在我国自主品牌的PLC生产商有三十余家。在现在已经上市诸多PLC产品上,还没有形成规模化生产与品牌,乃至还有一部分要以仿造、来件拼装或“贴牌生产”方法生产制造。单单从技术性角度来说,国内中小型PLC与****中小型PLC差别已经变小,应用愈来愈多。比如和利时、深圳市汇川和无锡市信捷等公司生产的中小型PLC早已比较完善,其稳定性在很多中低端运用中得到认证,但是其名气与世界先进水平也有非常的差距。
总体来说,在我国应用的中小型可编程序控制器主要是以日本的品牌为主导,而大中小型可编程序控制器主要是以欧美品牌为主导。现阶段95%以上PLC销售市场被外国品牌所攻占。
1.2 可编程序控制器的结构和原理
1.2.1 可编程序控制器的硬件构成
可编程序控制器品种繁多,但是其结构特点和原理同样。可编程序控制器的能结构区由CPU(微处理器)、存储芯片和输入接口/输出接口三部分组成,CPU的可以是进行PLC内每一个控制与监控实际操作。微处理器一般由控制板、运算器和存储器构成。CPU经过系统总线、数据总线和控制总线与存储芯片、输入输出接口线路连接。1.2.1.2 存储芯片
在PLC中应用两类的存储芯片:一种是写保护类别的存储芯片,如EPROM和EEPROM,另一种是能读/所写的随机存储器RAM。程序存储器的类型是随机存储器(ROM),PLC的操作系统存放这儿,程序流程由生产商干固,一般不可以改动。还有的PLC允许用户并对电脑操作系统进行升级,比如西门子系统S7-200SMART和S7-1200。存储芯片里的程序流程负责解释和编译程序客户整理的程序流程、监管I/O口的情况、对PLC开展自确诊、扫描仪PLC里的程序流程等。系统软件存储芯片归属于随机存储器(RAM),主要运用于存放正中间数值和信息、管理信息系统,有些PLC生产厂家用系统软件存储芯片存放一些系统数据,如错误码等,系统软件存储芯片,错误客户对外开放。I/O情况存储芯片归属于随机存储器,用以存放I/O装置配置信息,每一个输入接口和输出接口都是在I/O印象表格中分派一个详细地址,并且这个地址是唯一的。
存贮器归属于随机存储器,主要运用于数据处理方法能,为电子计数器、计时器、算数运算全过程主要参数给予文件存储。有生产厂家将存贮器划分为固定不动存贮器和可变数据存储芯片。客户程序编写存储芯片,其种类能是随机存储器、可擦掉存储芯片(EPROM)和电擦掉存储芯片(EEPROM),PLC也可以用FLASH。客户程序编写存储芯片主要运用于储放客户整理的程序流程。随机存储器可用于储放系统程序,PLC停电后重上电,系统软件具体内容不会改变且重新执行。随机存储器也可以用于干固可执行程序和一些重要主要参数,以免因不经意错误操作而引起程序流程和信息的破坏或遗失。随机存储器中一般储放可执行程序和控制参数。当PLC处在编程工作时,CPU从RAM中取指令并实施。可执行程序实行中产生的中间结果还在RAM中临时存储。RAM一般由CMOS型集成电路芯片构成,耗小,但关闭电源时具体内容消退,因此一般使用大电容或储备锂离子电池确保断电后PLC内容在一定时间内不遗失。1.2.1.3 键入/输出接口
可编程序控制器的输入输出数据信号能是开关量信号或模拟量输入。键入/输出接口是PLC内部结构弱电安装(low power)数据信号和工业当场弱电(high power)数据信号联络的桥梁。键入/输出接口主要有两种功效,一是运用内部结构的电隔离电路将制造业当场和PLC内部结构进行隔离,起缓冲作用;二是调养数据信号,能把不一样信号(如弱电、弱电子信号)调养成CPU可以处理信号(5V、3.3V或2.7V等)键入/导出接口模块是PLC系统里面大的那一部分,键入/导出接口模块往往需要开关电源,输入电路的开关电源需要由外界给予,针对模块化的PLC还要侧板(组装声卡机架)。
(1)键入通信接口
① 输入接口电路的组成与作用 键入通信接口由接线端子排、键入调养和脉冲信号变换电源电路、控制模块情况表明、电隔离电路和多通道挑选开关模块构成,如下图1-5所显示。现场数据信号务必联接在输入端子才有可能将数据信号输入到CPU中,它带来了外界数据信号输入物理接口;调养和脉冲信号变换电源电路十分重要,能将工业生产现场数据信号(如弱电220V AC数据信号)转换成电子信号(CPU可以识别的弱电子信号);电隔离电路主要利用电隔离元器件将工业生产现场机械设备或是电输入信号和PLC的CPU信号分隔,它会保证太高的电电磁干扰和浪涌保护不串入PLC的微控制器,起缓冲作用,有三种隔离方式,用到多是光电隔离,其次变压器隔离和干簧继电器防护;当外界有信息键入时,输入模块上面有显示灯表明,这一电源电路非常简单,当配电线路含有故障,它帮助大家搜索常见故障,因为氖灯或LED灯的使用寿命非常长,并且这个灯一般是氖灯或LED灯;多通道切换开关接纳调养完成输入信号,并存储在多通道开关模块中,当键入循环系统扫描仪时,多通道开关模块中数据信号传至I/O状态寄存器中。PLC在设计过程中就考虑了电磁兼容测试(EMC)② 输入信号的机器的类型 输入信号能是离散信号和数字信号。
