河北西门子G120变频器（核心）代理商欢迎您

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PLC的硬件组成部分都有哪些
PLC的硬件主要由*处理器(CPU)、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
 
对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
 
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的，下面对PLC主要组成各部分进行简单介绍。
 
1、*处理单元(CPU)
 
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器(如Z80、8086、80286等)、单片微处理器(如8031、8096等)和位片式微处理器(如AMD29W等) 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
 
目前，小型PLC为单CPU系统，而中、大型PLC则大多为双CPU系统，甚至有些PLC中多达8 个CPU。对于双CPU系统，一般一个为字处理器，一般采用8位或16位处理器；另一个为位处理器，采用由各厂家设计制造的芯片。字处理器为主处理器，用于执行编程器接口功能，监视内部定时器，监视扫描时间，处理字节指令以及对系统总线和位处理器进行控制等。位处理器为从处理器，主要用于处理位操作指令和实现PLC编程语言向机器语言的转换。位处理器的采用,提高了PLC的速度，使PLC更好地满足实时控制要求。
 
在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：
 
1)接收从编程器输入的用户程序和数据。
 
2)诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。
 
3)通过输入接口接收现场的状态或数据，并存入输入映象寄有器或数据寄存器中。
 
4)从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。
 
5)根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映象寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。
 
2、存储器
 
存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
 
系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。
 
用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。
 
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
 
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许多PLC还提供有存储器扩展功能。
 
3、输入/输出单元
 
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
 
由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗*力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。
 
PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量(开关量)输入、数字量(开关量)输出、模拟量输入、模拟量输出等。
 
常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口。
 
常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型：是继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。
 
PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/ 输出(I/O)点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。
 
4、通信接口
 
PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。PLC与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印；与监视器连接，可将控制过程图像显示出来；与其它PLC连接，可组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制。 与计算机连接，可组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。
 
远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。
 
5、智能接口模块
 
智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。它作为PLC系统的一个模块，通过总线与PLC相连，进行数据交换，并在PLC的协调管理下独立地进行工作。
 
PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。
 
6、编程装置
 
编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC*的工具。编程装置可以是编程器，也可以是配有编程软件包的通用计算机系统。编程器是由PLC厂家生产，该厂家生产的某些PLC产品使用，它主要由键盘、显示器和外存储器接插口等部件组成。编程器有简易编程器和智能编程器两类。
 
简易型编程器只能联机编程，而且不能直接输入和编辑梯形图程序，需将梯形图程序转化为指令表程序才能输入。简易编程器体积小、价格便宜，它可以直接插在PLC的编程插座上，或者用电缆与PLC相连，以方便编程和调试。有些简易编程器带有存储盒，可用来储存用户程序，如三菱的FX-20P-E简易编程器。
 
智能编程器又称图形编程器，本质上它是一台便携式计算机，如三菱的GP-80FX-E智能型编程器。它既可联机编程，又可脱机编程。可直接输入和编辑梯形图程序，使用更加直观、方便，但价格较高，操作也比较复杂。大多数智能编程器带有磁盘驱动器，提供录音机接口和打印机接口。
 
编程器只能对厂家的几种PLC进行编程，使用范围有限，价格较高。同时，由于PLC产品不断更新换代，所以编程器的生命周期也十分有限。因此，现在的趋势是使用以个人计算机为基础的编程装置，用户只要购买PLC厂家提供的编程软件和相应的硬件接口装置。这样，用户只用较少的投资即可得到高性能的PLC程序开发系统。
 
基于个人计算机的程序开发系统功能强大。它既可以编制、修改PLC的梯形图程序，又可以监视系统运行、打印文件、系统仿真等。配上相应的软件还可实现数据采集和分析等许多功能。
 
7、电源
 
PLC配有开关电源，以供内部电路使用。与普通电源相比，PLC电源的稳定性好、抗*力强。对电网提供的电源稳定度要求不高，一般允许电源电压在其额定值±15% 的范围内波动。许多PLC还向外提供直流24V稳压电源，用于对外部传感器供电。
 
8、其它外部设备
 
除了以上所述的部件和设备外，PLC还有许多外部设备，如EPROM写入器、外存储器、人/机接口装置等。
 
EPROM写入器是用来将用户程序固化到EPROM存储器中的一种PLC外部设备。为了使调试好用户程序不易丢失，经常用EPROM写入器将PLC内RAM保存到EPROM中。
 
PLC内部的半导体存储器称为内存储器。有时可用外部的磁带、磁盘和用半导体存储器作成的存储盒等来存储PLC的用户程序，这些存储器件称为外存储器。外存储器一般是通过编程器或其它智能模块提供的接口，实现与内存储器之间相互传送用户程序。
 
人/机接口装置是用来实现操作人员与PLC控制系统的对话。较简单、较普遍的人/机接口装置由安装在控制台上的按钮、转换开关、拨码开关、指示灯、LED显示器、声光报警器等器件构成。对于PLC系统，还可采用半智能型CRT人/机接口装置和智能型终端人/机接口装置。半智能型CRT人/机接口装置可*安装在控制台上，通过通信接口接收来自PLC的信息并在CRT上显示出来；而智能型终端人/机接口装置有自己的微处理器和存储器，能够与操作人员快速交换信息，并通过通信接口与PLC相连，也可作为独立的节点接入PLC网络。

