过I/O部件接收现场信号的状态或数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。
 
    （3）诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
 
    （4） PLC进入运行状态后，执行用户程序，完成各种数据的处理、传输和存储相应的内部控制信号，以完成用户指令规定的各种操作。
 
    （5）响应各种外围设备(如编程器、打印机等）的请求。
 
    PLC采用的CPU随机型不同而不同， 目前，小型PLC为单CPU系统，中型及大型则采用双CPU甚至多CPU系统。目前，PLC通常采用的微处理器有三种：通用微处理器、单片微处理器（即单片机）、位片式微处理器

选择能满足控制要求的适当型号的PLC是应用设计中至关重要的一步。目前，国内外PLC生产厂家生产的PLC品种已达数百种，其性能各有特点。所以，在设计时，首先要尽可能考虑采用与正在使用的同系列的PLC，以便于学习和掌握，其次是备件的通用性，可减少PLC的投资。

①PLC的型号 在满足控制要求的前提下，选型时应选择佳的性能价格比，具体应考虑以下几点。

a.性能与任务相适应 对于开关量控制的应用系统，当对控制速度要求不高时，可选用小型PLC(如欧姆龙公司C系列CPM1A/CPM2A型PLC)就能满足要求。如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。

对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带D/A 转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器(对温度控制系统可选用温度传感器直接输入的温度模块)和驱动装置，并且选择运算功能较强的小型PLC(如欧姆龙公司的CQM1/CQM1H型PLC)。

对于控制比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联网等，可选用中、大型PLC(如欧姆龙公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PIC)。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，以组成一个分布式的控制系统。

L.PLC的处理速度应满足实时控制的要求PLC工作时，从输入信号到输出控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般的工业控制是允许的，但有些设备的实时性要求较高，不允许有较大的滞后时间。例如PLC的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序的长短对系统的确应速度会有较大的差别，滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间(普通继电器的动作时间约为100ms)，否则就没有意义了。通常为了提高PLC的处理速度，可以采用以下几种方法。

· 选择CPU处理速度快的PLC，使执行一条基本指令的时间不过0.5grs. · 优化应用软件，缩短扫描周期。

· 采用高速响应模块，例如高速计数模块，其响应的时间可以不受PLC扫描周期的影响，而只取决于硬件的延时。

6.在线编程和离线编程的选择小型PLC一般使用简易编程器。它必须插在PLC上才能进行编程操作，其特点是编程器与PLC共用一个CPU，在编程器上有一个"运行/监控/编程(RUN/MONITOR/PROGRAM)"选择开关，当需要编程或修改程序时，将选择开关转到“编程(PROGRAM)”位置，这时PLC的CPU不执行用户程序，只为编程器服务，这就是“离线编程”。当程序编好后再把选择开关转到“运行(RUN)”位置，CPU 则去执行用户程序，对系统实施控制。简易编程器结构简单、体积小、携带方便，很适合在生产现场调试、修改程序用。

图形编程器或者个人计算机与编程软件包配合可实现在线编程。PLC和图形编程器各有自己的CPU，编程器的CPU可随时对键盘输入的各种编程指令进行处理；PLC的CPU 主要完成对现场的控制，并在一个扫描周期的末尾与编程器通信，编程器将编好或修改好的程序发送给PLC，在下一个扫描周期，PLC将按照修改后的程序或参数控制，实现"在线编程"。图形编程器价格较贵，但它功能强，适应范围广，不仅可以用指令语句编程，还可以直接用梯形图编程，并可存入磁盘或用打印机打印出梯形图和程序。一般大、中型PLC 多采用图形编程器。使用个人计算机进行在线编程，可省去图形编程器，但需要编程软件包的支持，其功能类似于图形编程器。

②PLC容量估算PLC容量包括两个方面：一是I/O的点数，二是用户存储器的容量。

a.I/O点数的估算 根据被控列象的输入信号和输出信号的总点数，并考虑到今后调整和扩充，一般应加上10%~15%的备用量。

b.用户存储器容量的估算 用户应用程序占用多少内存与许多因素有关，如I/O点数、控制要求、运算处理量、程序结构等。因此在程序设计之前只能相略的估算。根据经验，每个I/O点及有关功能器件占用的内存大致如下。

开关量输入：所需存储器字数=输入点数×10。开关量输出：所需存储器字数=输出点数×8。

定时器/计数器：所需存储器字数=定时器/计数器数量×2。模拟量：所需存储器字数=模拟量通道数×100。通信接口：所需存储器字数=接口个数×300。根据存储器的总字数再加上一个备用量。

③I/O模块的选择

开关量输入模块的选择PLC的输入模块用来检测来自现场(如按钮、行程开关、温控开关、压力开关等)的高电平信号，并将其转换为PLC内部的低电平信号。