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当输入端是离散信号时,键入端设备型号能是行程开关、按键、压力控制器、继电器触点、限位开关、切换开关及其光电传感器等。当键入为模拟量输入时,输出设备的种类能是液位传感器、温度感应器、空气流量计、电流传感器、电压传感器及其测力传感器等。
(2)导出通信接口
SIMATIC S7-1500 PLC的开关电源分成系统软件电源和负荷开关电源,负荷电源安装与系统软件电源安装相近,并且更方便,所以仅详细介绍重装系统开关电源,实际步骤如下。
① 将U形射频连接器插进系统软件开关电源反面。
② 将系统软件开关电源放在组装滑轨上。
③ 往后旋转系统软件开关电源。
④ 开启顶盖。
⑤ 从系统软件开关电源断掉电源插头连接器的联接。
⑥ 扭紧系统软件开关电源(扭距1.5 Nm)。
⑦ 将早已接上线电源插头射频连接器插进系统软件电源芯片。
(3)组装CPU控制模块
电源芯片安装与重装系统开关电源相近,具体步骤步骤如下。
① 将U形射频连接器插进CPU后侧的右边。
② 将CPU野河用在使用滑轨上,并把它滚动至左侧的系统软件开关电源
③ 保证U形射频连接器插进系统软件开关电源,往后旋转CPU。
④ 扭紧CPU的螺丝(扭距为1.5 Nm)。
组装CPU模块平面图如下图2-35所显示。I/O控制模块、加工工艺模块和通讯模块的安装步骤与安装CPU控制模块基本一致
滑轨和控制模块安装完毕后,就需要安装I/O模块和加工工艺模块前射频连接器(具体为接线端子),后布线。
SIMATIC S7-1500 PLC前射频连接器分为三种,各是:带螺丝型接线端子的35 mm前射频连接器、带推入式接线端子的25 mm前射频连接器或带推入式接线端子的35 mm前射频连接器,如下图2-36所显示。全是40针的射频连接器,有别于S7-300前射频连接器有20针的规格型号。
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前连接器的组装如下所示。
不一样模块前连接器的组装大概相近,只以I/O控制模块前连接器的组装为例子做出说明,其组装步骤如下。
① 根据需求,关掉负荷电流开关电源。
② 将电缆线束上附加的电缆固定夹(电缆扎带)摆放在前面射频连接器上。
③ 往上转动已布线的 I/O控制模块顶盖直到其锁住。
④ 将前射频连接器连接预布线部位。需在前射频连接器挂上去I/O控制模块底端,然后将其往上转动直到前射频连接器锁住
SINAMICS系列产品控制器是西门子公司发布的新式推动商品,它运用范围广泛,适用工业应用的机器和设备生产。SINAMICS系列产品推动商品给予解决方案能够解决以下推动运用:
流程工业中泵和风机等主要运用。
离心脱水机、挤塑机、升降平台、输送带和运输等机器设备里的双轴推动运用。
纺织器材、塑料机械设备和造纸设备及其轧钢厂等设施里的多轴联动传动系统运用。
数控车床、包装设备和印刷设备等高动态伺服驱动系统运用。
SINAMICS系列产品推动产品主要分成V系列产品、G系列产品、S系列产品及其DCM系列产品
SINAMICS V系列是基本特性的推动商品,它的特点是便于组装、便于应用,而且投资成本与使用成本都比较低,操作方便,应用场景简易。
SINAMICS G系列是规范特性的推动商品,它的特点是可以拖拽感应电动机完成各种各样规范运用,这种使用对电动机的转速的动态特性规定不太高,应用场景较复杂。
SINAMICS S系列是高性能的推动商品,它的特点是可以拖拽感应电动机和同步电机进行难易度更高运用,这种运用拥有高动态特性和高精密规定,应用场景为繁杂。
SINAMICS DCM(6RA80)是新一代的直流调速器,是一款既可以用以基本上运用、可用于要求苛刻的直流电运用的调速电机系统软件。它不仅保存了上一代SIMOREG DC MASTER的优势,而且将很多以沟通交流技术性而有名气的SINAMICS工具部件花在了直流电技术中,和以往商品对比更加具有实用性和扩展性。