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Kolmorgen伺服驱动器维修触摸屏编程是否需要PLC?我可以单独对触摸屏进行编程吗?

2020-07-02 09:06分类:触摸屏维修 阅读:

 

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可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族的成员,专为工业控制应用而设计和制造. 早期的可编程控制器称为可编程逻辑控制器(简称PLC),主要用于代替继电器来实现逻辑控制. 随着技术的发展,该设备的功能已大大超出了逻辑控制的范围. 因此,今天这种设备被称为可编程控制器,或简称为PC. 但是,为了避免与“个人计算机”的缩写混淆,将可编程控制器简称为PLC.

首先,PLC的起源

1960年代,汽车生产线的自动控制系统基本上由继电器控制装置组成. 当时,对汽车的每次修改都直接导致了继电器控制装置的重新设计和安装. 随着生产的发展,汽车模型更新的周期越来越短. 这样,继电器控制装置需要频繁地重新设计和安装,这非常耗时,费力且昂贵,并且甚至阻碍更新周期的缩短. 为了改变这种状况,美国通用汽车公司于1969年公开招标,要求用新的控制装置替换继电器控制装置,并提出了十个招标指标,即:

1. 编程方便,可以在现场修改程序;

2. 模块化结构便于维护;

3. 可靠性高于继电器控制装置;

4. 音量小于继电器控制装置;

5. 数据可以直接发送到管理计算机;

6. 成本可以与继电器控制设备竞争;

7. 输入可以是115V AC;

8. 输出高于115V AC 2A,可直接驱动电磁阀接触器等;

9. 原始系统只需要在扩展时稍作更改即可.

10. 用户程序的存储容量可以扩展到至少4K.

1969年,美国数字设备公司(DEC)开发了第一台PLC,并在美国通用汽车公司的自动装配线上成功进行了测试. 这种新型的工业控制装置由于其一系列的优点,例如简单易懂,易操作,高可靠性,通用灵活性,小尺寸和长期使用,迅速在美国其他工业领域推广和应用. 生活. 到1971年,它已成功用于食品,饮料,冶金和造纸行业.

这种新型工业控制设备的出现也受到了世界其他国家的极大关注. 1971年,日本从美国引进了这项新技术,并很快开发出日本第一台PLC. 1973年,西欧国家也开发了他们的第一个PLC. 我国从1974年开始发展,并于1977年开始工业应用.

第二,PLC的定义

自PLC出现以来,尽管时间不长,但发展迅速. 为了使生产和开发标准化,经过四年的调查工作,NEMA(国家电气制造商协会)于1984年首次正式将其命名为PC(可编程控制器),并为PC定义了以下名称<

“ PC是使用可编程存储器存储指令的数字电子设备. 它用于执行逻辑,顺序,定时,计数和计算等功能,并通过数字或类似的输入/输出模块来控制各种机械或工作程序. 如果数字电子计算机正在执行PC的功能,但不包括鼓型或类似的机械顺序控制器,则也被视为PC. “

将来,国际电工委员会(IEC)陆续发布了PLC标准的第一稿和第二稿,并于1987年2月采用了其定义:

“可编程控制器是一种用于数字操作的电子系统,是专门为工业环境中的应用而设计的. 它使用一种可编程存储器来内部存储程序,以执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术运算操作和其他以用户为导向的指令,并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程,可编程控制器和相关的外部设备易于与工业控制系统连接成一个整体,易于扩展原理功能设计. ”

简而言之,可编程控制器是一台计算机,它是为工业环境应用设计和制造的. 它具有丰富的输入/输出接口,并且具有很强的驱动能力. 但是,可编程控制器产品并非针对特定的工业应用. 在实际应用中,其硬件需要根据实际需要进行选择和配置,其软件需要根据控制要求进行设计和编译.

