PLC硬件系統(tǒng)設計
(1) PLC 型號的選擇
① 對輸入 / 輸出點的選擇
② 對存儲容量的選擇
③ 對 I/O 響應時間的選擇
④ 根據輸出負載的特點選型
⑤ 對在線和離線編程的選擇
⑥ 據是否聯(lián)網通信選型
⑦ 對 PLC 結構形式的選擇
(2)分配輸入 / 輸出點
① 確定 I/O 通道范圍
②確定內部輔助繼電器
③ 分配定時器 / 計數器
CPU也稱中央處理器,是由一顆或幾顆SoC芯片組成的,是PLC的核心器件;CPU的作用是取內存儲存到的邏輯指令向系統(tǒng)的各個單元發(fā)令,同時對被測參數進行巡回檢測、數據處理、控制運算、報警處理及邏輯判斷等,以實現(xiàn)對整個PLC工作程序的控制及處理;PLC有用8位或者16位MCU作CPU,還有搭配FPGA的,品牌有西門子、微芯、恩智浦/飛思卡爾、瑞薩/NEC、芯科、AMD/賽靈思、澎湃微、中穎電子、極海、兆易創(chuàng)新等。2、指令及數據內存模塊的核心是存儲芯片,RAM、ROM、EPROM、EEPROM都有用到,RAM為隨機存儲器,一般都是CMOS型的,耗電極微,在PLC中通常用鋰電池作后備,失電時也不會丟失程序;ROM為只讀存儲器,系統(tǒng)程序固化在其中,用戶不可更改,失電不受影響;EPROM為可擦除存儲器,其寫入和擦除時都必須要用專用的寫入器和擦除器,用戶很不方便;EEPROM為電可擦除只讀存儲器,其內部的程序可通過編程器的寫入和擦除。PLC使用小容量的居多,芯片品牌有微芯、瑞薩、亞德諾/美信、超捷、英飛凌/賽普拉斯/飛索、美光、三星、芯成、兆易創(chuàng)新等。3、I/O接口是輸入(IN)/輸出(OUT)接口的簡稱,是PLC主機與被控對象進行信息交換的紐帶;PLC通過I/O接口與外部設備進行數據交換,PLC的輸入輸出信號有開關量、模擬量、數字量三種類型,所有的輸入輸出信號均經過光電等隔離,大大增強了PLC的抗干擾能力。通常的工業(yè)接口是RS232/RS422/RS485和TTL串口,使用半雙工或全雙工通信方式。
PLC常見的輸出形式有繼電器輸出、晶閘管(可控硅)輸出、晶體管輸出。繼電器輸出型熱點:CPU驅動繼電器線圈,令觸點吸合,使外部電源通過閉合的觸點驅動外部負載,其開路漏電流為零,響應時間慢(約10ms),可帶較大的外部負載;晶閘管輸出型特點:CPU通過光耦合使三端雙向可控硅通斷,以控制外部交流負載,開路漏電流大,響應時間較快(約1ms)。晶體管輸出型特點:CPU通過光耦合使晶體管通斷,以控制外部直流負載,響應時間快(約0.2ms),可帶外部負載小;
PLC的模擬量模塊是實現(xiàn)模數轉換的功能,接收工控系統(tǒng)中基本的過程信號(壓力、溫度、流量等),將這些檢測信號轉換為統(tǒng)一的電壓、電流信號,并將這些模擬量信號實時傳送、計算轉換,變成CPU可處理和控制的數值信號,從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)的監(jiān)控及控制。