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简答题PLC的硬件指的是哪些部件?它们的作用是什么?
  • P.LC的基本结构由中央处理器(CPU),存储器,输入、输出接口,电源,扩展接口,通信接口,编程工具,智能I/O接口,智能单元等组成。
    1)中央处理器(CPU)
    中央处理器(CPU)其主要作用有
    ①接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。
    ②诊断PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误。
    ③用扫描的方式通过I∕O部件接收现场的状态或数据,并存入输入映像存储器或数据存储器中。
    ④PLC进入运行状态后,从存储器逐条读取用户指令,解释并按指令规定的任务进行数据传送、逻辑或算术运算等;根据运算结果,更新有关标志位的状态和输出映像存储器的内容,再经输出部件实现输出控制、制表打印或数据通信等功能。
    2)存储器
    PLC存储器是用来存放系统程序、用户程序和运行数据的单元。按其作用有系统存储器与用户存储器。
    系统存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序,并固化在只读存储器ROM内,用户不能直接更改。他使PLC具有基本的功能,能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序内容主要包括三部分。第一部分为系统管理程序,他主要控制PLC的运行,使整个PLC按部就班地工作。第二部分为用户指令解释程序,通过用户解释程序,将PLC的编程语言变为机器语言指令,再由CPU执行这些指令。第三部分为标准程序模块与系统调用程序,他包括许多不同功能的子程序及其调用管理程序,如完成输入、输出及特殊运算等的子程序。PLC的具体工作都是由系统程序来完成的,这部分程序的多少也决定了PLC性能的高低。
    用户存储器包括用户程序存储器(程序区)和功能存储器(数据区)两部分。用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同,可以是随机存储器RAM(有掉电保护)、可擦可编程只读存储器EPROM或电擦除可编程只读存储器EEPROM,其内容可以由用户任意修改或增删。用户功能存储器是用来存放(记忆)用户程序中使用的ON/OF状态、数值数据等,由于这些数据是不断变化的,因此用随机存取存储器RAM来组成功能存储器,他构成PLC的各种内部器件,也称“软元件”。用户存储器容量的大小,关系到用户程序容量的大小和内部器件的多少,是反映PLC性能的重要指标之一。
    3)输入、输出接口
    输入、输出接口是PLC与外界连接的接口。输入接口用来接收和采集两种类型的输入信号,一类是由按钮、选择开关、行程开关、继电器触点、接近开关、光电开关、数字拨码开关等的开关量输入信号;另一类是由电位器、测速发电机和各种变换器等传来的模拟量输入信号。输出接口用来连接被控对象中各种执行元件,如接触器、电磁阀、指示灯、调节阀(模拟量)、调速装置(模拟量)等。
    输入、输出接口有数字量(包括开关量)输入、输出和模拟量输入、输出两种形式。数字量输入、输出接口的作用是将外部控制现场的数字信号与PLC内部信号的电平相互转换;而模拟量输入、输出接口作用是将外部控制现场的模拟信号与PLC内部的数字信号相互转换。输入、输出接口一般都具有光电隔离和滤波,其作用是把PLC与外部电路隔离开,以提高PLC的抗干扰能力。
    4)电源
    PLC一般使用220V 单相交流电源,电源部件将交流电转换成中央处理器、存储器等电路工作所需的直流电,保证PLC的正常工作。对于小型整体式可编程控制器内部有一个开关稳压电源,此电源一方面可为CPU、I/O单元及扩展单元提供直流5V 工作电源,另一方面可为外部输入元件提供直流24V 电源。
    5)扩展接口
    扩展接口用于将扩展单元与基本单元相连,使PLC的配置更加灵活,以满足不同控制系统的需求。
    6)通信接口
    为了实现“人—机”或“机—机”之间的对话,PLC配有多种通信接口。PLC通过这些通信接口可以与监视器、打印机及其他的PLC或计算机相连。
    7)智能I/O接口
    为了满足工业上更加复杂的控制需要,PLC配有多种智能I∕O接口,如满足位置调节需要的位置闭环控制模块,对高速脉冲进行计数和处理的高速计数模块等。这类智能模块都有其自身的处理器系统。通过智能I∕O接口,用户可方便的构成各种工业控制系统,实现各种控制功能。
    8)编程工具
    编程工具是供用户进行程序的编制、编辑、调试和监视用的设备。最常用的是编程器。编程器有简易型和智能型两类。简易型的编程器只能联机编程,且往往是先将梯形图转化为机器语言助记符(指令表)后才能输入。他一般是由简易键盘和发光二极管或其他显示器件组成。智能型编程器又称图形编程器,他可以联机、也可以脱机编程,具有LCD或CRT图形显示功能,可以直接输入梯形图和通过屏幕对话。
    9)智能单元
    各型PLC都有一些智能单元,他们一般都有自己的CPU,具有自己的系统软件,能独立完成一项专门的工作。智能单元通过总线与主机相联,通过通信方式接受主机的管理。
    10)其他部件
    PLC还可配有盒式磁带机、EPROM写入器、存储器卡等其他外部设备。
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