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通常可用的 I/O(单侧配置)
在单侧配置中,I/O 模块具有单通道设计,仅由两个中央控制器中的一个来寻址。单侧 I/O 模块可插到中央控制器和/或扩展单元/分布式 I/O 设备中。
在 I/O 寻址设备工作正常的情况下,从单侧读入的信息始终提供给两个中央控制器。发生故障时,受影响的中央控制器的 I/O 模块将停止工作。
单侧配置用于:
不需要很高可用性的工厂部分。
连接基于用户程序的冗余I/O。此时,必须对系统进行对称设置。
高可用性(切换式配置)
在切换式配置中,I/O 模块采用单通道设计,但它们将由两个中央控制器通过冗余 PROFIBUSDP 来寻址。在切换式配置中运行的 I/O 模块只能插到 ET200M 分布式 I/O 设备中。
通过 PROFIBUSDP 连接到中央控制器。
I/O 冗余
冗余 I/O 模块以冗余方式成对配置。使用冗余 I/O 可以实现高程度的可用性,因为通过这种方式,可以承受 CPU、PROFIBUS 或信号模块出现故障。
一个控制系统的规模有时按照它大能够控制的I/O点的数量来定的。模拟量和开关量在控制系统中,另一个常见的术语就是模拟量和开关量。不论输入还是输出,一个参数要么是模拟量,要么是开关量。模拟量指控制系统量的大小是一个在一定范围内变化的连续数值,比如温度,从-度,压力从-MPA,液位从-米,电动阀门的开度从-%,等等,这些量都是模拟量。而开关量指该物理量只有两种状态,如开关的导通和断开的状态,继电器的闭合和打开,电磁阀的通和断,等等
PLC工作过程框图
1)每次扫描用户程序之前,都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/O部分、存储器、CPU等,发现异常停机显示出错。若自诊断正常,继续向下扫描。
2)PLC检查是否有与编程器和计算机的通信请求,若有则进行相应处理,如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据,并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有与计算机等的通信请求,也在这段时间完成数据的接受和发送任务。
3)PLC的*处理器对各个输入端进行扫描,将输人端的状态送到输入状态寄存器中,这就是输入采样阶段。
4)*处理器CPU将指令逐条调出并执行,以对输人和原输出状态(这些状态统称为数据)进行“处理",即按程序对数据进行逻辑、算术运算,再将正确的送到输出状态寄存器中,这就是程序执行阶段。
5)当所有的指令执行完毕时,集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号,以驱动被控设备,这就是输出刷新阶段。
PLC经过这五个阶段的工作过程,称为一个扫描周期。完成一个周期后,又重新执行上述过程,扫描周而复始地进行。扫描周期是PLC的重要指标之一,在不考虑*二个因素(与编程器等通信)时,扫描周期T为:
T=(读入一点时间×输入点数)+(运算速度×程序步数)+(输出一点时间×输出点数)十故障诊断时间
显然扫描时间主要取决于程序的长短,一般每秒钟可扫描数十次以上,这对于工业设备通常没有什么影响。但对控制时间要求较严格,响应速度要求快的系统,就应该精确的计算响应时间,细心编排程序,合理安排指令的顺序,以尽可能减少扫描周期造成的响应延时等不良影响。
PLC与继电接触器控制的重要区别之一就是工作方式不同。继电接触器控制是按“并行"方式工作的,也就是说是按同时执行的方式工作的,只要形成电流通路,就可能有几个继电器同时动作。而PLC是以反复扫描的式工作的,它是循环地连续逐条执行程序,任一时刻它只能执行一条指令,这就是说PLC是以“串行"方式工作的。这种串行工作方式可以避免继电接触器控制的触点竞争和时序失配问题。
总之,采用循环扫描的工作方式也是PLC区别于微机的较大特点,使用者应特别注意。
FN2N PLC 的规格及组成
FN2N系列PLC有FN2N16、FN2N32、FN2N48、FN2N64、FN2N80 、FN2N128等, FN2N 32,主要由以下几个部分构成:
1、控制单元:设有与编程器,计算机的接口,与I/O扩展单元相连的扩展口,输入、输出端子、电源输入和输出端子,FN2N有16个输入点和16个输出点。
2、扩展单元。
3、智能单元。
4、链接单元。
5、编程工具:使用MELSOFT GX Developer编程软件
S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。2.SIMATICS7-300PLCS7-300是模块化小型PLC系统,能满足中等性能要求的应用。各种单独西门子PLC之S7家族的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。与S7-200PLC比较,S7-300PLC采用模块化结构,具备高速(0.6~0.1μs)的指令运算速度;用浮点数运算比较有效地实现了更为复杂的算术运算;一个带标准用户接口的软件工具方便用户给所有模块进行参数赋值;方便的人机界面服务已经集成在S7-300操作系统内,人机对话的编程要求大大减少。
SIMATIC人机界面(HMI)从S7-300中取得数据,S7-300按用户的刷新速度传送这些数据。S7-300操作系统自动地处理数据的传送;CPU的智能化的诊断系统连续系统的功能是否正常、记录错误和特殊系统事件(例如:**时,模块更换,等等);多级口令保护可以使用户高度、有效地保护其技术机密,防止未经允许的复制和修改;S7-300PLC设有操作方式选择开关,操作方式选择开关像钥匙一样可以拔出,当钥匙拔出时,就不能改变操作方式,这样就可防止删除或改写用户程序。
具备强大的通信功能,S7-300PLC可通过编程软件Step7的用户界面提供通信组态功能,这使得组态非常容易、简单。S7-300PLC具有多种不同的通信接口,并通过多种通信处理器来连接AS-I总线接口和工业以太网总线系统;串行通信处理器用来连接点到点的通信系统;多点接口(MPI)集成在CPU中,用于同时连接编程器、PC机、人机界面系统及其他SIMATICS7/M7/C7等自动化控制系统。3.SIMATICS7-400PLCS7-400PLC是用于中、高档性能范围的可编程序控制器。
S7-400PLC采用模块化无风扇的设计,可靠耐用,同时可以选用多种级别(功能逐步升级)的CPU,并配有多种通用功能的模板,这使用户能根据需要组合成不同的系统。当控制系统规模扩大或升级时,只要适当地增加一些模板,便能使系统升级和充分满足需要。4工作原理编辑当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。
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。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。即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用