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PLC执行程序的过程分为三个阶段,即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段,PLC的扫描工作过程:
(1)输入采样阶段。在这一阶段中,PLC以扫描方式读入所有输入端子上的输入信号,并将各输入状态存入对应的输入映像寄存器中。此时,输入映像寄存器被刷断。在程序执行阶段和输出刷新阶段中,输入映像存储器与外界隔离,其内容保持不变,直至下一个扫描周期的输入扫描阶段,才被重新读入的输入信号刷新。可见,PLC在执行程序和处理数据时,不直接使用现场当时的输入信号,而使用本次采样时输入到映像区中的数据。一般来说,输入信号的宽度要大于一个扫描周期,否则可能造成信号的丢失。
(2)程序执行阶段。在执行用户程序过程中,PLC按照梯形图程序扫描原则,一般来说,PLC按从左至右、从上到下的步骤逐个执行程序。但遇到程序跳转指令,则根据跳转条件是否满足来决定程序跳转地址。程序执行过程中,当指令中涉及输入、输出状态时,PLC就从输入映像寄存器中“读入”对应输入端子状态,从输出映像寄存器“读入”对应元件(“软继电器”)的当前状态。然后进行相应的运算,运算结果再存入输出映像寄存器中。对输出映像寄存器来说,每一个元件(“软继电器”)的状态会随着程序执行过程而变化。
(3)输出刷新阶段。程序执行阶段的运算结果被存入输出映像区,而不送到输出端口上。在输出刷新阶段,PLC将输出映像区中的输出变量送入输出锁存器,然后由锁存器通过输出模块产生本周期的控制输出。如果内部输出继电器的状态为“1”,则输出继电器触点闭合,经过输出端子驱动外部负载。全部输出设备的状态要保持一个扫描周期。
到了现场后,进行系统安装前,需要考虑安装环境是否满足PLC的使用环境要求,这一点可以参考各类产品的使用手册。但无论什么PLC,不都能装设在下列场所:含有腐蚀性气体之场所,阳光直接照射到的地方,温度上下值在短时间内变化急遽的地方,油、水、化学物质容易侵入的地方,有大量灰尘的地方,振动大且会造成安装件移位的地方。
如果必须要在上面的环境使用,则要为PLC制作合适的控制箱,采用规范和必要的防护措施。如果需要在野外极低温度下使用,可以使用有加热功能的控制箱。如何做这些防护箱或控制箱,各制造商和和资格的系统集成商将会为客户提供相应的供应和设计。
在使用控制箱时,在控制箱内OpenPLC安装的位置要注意如下事项:控制箱内空气流通是否顺畅(各装置间须保持适当的距离),变压器、马达控制器、变频器等是否与PLC保持适当距离,动力线与信号控制线是否分离配置,组件装设之位置是否利于日后之检修,是否需预留空间,供日后系统扩充使用。
除了上述注意事项之外,还有其它注意事项要留意。
首先比较重要的是静电的隔离。静电是无形的杀手,但可能因为不会对人造成生命危险,所以许多人常常忽视它。在中国的北方、干燥的场所,人体身上的静电都是造成静电损坏电子组件的因素。虽然你被静电打到的话,只不过是轻微的酥麻,但这对PLC和其它任何电子器件就足以致命了。
要避免静电的冲击有下列三种方式:在进行维修或更换组件时,请先碰触接地的金属,以去除身上的静电;不要碰触电路板上的接头或是IC接脚;电子组件不使用时,请用有隔离静电的包装物,将组件放置在里面。想象PLC里的元器件是一个娇嫩的婴儿,而那些静电会导致这个婴儿死亡,你就会更容易以正确的态度对待这个问题了。
基座安装(RACK)时,在决定控制箱内各种控制组件及线槽位置后,要依照图纸所示尺寸,标定孔位,钻孔后将固定螺丝旋紧到基座牢固为止。在装上电源供应模块前,必须同时注意电源线上的接地端有无与金属机壳连结,若无则须接上。接地不好的话,会导致一系列的问题,静电、浪涌、外干扰,等等。由于不接地,往往PLC也能够工作,因此,不少经验不足的工程师就误以为接地不那么重要了。这就像登山的时候,没有系上保护缆绳一样,虽然你正常前进的时候,保护缆绳没有任何作用,但一旦你失足的时候,没有那根绳子,你的生命就完结了。PLC的接地,就相当于给PLC系上保护缆绳。
在I/O模块安装时,须注意如下事项:I/O模块插入机架上的槽位前,要先确认模块是否为自己所预先设计的模块;I/O模块在插入机架上的导槽时,务必插到底,以确保各接触点是紧密结合的;模块固定螺丝务必锁紧;接线端子排插入后,其上下螺丝必须旋紧。由于现场的变压器、电机等影响,多少会有振动,如果这些螺丝钉松动了,会导致模块从机架中松开。
数字量输出模块用于从控制器向过程变量输出数字量信号。数字量输出模块把 S7-300 的内部信号电平转换成过程所要求的外部信号电平。
用于连接电磁阀、接触器、小功率电机、灯和电机启动器。
Design
数字量输出模块具有下列机械特性：
紧凑型设计：
