西门子6ES7 338-4BC01-0AB0西门子6ES7 338-4BC01-0AB0
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SIEMENS 上海赞国自动化科技有限公司
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1969年,美国数字设备公司(DEC)研制出第一台可编程控制器,用于通用汽车公司的生产线,取代生产线上的继电器控制系统,开创了工业控制的新纪元。1971年,日本开始生产可编程控制器,德、英、法等各国相继开发了适于本国的可编程控制器,并推广使用。1974年,我国也开始研制生产可编程控制器。早期的可编程控制器是为取代继电器-接触器控制系统而设计的,用于开关量控制,具有逻辑运算、计时、计数等顺序控制功能,故称之为可编程逻辑控制器PLC (Programmable Logic Controller)。
随着微电子技术、计算机技术及数字控制技术的高速发展,到80年代末,PLC技术已经很成熟,并从开关量逻辑控制扩展到计算机数字控制 (CNC) 等领域。近年生产的PLC在处理速度、控制功能、通信能力等方面均有新的突破,并向电气控制、仪表控制、计算机控制一体化方向发展,性能价格比不断提高,成为了工业自动化的支柱之一。这时候的可编程控制器的功能已不限于逻辑运算,具有了连续模拟量处理、高速计数、远程输入和输出和网络通信等功能。国际电工委员会(IEC)将可编程逻辑控制器改称为可编程控制器PC(Programmable Controller)。后来由于发现其简写与个人计算机(Personal Computer)相同,所以又重新沿用PLC的简称。
目前在世界先进工业国家PLC已经成为工业控制的标准设备,它的应用几乎覆盖了所有的工业企业。PLC技术已经成为当今世界的潮流,成为工业自动化的三大支柱(PLC技术、机器人、计算机辅助设计和制造)之一。
FX2N系列PLC硬件组成与其他类型PLC基本相同,主体由三部分组成,主要包括中央处理器CPU、存储系统和输入、输出接口。PLC的基本结构如图1-1所示。系统电源有些在CPU模块内,也有单独作为一个单元的,编程器一般看作PLC的外设。PLC内部采用总线结构,进行数据和指令的传输。
外部的开关信号、模拟信号以及各种传感器检测信号作为PLC的输入变量,它们经PLC的输入端子进入PLC的输入存储器,收集和暂存被控对象实际运行的状态信息和数据;经PLC内部运算与处理后,按被控对象实际动作要求产生输出结果;输出结果送到输出端子作为输出变量,驱动执行机构。PLC的各部分协调一致地实现对现场设备的控制。
(1)中央处理器CPU
CPU的主要作用是解释并执行用户及系统程序,通过运行用户及系统程序完成所有控制、处理、通信以及所赋予的其它功能,控制整个系统协调一致地工作。常用的CPU主要有通用微处理器、单片机和双极型位片机。
(2)存储器模块
随机存取存储器RAM用于存储PLC内部的输入、输出信息,并存储内部继电器(软继电器)、移位寄存器、数据寄存器、定时器/计数器以及累加器等的工作状态,还可存储用户正在调试和修改的程序以及各种暂存的数据、中间变量等。
只读存储器ROM用于存储系统程序。可擦除可编程序的只读存储器EPROM主要用来存放PLC的操作系统和监控程序,如果用户程序已完全调试好,也可将程序固化在EPROM中。
(3)输入输出模块
可编程序控制器是一种工业控制计算机系统,它的控制对象是工业生产过程,与DCS相似,它与工业生产过程的联系也是通过输入输出接口模块(I/O)实现的。I/O模块是可编程序控制器与生产过程相联系的桥梁。
PLC连接的过程变量按信号类型划分可分为开关量(即数字量)、模拟量和脉冲量等,相应输入输出模块可分为开关量输入模块、开关量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块和脉冲量输入模块等。
(4)编程器
编程器是PLC必不可少的重要外部设备。编程器将用户所希望的功能通过编程语言送到PLC的用户程序存储器中。编程器不仅能对程序进行写入、读出、修改,还能对PLC的工作状态进行监控,同时也是用户与PLC之间进行人机对话的界面。随着PLC的功能不断增强,编程语言多样化,编程已经可以在计算机上完成。具体介绍将在项目二、三中详细说明。
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