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储器等电路提供5V、±12V、24V等直流电源,使PLC能正常工作。
5、接口模块
接口模块用于将扩展单元或功能模块与基本单元相连,使PLC的配置更加灵活,以满足不同控制系统的需要。
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。 7、编程器
过去的编程设备一般是编程器,其功能仅限于用户程序读写和调试。 8、其他部分
需要时,PLC可配有存储器卡、电池卡等。
3.1.6 可编程控制器的工作原理
PLC是一种工业控制计算机,故它的工作原理是建立在计算机工作原理之上,即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的,但是 CPU是以分时操作方式来处理各项任务的,计算机在每一瞬间只能做一件事,所以程序的执行是按程序顺序依次完成相应各电器的动作,所以它属于串行工作方式。
概括而言,PLC是按集中输入、集中输出,周期性循环扫描的方式进行工作的。
3.2 系统的输入/输出信号
3.2.1 输入信号分析
输入设备用于产生输入控制信号,本设计中输入设备包括以下几种: 1、启动按钮和停止按钮 2、备用按钮 3、切换开关
根据系统控制要求,输入信号分析如下: 启动信号1个; 停止信号1个;
手动/自动切换信号1个; 备用输入信号1个; 手动辅助泵输入信号1个; 消防/生活切换信号1个。
开关量输入信号共6个,输入设备及其电气符号如表3.1所示。
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表3.1 输入设备及其电气符号 输入信号名称 手动/自动切换按钮 备用按钮 手动辅助泵按钮 启动按钮 停止按钮 消防/生活切换按钮 电气符号 SF1 SF2 SF3 SF4 SF5 SF6
3.2.2 输出信号分析
输出设备是PLC的输出信号驱动的执行元件,本设计中由PLC输出控制的信号有:变频接触器信号、工频接触器信号、辅助泵接触器信号、变频器接触器信号等。
根据系统控制要求,输出控制信号分析如下: 1号变频接触器驱动信号1个; 2号变频接触器驱动信号1个; 3号变频接触器驱动信号1个; 1号工频接触器驱动信号1个; 2号工频接触器驱动信号1个; 3号工频接触器驱动信号1个; 辅助泵接触器驱动信号1个; 变频器接触器驱动信号1个。
输出开关量共8个,输出设备及其电气符号如表3.2所示。
表3.2输出设备及其电气符号
输出设备名称 1号变频接触器 2号变频接触器 电气符号 QA1 QA2 10
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续表3.2
3号变频接触器 1号工频接触器 2号工频接触器 3号工频接触器 辅助泵接触器 频器接触器 QA3 QA4 QA5 QA6 QA7 QA8
3.3 PLC选择及扩展模块的选择
3.3.1 PLC的选择
PLC诞生不久即显示了其在工业控制中的重要地位,目前国际上生产PLC的公司有很多,如德国的西门子、日本的三菱、欧姆龙、松下;法国的TE、施耐德、韩国的三星等。
本设计选用的是德国西门子公司生产的S7-200系列的PLC。
S7-200系列PLC是西门子公司生产的一种小型PLC,其许多功能已经达到大、中型PLC的水平,而价格却和小型PLC的一样。
CPU22*系列PLC它有如下六种不同结构的配置单元: (1)CPU221。
本机集成6输入/4输出,无扩展能力。 (2)CPU222。
本机集成8输入/6输出,最多可扩展2个模块。 (3)CPU224。
本机集成14输入/10输出,最多可扩展7个模块。 (4)CPU224XP。
本机集成14输入/10输出,最多可扩展7个模块,并且在主机上增加了2输入/1输出的模拟量单元和一个通信口。
(1) CPU226
本机集成24输入/16输出,最多可扩展7个模块,具有2个通信口。
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3.3.2 PLC型号选择
综上所述,根据I/O点数选择PLC型号为S7-200CPU224。
3.3.3 扩展模块的选择
S7-200系列的PLC的主机提供一定数量的数字量I/O和模拟量I/O,当CPU的I/O点数不够用或需要进行特殊功能的控制时,就要进行I/O的扩展。I/O扩展包括I/O点数的扩展和功能模块的扩展。不同的CPU有不同的扩展规范,它主要受CPU的功能限制。
S7-200PLC的I/O扩展模块有:
(1)输入扩展模块EM221 共有3种,即:8点和16点DC、8点AC。 (2)输出扩展模块EM222 共有5种,即8点DC和4点DC、8点AC、8点接触器和4点接触器。
(3)输入/输出混合扩展模块EM223 共有6种。其中DC输入/DC输出的有三种,DC输入/接触器输出的有三种,它们对应的输入/输出点数分别为4点、8点和16点。
(4)模拟量输入扩展模块EM231 共有3种:
(5)模拟量输出扩展模块EM232 只有一种2路模拟量输出的扩展模块。 (6)模拟量输入/输出扩展模块EM235只有一种4路AI/1路AO(占用2路输出地址)。
本系统本设计的CPU224 与EM235模块连接方式如图3.1所示。
主机 CPU224 AC/DC 图3.1 模块连接方式
模块1 EM235 各模块的编址如表3.3所示。
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