三,PLC的特点

1. PLC的主要特点

(1)高可靠性

1)所有I / O接口电路都是光电隔离的,以将工业现场的外部电路与PLC的内部电路电气隔离.

2)每个输入端均采用R-C滤波器,其滤波时间常数一般为10〜20ms.

3)每个模块均采取屏蔽措施以防止辐射干扰.

4)使用性能卓越的开关电源.

5)严格筛选使用的设备.

6)良好的自我诊断功能. 一旦电源或其他软件和硬件出现异常情况,CPU会立即采取有效措施防止故障扩大.

7)大型PLC也可以使用双CPU构成冗余系统,或者使用三个CPU构成表决系统,以进一步提高可靠性.

(2)丰富的I / O接口模块

PLC针对不同的工业现场信号,例如:

•交流或直流;

•开关量或模拟量;

•电压或电流;

•脉冲或电位;

•电力强弱.

工业现场有相应的I / O模块和设备或设备,例如:

•按钮

•限位开关

•接近开关

•传感器和变送器

•电磁线圈

•控制阀

此外,为了提高操作性能,它还具有多种用于人机对话的接口模块;为了形成一个工业局域网,它还具有用于通信和联网等的各种接口模块.

(3)采用模块化结构

为了满足各种工业控制的需求,除单元型小型PLC外,大多数PLC都是

具有模块化结构的PLC组件,包括CPU电源I / O等,全部采用模块化设计

机架和电缆连接模块. 该系统的规模和功能可以根据用户需求进行组合

(4)编程简单易学

大多数PLC编程使用梯形图形式,类似于用户的继电器控制电路

不需要计算机专业知识,因此一般的工程技术人员很容易理解和掌握

(5)安装简单,维护方便

PLC不需要特殊的计算机室,可以直接在各种工业环境中使用.

现场的各种设备已连接到PLC的相应I / O端子,并且可以投入运行. 各个模块都有操作和

故障指示装置,方便用户了解运行情况并查找故障

由于采用模块化结构,一旦模块发生故障plc触摸屏,用户可以更换模块

快速使系统恢复运行的方法

2. PLC功能

(1)逻辑控制

(2)定时控制

(3)计数控制

(4)步骤(顺序)控制

(5)PID控制

(6)数据控制

PLC具有数据处理功能

(VII)通讯和联网

(八)其他

PLC还具有许多特殊功能模块,可满足各种特殊控制要求,例如: 定位控制模块和CRT模块.

四个,PLC的发展阶段

尽管PLC已经存在了很长时间,但随着微处理器的出现,大规模和超大规模集成电路技术的飞速发展以及数据通信技术的不断进步,PLC也得到了飞速发展. ,其开发过程大致可分为三个阶段:

1. 早期的PLC(60年代后期至70年代中期)

早期的PLC通常被称为可编程逻辑控制器. 此时,PLC在某种程度上可以替代继电器控制设备. 它的主要功能只是执行继电器最初执行的顺序控制和定时. 它在硬件上以准计算机的形式出现,并且在I / O接口电路上进行了改进,以满足工业控制领域的要求. 该设备中的设备主要使用分立组件和中小型集成电路,而存储器则使用磁芯存储器. 另外,已经采取了一些措施来提高其抗干扰能力. 在软件编程中,梯形图是大多数电气工程技术人员熟悉的继电器控制电路. 因此,早期PLC的性能优于继电器控制设备. 它的优点包括简单易懂,易于安装,体积小,能耗低,故障指示以及可重复使用. 其中,到目前为止,已经使用了独特的PLC梯形图编程语言.

2. 中期PLC(70年代中期-80年代中期)

在1970年代,微处理器的出现引起了PLC的巨大变化. 美国dd马达,日本和德国等一些制造商已经相继采用微处理器作为PLC的中央处理单元(CPU).

