基础PLC架构篇.ppt

ProgrammableLogicControllerPLC基礎課程之架構篇蔡承衛2001/5/23,SubjectHeading,一.概要二.發展過程三.傳統控制裝置與可程式控制器之優缺點四.基本原理五.硬體架構與說明六.簡敘邏輯符號語言,一.概要可程式控制係一種數位電子設備，具有可程式記憶體用以儲存指令，執行邏輯、順序、計時、計數與算數等控制機械或程序之特定功能。,◎記憶體,,唯讀記憶體,,隨機存取記憶體,二.發展過程,設備高成本電路複雜控制程序難,西元1968,,研發新系統,,固態電子技術,電腦科技,PLC,,,可規劃控制程序之固態電子系統,生存於工廠環境惡劣,易修改程式,維修容易,體積小,壽命長、可重複使用,據擴充性,,三.傳統控制裝置與可程式控制器之優缺點,傳統控制裝置PLC價格低廉◎X可做簡易迴路◎X易程式修改X◎安裝技巧可降低X◎減少控制線路複雜度X◎使用壽命X◎體積小X◎工廠環境耐溫X◎擴充性X◎※PLC尚有不易受干擾、具軟體計時功能、處理速度快、運算處理資料功能.等優點,四.基本原理,,唯讀記憶體,可讀寫記憶體,輸入模組,輸出模組,中央處理器單元,,,,電源供給器,可程式控制器內部架構圖,五.硬體架構與說明,,電源module,CPUmodule,I/Omodule,I/Omodule,I/Omodule,基座,輸入電壓設為110V，若實際為220V進入會燒毀電源模組喔,,六.簡敘邏輯符號語言,,,,,運算操作次序,步序號,0LDX0001OUTY0002LDX00A3ORX00B4OUTY0015LDX0016ANDX0037ANDX0048OUTY0029END,邏輯符號語言,執行End指令後返回第0步序號,PLC階梯電路圖,Previous首頁,Theend,,部要忘了要備份A6BAT電池,CPU模組介紹CPU之三大要領FXA1A2A3A4I/O點數25625651220484096程式記憶容量step8K8K14K60K80K標準記憶體容量byteRAM32K64K掃描時間us/Step1.00.20.150.15模組層級代號A2U〉A2A〉A2N；A2系列頂級→A2USHCPU-S1記憶體儲存Date最基本單位為bitON.OFF容量大小以地址計算1K1KByteADDRESS1step2Byte16bit1word2Byte16bit2address,A2-S11024,,,,,,,單純一個接點，一個線圈為1step,Previous,執行速度A1SCPU,由程式序號0→end為1scan,CUPscan方式,,直接scandirect→read→送output→end1.02.3sec,更新scanrefresh→read→end→解電路→送output1.0sec,back,,,電源模組電源module選用，是依所需供電的模組CPU一般模組特殊模組周邊裝置，所需電壓與消耗電流總和而定。,P,CPU,AX40,AX40,AX40,AX40,AY11,AX40,AY11,DC5V0.73A0.05A*60.12A*21.27ADC24V0.15A*20.3ApowertypeA2NCPU-S1→DC5VAX40→DC5V；0.05ADC24VAY11DC5V；0.12ADC24V；0.15A,,,A2NCPU-S1,,,,,,Power,※可選用A62PorA65P,P,,A62P,DC5V,,DC5VDC24V,A65P,,A61P→DC5V,CPU,AX40,AY11,AX40,Previous,,CPU控制單元,算術邏輯單元,輸入,補助記憶體,暫存器,主記憶體,輸出,中央處理器單元CentralProcessingUnitCPU讀取輸出模組之訊號與記憶體之系統程式或應用程式，執行運算後再將結果送至記憶體或輸出模組，藉以控制連接於輸出模組之裝置。,,,中央處理器單元,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,Previous概要,Back基本原理,可讀寫記憶體RAM儲存使用者設計規劃之應用程式,previous,指令步序數,◎尚有M.L.S.B.D.W.Z.V.A.等元件。,back,計時器,都是加算式計算器，分為以下三種,TIMER,,10ms,100ms,100ms累積式,previous,計數器,為加算式計數器，有分為以下兩種形式,1.順序控制所使用之COUNTER2.中斷程式之中斷COUNTER,Previous,特殊模組,back,唯讀記憶體ReadOnlyMemory,1.ROMReadOnlyMemory，簡稱ROM罩幕式ROM在生產過程中即將程式寫入，可大量生產，但使用者不能自行規劃寫入程式。2.PROM可規劃ROMProgrammableROM，簡稱PROM）是由於罩幕式ROM使用者無法自行規劃，所以有PROM的推出，使用者可以使用燒錄器A6WU將程式寫入（燒錄）到PROM中，但燒錄後即不能再更改。