绿色 LED，用于指示输出的信号状态。
前连接器插座，通过前门保护。
前门上的标签区。
连接器针脚分配，用于在前门内部进行配线。
安装方便：
方便用户接线。
RC 滤波器 （用于继电器模块 6ES7 322-1HF20）：
对于框架规格 5 的 NEMA 电机的起动器，触点寿命从 100,000 增加到 200,000 次切换操作。
具有8、16、32或64通道的模块。
Functions
数字量输出模块将控制器的内部信号电平（逻辑“0”或“1”）转换成过程所需的外部信号电平。
多种输出电压，可支持输出不同的过程信号：
24 VDC,额定电流 0.5 A/通道
24 VDC,额定电流 2 A/通道
48 - 125 V DC
120/230 V AC
除了经济性以及易于处理的特点外，该模块还具有其他特殊功能：
没有插槽规则；输出地址由插槽决定。
当在 ET 200M 中与有源总线模块一起使用时，可以进行热插拔，而不会有任何反应。
继电器模块 6ES7 322-1HF20-0AA0 有一个可连接的 RC 网络(300Ω/0.1μF) ，用于大电感负载开关时灭弧(功率因数 = 0.4)。例如，这样可以：
亦称数字量输入。以开关状态为输出的传感器，如水流开关、风速开关、压差开关等，将高/低电平（相当于开关）两种状态输入到控制器，控制器将其转换为数字量1或0，进而对其进行逻辑分析和计算，这种控制器通道即为DI通道。
DO（Digital Output）开关量输出，
亦称数字量输出，它可由控制软件将输出通道变成高电平或低电平，通过驱动电路即可带动继电器或其他开关元件动作，也可驱动指示灯显示状态。开关量输出DO信号可用来控制开关、交流接触器、变频器以及可控硅等执行元件动作。
AI（Analogy Input）模拟量输入，
模拟量输入的物理量有温度、压力、流量等，这些物理量由相应的传感器感应测得，往往经过变送器转变为电信号送入控制器的模拟输入口。
AO（Analogy Output）模拟量输出，
模拟量输出的信号是电压（如0~5V、0~10V间的电压）或电流（如0~10mA间的电流），其输出电压或电流的大小由控制软件决定。
开关量模板
6ES7 321-1BH02-0AA0 开入模块（16点，24VDC）
6ES7 321-1BH10-0AA0 开入模块（16点，24VDC）
6ES7 321-1BH50-0AA0 开入模块（16点，24VDC，源输入）
6ES7 321-1BL00-0AA0 开入模块（32点，24VDC）
6ES7 321-7BH01-0AB0 开入模块（16点，24VDC，诊断能力）
6ES7 321-1EL00-0AA0 开入模块（32点，120VAC）
6ES7 321-1FF01-0AA0 开入模块（8点，120/230VAC）
6ES7 321-1FF10-0AA0 开入模块（8点，120/230VAC）与公共电位单独连接
6ES7 321-1FH00-0AA0 开入模块（16点，120/230VAC）
6ES7 321-1CH00-0AA0 开入模块（16点，24/48VDC）
6ES7 321-1CH20-0AA0 开入模块（16点，48/125VDC）
6ES7 322-1BH01-0AA0 开出模块（16点，24VDC）
6ES7 322-1BH10-0AA0 开出模块（16点，24VDC）高速
6ES7 322-1CF00-0AA0 开出模块（8点，48-125VDC）
6ES7 322-8BF00-0AB0 开出模块（8点，24VDC）诊断能力
6ES7 322-5GH00-0AB0 开出模块（16点，24VDC，独立接点，故障保护）
6ES7 322-1BL00-0AA0 开出模块（32点，24VDC）
6ES7 322-1FL00-0AA0 开出模块（32点，120VAC/230VAC）
6ES7 322-1BF01-0AA0 开出模块（8点，24VDC，2A）
6ES7 322-1FF01-0AA0 开出模块（8点，120V/230VAC）
6ES7 322-5FF00-0AB0 开出模块（8点，120V/230VAC，独立接点）
6ES7 322-1HF01-0AA0 开出模块（8点,继电器,2A）
6ES7 322-1HF10-0AA0 开出模块（8点,继电器,5A，独立接点）
6ES7 322-1HH01-0AA0 开出模块(16点,继电器)
6ES7 322-5HF00-0AB0 开出模块（8点,继电器,5A，故障保护）
6ES7 322-1FH00-0AA0 开出模块（16点，120V/230VAC）
6ES7 323-1BH01-0AA0 8点输入，24VDC；8点输出，24VDC模块
6ES7 323-1BL00-0AA0 16点输入，24VDC；16点输出，24VDC模块