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西门子PLC的分类工作原理及优点

2019-10-07 06:28:48 | 来源: 凉菜

西门子PLC的分类、工作原理及优点

德国西门子公司生产的可编程序控制器在我国应用相当广泛,普及在化工、印刷生产线等领域。西门子公司的PLC产品包括LOGO、S、S等,其中S7系列PLC体积小、速度快、标准化,具有络通信能力,功能更强,可靠性高。下面为您介绍一下西门子PLC的分类、工作原理及优点。

西门子PLC的分类

可编程控制器是由现代化生产的需要而产生的,可编程序控制器的分类也必然要符合现代化生产的需求。一般来说可以从三个角度对可编程序控制器进行分类。其一是从可编程序控制器的控制规模大小去分类,其二是从可编程序控制器的性能高低去分类,其三是从可编程序控制器的结构特点去分类。

(一)控制规模

可以分为大型机、中型机和小型机。

1、小型机:小型机的控制点一般在256点之内,适合于单机控制或小型系统的控制。西门子小型机有S:处理速度0.8~1.2ms ;存贮器2k ;数字量248点;模拟量35路 。

2、中型机:中型机的控制点一般不大于2048点,可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控,它适合中型或大型控制系统。

西门子中型机有S:处理速度0.8~1.2ms ;存贮器2k ;数字量1024点;模拟量128路 ;络PROFIBUS;工业以太;MPI。

3、大型机:大型机的控制点一般大于2048点,不仅能完成较复杂的算术运算还能进行复杂的矩阵运算。它不仅可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。西门子大型机有S :处理速度0.3ms / 1k字;存贮器512k ;I/O点12672;

(二)控制性能

可以分为高档机、中档机和低档机。

1、低档机

这类可编程序控制器,具有基本的控制功能和一般的运算能力。工作速度比较低,能带的输入和输出模块的数量比较少。比如,德国SIEMENS公司生产的S就属于这一类。

2、中档机

这类可编程序控制器,具有较强的控制功能和较强的运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算,也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快,能带的输入输出模块的数量也比较多,输入和输出模块的种类也比较多。比如,德国SIEMENS公司生产的S就属于这一类。

3、高档机

这类可编程序控制器,具有强大的控制功能和强大的运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算,还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快,能带的输入输出模块的数量很多,输入和输出模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联中一般做主站使用。比如,德国SIEMENS公司生产的S就属于这一类。

(三)结构

1、整体式

整体式结构的可编程序控制器把电源、CPU、存储器、I/O系统都集成在一个单元内,该单元叫做作基本单元,一个基本单元就是一台完整的PLC,控制点数不符合需要时,可再接扩展单元。整体式结构的特点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便。

2、组合式

组合式结构的可编程序控制器是把PLC系统的各个组成部分按功能分成若干个模块,如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等等,其中各模块功能比较单一,模块的种类却日趋丰富,比如,一些可编程序控制器,除了-些基本的I/O模块外,还有一些特殊功能模块,像温度检测模块、位置检测模块、PID控制模块、通讯模块等等。组合式结构的PLC特点是CPU、输入、输出均为独立的模块,模块尺寸统一、安装整齐、I/O点选型自由、安装调试、扩展、维修方便。3、叠装式

叠装式结构集整体式结构的紧凑、体积小、安装方便和组合式结构的I/O点搭配灵话、安装整齐的优点于一身,它也是由各个单元的组合构成。其特点是CPU自成独立的基本单元(由CPU和一定的I/O点组成),其它I/O模块为扩展单元,在安装时不用基板,仅用电缆进行单元间的联接,各个单元可以一个个地叠装。使系统达到配置灵活、体积小巧。

西门子PLC的工作原理

当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段,完成上述三个阶段称作一个扫描周期,在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。

1、输入采样

在输入采样阶段,PLC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映象区中的相应得单元内。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。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

2、用户程序执行

在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是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。

3、输出刷新

当扫描用户程序结束后,PLC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的真正输出。

西门子PLC的优点

(1)可靠

PLC不需要大量的活动元件和连线电子元件。它的连线大大减少。与此同时,系统的维修简单,维修时间短。Plc采用了一系列可靠性设计的方法进行设计。例如:冗余的设计。断电保护,故障诊断和信息保护及恢复。PLC是为工业生产过程控制而专门设计的控制装置,它具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件。采用了精简化的编程语言。编程出错率大大降低。

(2)易操作

PLC有较高的易操作性。它具有编程简单,操作方便,维修容易等特点,一般不容易发生操作的错误。对PLC的操作包括程序输入和程序更改的操作。程序的输入直接可接显示,更改程序的操作也可以直接根据所需要的地址编号或接点号进行搜索或程序寻找,然后进行更改。PLC有多种程序设计语言可供使用。用于梯形图与电气原理图较为接近。容易掌握和理解。PLC具有的自诊断功能对维修人员维修技能的要求降低。当系统发生故障时,通过硬件和软件的自诊断,维修人员可以很快找到故障的部位。

(3)灵活

PLC采用的编程语言有梯形图、布尔助记符、功能表图、功能模块和语句描述编程语言。编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展。操作十分灵活方便,监视和控制变量十分容易。

以上是为您介绍的西门子PLC的分类、工作原理及优点。由最初发展至今,S3、S5系列PLC已逐步退出市场,停止生产,而S7系列PLC发展成为了西门子自动化系统的控制核心,而TDC系统沿用SIMADYN D技术内核,是对S7系列产品的进一步升级,它是西门子自动化系统最尖端,功能最强的可编程控制器。

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