通过这种方式,PLC功能大大增强. 在软件方面,除了保持原有的逻辑运算,定时,计数等功能外,还增加了算术运算,数据处理与传输,通讯,自诊断等功能. 在硬件方面,除了维护其原始的交换模块外,它还添加了模拟模块,远程I / O模块和各种特殊功能模块. 并扩展存储器的容量,使各种逻辑线圈的数量增加,并且还提供一定数量的数据寄存器,从而可以将PLC应用于扩展范围.

3. 最近的PLC(从1980年代中期到现在)

在1980年代中期和后期,由于超大规模集成电路技术的飞速发展,微处理器的市场价格急剧下降,这导致用于各种类型PLC的微处理器的总体价格上涨. 此外,为了进一步提高PLC的处理速度,各种制造商还开发了特殊的逻辑处理芯片. 这导致PLC软件和硬件功能发生了巨大变化.

五,PLC的分类

1. 小型PLC

小型PLC的I / O点通常低于128点. 它具有体积小,结构紧凑的特点. 整个硬件集成为一体. 除了切换I / O,还可以连接模拟I / O和其他各种类型. 特殊功能模块. 它可以执行包括逻辑运算,定时,计数,算术运算,数据处理和传输,通信网络以及各种应用程序在内的指令.

2. 中型PLC

中型PLC采用模块化结构,其I / O点通常在256至1024点之间. 除了一般的PLC常规扫描处理方法外plc触摸屏,I / O处理方法还可以使用直接处理方法,即在扫描用户程序的过程中,直接读取输入并刷新输出. 它可以连接各种特殊功能模块,具有更强的通信和联网功能,更丰富的命令系统,更大的存储容量以及更快的扫描速度.

3. 大型PLC

通常,大于1024的I / O点数称为大型PLC. 大型PLC的软件和硬件功能非常强大. 具有很强的自我诊断功能. 通讯网络功能强大,各种通讯网络模块可以组成三级通讯网络,实现工厂生产管理自动化. 大型PLC也可以使用三个CPU组成投票系统,从而使机器更加可靠.

六. PLC的基本结构

PLC本质上是专用于工业控制的计算机. 其硬件结构与微型计算机基本相同,如图所示:

1. 中央处理器(CPU)

中央处理器(CPU)是PLC的控制中心. 它根据PLC系统程序提供的功能接收和存储用户程序以及从编程器输入的数据: 检查电源,内存,I / O和看门狗定时器的状态,并可以诊断用户中的语法错误. PLC投入运行时的程序首先,它通过扫描接收现场每个输入设备的状态和数据,并将它们分别存储在I / O图像区域中,然后从用户中逐个读取用户程序程序存储器,并在命令解释后根据指令执行它们. 逻辑或算术运算的结果将发送到I / O图像区或数据寄存器. 执行完所有用户程序后,I / O映像区的输出状态或输出寄存器中的数据最终传送到相应的输出设备,并且循环运行直到停止.

为了进一步提高PLC的可靠性,近年来,还采用双CPU来构成大型PLC的冗余系统或三CPU表决系统. 这样,即使CPU出现故障,整个系统仍可以正常运行.

2. 记忆

用于存储系统软件的存储器称为系统程序存储器.

用于存储应用程序软件的存储器称为用户程序存储器.

(1)PLC常用存储器类型

1)RAM(随机评估内存)

这是锂电池支持的具有最快访问速度的读/写存储器(随机存取存储器).

2)EPROM(可擦可编程只读存储器)

这是可擦除的只读存储器. 关闭电源后,存储器中的所有内容均保持不变. (可以在连续的紫外线照射下擦除内存中的内容)

3)EEPROM(电可擦可编程只读存储器)

这是一个可电擦除的只读存储器. 使用程序员,您可以轻松地修改其存储的内容.