如何实现PLC程序的稳定性

工控重要的*是安稳,第二是安稳,第三还是安稳,而安稳不单是硬件方面,软件其实也十分重要,再有就是抗于扰。这儿只谈PLC软件。
 
我把PLC程序规范为以下几个组成部分：
 
一、体系初始化，
 
二、进程或状况的描绘(相当于继电、接触操控中的中心继电器)，
 
三、人机操作操控(手动操作，参数修改等)，
 
四、设备操控输出(电机、阀等)，
 
五、通信(各操控设备间的互锁和数据交换)、
 
六、进程或状况的毛病描绘，
 
七、报警输出和毛病方位等信息显示，
 
八、生产进程报表(产、质量等)。
 
下面首要谈谈进程或状况的描绘和设备操控输出，由于这基本上是程序的首要部分。
 
程序好坏的规范：安稳、易调试、易修改、易扩展、易读、实时性(快)。在这么多年的实践中，我感到先由进程或状况的描绘得到各种状况变量，再对设备输出进行编程能比较好的到达上述方针，或许它在快的方面有所欠缺(由于程序长一些)但这完*够从其它方面得到解决(例如中止)。这种想法首要源自数学上的状况方程：Q=f(S1，S2，S3……..,Sn)其中Q为设备输出,S1、S2、S3…….Sn为状况变量(包括输入输出)。f是由指令体系组成的算法。
 
一般地，在一个体系中状况变量是断定不变的(这取决于你的状况描绘)，就象组成世界的元素是是基本不变相同，所以只要改变算法就能够得到不同的操控输出，因而扩展和修改都十分便利。在调试和排除毛病时，依据状况进程，能够很快找到毛病原因。由于操控输出一般都是几种状况的函数(算法)，它们是有冗余关系的，因而安稳可靠性、抗干扰性得到大大增强。

PLC故障处理及其主要部件更换
本文介绍了PLC的常见毛病和组件的替换方法，希望对从事自动化控制方面的朋友有所帮助。
 
一、PLC的毛病现象与查找处理
 
1、毛病现象：PLC中止在某些输出被鼓励的当地(通常是处于中间状况)。查找与处理：查找引起下一步操作发生的信号(输入、定时器、线川、鼓轮控制器等)，将编程器置于显现那个信号的ON/OFF状况。
 
2、毛病现象：输入信号后编程器显现的状况与输入模块的LED指示成果不*。查找与处理：替换输入模块;若发现在扩展架上有多个模块需替换则在替换前，应先查看I/O扩展电缆和她的衔接状况。
 
3、毛病现象：输入状况与输入模块的LED指示*，而比较发光二极管与输入装置(按钮、限位开关等)的状况二者不同。查找与处理：丈量一下输入模块，若发现问题则替换I/O装置、现场接线或电源;否则，要替换输入模块。
 
4、毛病现象：信号是线川，而没有输出或输出与线川的状况不同。查找与处理：用编程器查看输出的驱动逻辑并查看程序清单。查看应按从左到右进行，找出*个不接通的触点，没有通的那个若是输入则查看该输入点。后承认使主控继电器不影响逻辑操作。
 
5、毛病现象：信号是定时器且停在小于999.9的非零值上。查找与处理：替换CPU模块。
 
6、毛病现象：该信号控制在一个计数器。查找与处理：查看控制复位的逻辑，然后是计数器信号。
二、PLC组成主要部件的替换
 
1、替换结构
 
⑴堵截AC电源;
 
⑵如装有编程器，拔掉编程器。
 
⑶从结构右端的接线端板上，拔下塑料盖板，拆去电源接线。
 
⑷拔掉一切I/O模块。如果原先在安装时有多个回路的话应记下每个模块在结构的方位，不要搞乱IU/O的接线，以便对应从头插上。
 
⑸若是CPU结构，拔除CPU组成和填充模块后将其放置适当避免破坏。
 
⑹卸去底部的二个固定结构的螺丝，松开上部二个螺丝，但不用拆掉。
 
⑺将结构向上推移一下，然后把结构向下拉出来放在侧旁。
 
⑻将拟换新结构从顶部螺丝上套进，再装上底部螺丝并均匀拧紧螺丝。
 
⑼按记录方位刺进I/O模块，避免模块插错方位引起控制体系错误操作。
 
⑽将卸下的CPU模块和填充模块从头刺进。
 
⑾在结构右边的接线端子上从头接好电源并盖好电源接线塑料盖。
 
⑿查看电源接线无误后再接通电源。
 
⒀调试整个控制体系，以确保一切的I/O模块运行正常，程序没有变化。
 
2、CPU模块的替换
 
⑴堵截电源。
 
⑵带有编程器的，拔掉编程器。
 
⑶揉捏CPU模块面板的上下紧固扣，使其脱出卡口。
 
⑷把CPU模块笔直用力从槽中拔出。
 
⑸若原CPU上装有EPROM储存器则将EPROM拔下后再装于新CPU上。
 
⑹将印刷线路板对准底部导槽后再将新CPU模块刺进底部导槽。
 
⑺小心移动CPU模块，以使CPU模块对准顶部导槽。
 
⑻把CPU模块插进结构，并把紧固扣锁进卡口。
 
⑼插上编程器。
 
⑽接通电源。
 
⑾对体系编程初始化，并把录在磁带上的程序从头装入。
 
⑿调试整个体系的操作。
 
3、I/O模块的替换
 
⑴堵截结构电源
 
⑵堵截I/O体系的电源。
 
⑶拆下I/O模块上的接线。
 
⑷视模块的类型，拆去I/O接线端的现场接线或卸下可拆式接线插座，并将每根线贴上标签与对应标记。
 
⑸向中间揉捏I/O模块的上下弹性锁扣，使它们脱出卡口。
 
⑹笔直向上拔出I/O模块。
 
⑺刺进拟换装的I/O模块。
 
⑻将I/O模块的紧固扣锁进卡口。
 
⑼按记录标签与对应标记衔接I/O模块的接线。
 
⑽接通结构电源和I/O模块体系的电源。
 
⑾调试I/O模块，承认其功能正常。

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