(2)PLC存储空间的分配

尽管各种PLC的CPU的最大寻址空间不同,但根据PLC的工作原理,存储空间通常包括以下三个区域:

系统程序存储区

系统RAM存储区(包括I / O映像区和系统软设备等)

用户程序存储区

1)系统程序存储区

与计算机操作系统等效的系统程序存储在系统程序存储区中. 包括监视过程,管理过程,命令解释过程,功能子例程,系统诊断子例程等. 制造商将其固定在EPROM中,用户无法直接访问. 它与硬件一起决定了PLC的性能.

2)系统RAM存储区

系统RAM存储区包括I / O映像区和各种软设备,例如:

逻辑线圈

数据寄存器

计时器

计数器

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索引寄存器

累加器

其他内存

A. I / O图像区域由于PLC已投入运行,因此仅在输入采样阶段按顺序读取输入状态和数据,而在输出刷新阶段将输出状态和数据发送到相应的外围设备. 因此,它需要一定数量的存储单元(RAM)来存储I / O状态和数据. 这些单元称为I / O映像区域.

一个开关I / O在存储单元中占一位(位),而一个模拟I / O在存储单元中占一位(16位). 因此,整个I / O映像区域可视为由两部分组成:

数字I / O图像区域

模拟I / O映像区域

B. 系统软设备存储区

除了I / O映像区之外,系统RAM存储区还包括PLC内部各种软设备(逻辑线圈,计时器,计数器,数据寄存器,累加器等)的存储区. 存储区域分为具有停电保持功能的存储区域和无停电保持功能的存储区域. 前者由PLC断电时由内部锂电池供电,数据不会丢失;后者在PLC断电时被清除.

1)逻辑线圈

与开关输出一样,每个逻辑线圈在系统RAM存储区中占据一位,但不能直接驱动外围设备,仅供用户在编程中使用. 其功能类似于电气控制电路中的继电器. 此外,不同的PLC还提供不同数量的具有不同功能的特殊逻辑线圈.

2)数据寄存器

与模拟I / O一样,每个数据寄存器在系统RAM存储区中占用一个字(16位). 此外,PLC还提供不同数量的具有不同功能的特殊数据寄存器.

3)计时器

4)柜台

(3)用户程序存储区

用户程序存储区存储用户编译的用户程序. 不同类型的PLC具有不同的存储容量.

3. 力量

PLC的电源在整个系统中起着非常重要的作用. 没有良好而可靠的电源系统,它将无法正常工作,因此PLC制造商也非常重视电源的设计和制造.

通常,AC电压波动在±10%(±15%)之内. 您可以直接将PLC直接连接到交流电网.

七,PLC的工作原理

最初开发和生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器组成的控制装置,但两者的操作方式不同:

继电器控制设备使用硬逻辑并行操作,即,如果该继电器的线圈通电或断电,则继电器控制上继电器的所有触点(包括其常开或常闭触点)在哪里?电路?将同时动作.

PLC的CPU使用顺序逻辑扫描用户程序,即,如果打开或关闭输出线圈或逻辑线圈电机制动方式有几种,则线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不是它会立即采取行动,并且只会在扫描联系人后采取行动.

为了消除由于不同的操作模式而造成的两者之间的差异,请考虑将继电器控制设备的各个触点的动作时间通常设置为100ms以上,并且PLC扫描用户程序的时间为通常,PLC小于100ms,因此它采用的扫描技术不同于一般微型计算机的操作模式. 这样fanuc电机,当对I / O响应的要求不高时,PLC和继电器控制设备的处理结果就没有差别.

1. 扫描技术

PLC投入运行后变频器,其工作过程通常分为三个阶段,即输入采样,用户程序执行和输出刷新. 完成上述三个阶段称为扫描周期. 在整个操作过程中,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段.

(1)输入采样阶段

在输入采样阶段,PLC以扫描方式顺序读取所有输入状态和数据,并将它们存储在I / O图像区域中的相应单元中. 输入采样完成后,它将转移到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图像区域中相应单元的状态和数据也不会发生变化. 因此,如果输入是脉冲信号,则脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,以确保在任何情况下都可以读取输入.

(2)用户程序执行阶段

在用户程序执行阶段,PLC始终按从上到下的顺序扫描用户程序(梯形图). 扫描每个梯形图时,总是先扫描由梯形图左侧的触点组成的控制电路,然后按从左到右,从右到先的顺序执行由触点组成的控制电路的逻辑运算根据逻辑运算的结果,先刷新后再刷新系统RAM存储区中逻辑线圈对应位的状态;或刷新I / O图像区中输出线圈对应位的状态;或确定是否执行梯形图指定的特殊功能指令.

即,在用户程序执行期间,仅I / O图像区域中输入点的状态和数据不会改变,而其他输出点和软设备存储在I / O图像区域中或系统RAM该区域的状态和数据可能会发生变化,并且上方的梯形图,其程序执行结果将影响位于这些线圈或数据下方的梯形图;相反,图中下方排列的梯形图,刷新后的逻辑线圈的状态或数据只能影响排列在其上的程序,直到下一个扫描周期.

(3)输出刷新阶段

当扫描用户程序结束时,PLC进入输出刷新阶段. 在此期间,CPU根据I / O图像区域中的相应状态和数据刷新所有输出锁存电路,然后通过输出电路驱动相应的外围设备. 这是PLC的实际输出.

比较下面两个程序之间的异同:

程序1

程序2

两个程序执行的结果完全相同,但是在PLC中执行的过程不同.

程序1只能在一个扫描周期内刷新%M4;

程序2需要四个扫描周期才能完成%M4的刷新.

这两个示例说明相同的几个梯形图具有不同的排列顺序和不同的执行结果. 另外,还可以看出,扫描用户程序的结果与中继控制设备的硬逻辑的并行操作的结果不同. 当然,如果整个扫描过程所花费的时间可以忽略不计,那么两者之间就没有区别.

一般来说,PLC扫描周期包括自诊断,通讯等,如下图所示,即一个扫描周期等于自诊断,通讯,输入等所有时间的总和. 采样,用户程序执行和输出刷新.

2. PLC I / O响应时间

为增强PLC的抗干扰能力并提高其可靠性,PLC的每个开关输入均采用光电隔离技术.

为了实现继电器控制电路的硬逻辑并行控制,PLC采用了与普通微型计算机不同的操作模式(扫描技术).

以上两个主要原因使PLC具有比由通用微型计算机组成的工业控制系统更多的I / O响应. 它的响应时间至少等于一个扫描周期,通常大于一个扫描周期,甚至更长.

所谓的I / O响应时间是指从PLC的某个输入信号更改到系统的相关输出信号更改所需的时间. 图中显示了最短的I / O响应时间和最长的I / O响应时间:

最短的I / O响应时间:

最大I / O响应时间:

八,PLC I / O系统

1. I / O寻址模式

PLC的硬件结构主要分为单元型和模块化型. 前者将PLC的所有主要部件(包括I / O系统和电源等)安装在一个机箱中. 在后者中,将PLC的主要硬件部分单独制成模块,然后用户根据需要将所选模块插入PLC机架上的插槽中,以形成PLC系统.

无论采用哪种硬件结构,都必须建立用于连接工业现场的每个输入/输出点与PLC的I / O映像区域之间的对应关系,即每个输入/输出点已清除用于建立这种对应关系的地址称为I / O寻址.

以下三种I / O寻址方法

固定的I / O寻址模式

此I / O寻址模式由PLC制造商在设计和生产PLC时确定. 它的每个输入/输出点都有一个明确的固定地址. 一般来说,单元型PLC采用这种I / O寻址模式.

由交换机设置的I / O寻址模式

此I / O寻址模式由用户通过设置机架和模块上的开关位置来确定.

由软件设置的I / O寻址模式

此I / O寻址模式由用户通过软件确定台达驱动器,以编译I / O地址分配表.

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