3.EPROM可消除與規劃ROMErasableProgrammableROM，簡稱EPROM是因為PROM僅可燒寫一次，若程式設計錯誤或想更改程式，及需要新燒寫一個PROM，稍嫌浪費，因此發展EPROM，使用者可以用紫外線來消除EPROM中的資料，然後再重新燒寫一次即可。,Next,,A2SMCA-14KPA6WU轉接座A2SWA-28P,4.EEPROM可用電力消除與規劃ROMElectricallyErasableProgrammableROM，簡稱EEPROM是由EPROM要用紫外線照射約30分鐘才能消除記憶體中的資料，費時費力，而EEPROM只要在燒錄器上設計有電壓燒寫電路，即可直接更改新程式。,Backprevious,,基座PLC-A系列之A1/A2/A3機種，皆採BuildingBox積木式）之架構，所有模組接差放在基座上。EX產品編號A1S35B3.基本基座（需Power、CPU6.增設基座（需PowerxCPU5.增設基座（xPowerxCPU,,價格差不多，建議買有Power的,3.基本基座,,Powermodule,CPUmodule,I/Omodule,I/Omodule,I/Omodule,I/Omodule,I/Omodule,B指Base基座代表槽位數8.5.2,,,,,,,擴充連接線,Previous,軟體設定編號MENU2PARAMETER→4I/OALLOCATION中可除去或預留各槽之I/O點數（更換模組時，程式之I/O編號不被影響）。,Back,增設電纜線之電壓降（連接線）A1SC03B→0.3M→電阻值0.021歐姆A1SC07B→0.7M→電阻值0.036歐姆A1SC12B→1.2M→電阻值0.055歐姆A1SC30B→3.0M→電阻值0.121歐姆,back,連接線之總長,一.概要可程式控制係一種數位電子設備，具有可程式記憶體用以儲存指令，執行邏輯、順序、計時、計數與算數等控制機械或程序之特定功能。二.發展過程早期的工業控制系統大多採用電磁接觸器、補助電驛、計數器與計時器.等傳統控制裝置組成，隨著固態電子技術與電腦科技的發展，可程式控制器逐漸取代電路複雜、更改控制程序不易之傳統電驛控制系統。美國通用汽車公司於1968年為降低電驛控制系統因變更製程所需之高成本，要求自動控制業者依下列標準來設計可程式控制器--1.可彈性規劃控制程序之固態電子系統.2.可適用於工廠惡劣的環境.3.易於修改程式.4.維修容易，可靠性高.5.體積小.6.使用壽命長，可重複使用.7.具擴充性,Previous,硬體自動編號一開機，CPU與模組交訊後會判斷module所占點數。I/O編號以16進制，16點為單位自動編號，（輸出Yor輸入X之點數可任意組和，但總和不超過最大點數，不管使用何種基座，皆以8槽位計算，虛槽位和空槽位皆佔16點。,空槽位,虛槽位,A35B,,Power,CPU,I/O,I/O,I/O,I/O,I/O,,I/O,I/O,I/O,,,A38B,previous,階梯電路圖,,,,,,,,Y000,,,,,,,Y001,,,,,,,X000,X001,X002,,,,,,,,,,,,,,,,,,K0,,K0,,,,,,,Y002,,,,,Y003,,END,,,X003,X004.,,由左至右接點數最多11個,1.,0.,2.,2.,3.,4.,5.,5.,17.,18.,19.,19.,,,步序號119表示運算操作的次序,X0012,16.,back,X、Y、K參考指令步序數,電源供應單元Power供應可程式控制器系統電源。,Previous,模組分類介紹I/Omodule,模組類別,,一般模組,特殊模組,,輸入模組,輸出模組,Previous,裝置在基座上的台數是有限制的喔,,,硬體自動編號軟體設定編號,I/O編號特性1.根據主機底座、擴充底座的順序，由左往右、由上往下編.2.以16進制.3.視所有Base為8Slot.4.空槽位佔16點.5.虛槽位佔16點.6.軟體設定優於硬體.,I/O編號,,Previous,A1S68B增設基座）,A1S35B基本基座）,A1S52B（增設基座）,A1S07B,A1S07B,連接線,連接線,◎A1S5□B各模組所需之DC5V由基本基座供給，不建議使用，因影響正常工作因素太多，如零件老舊、影響電壓降（增設基座本身耗電量、增設電纜線之電壓降），造成IC零件無法保證正常工作。,,P,CPU,,,,,,,P,,,,,,,,,,,,back,輸入模組I/O將連接輸入模組之外界輸入元件，如按鈕開關、選擇開關、數位開關與極限開關..等各種外部設備輸入訊號送入PLC的控制元件中央處理器單元。○○○○,,,,,,,,,單層單接點a接點按鈕開關符號,,常時OFF,導通ON,Previous,,輸入模組,AX◎◎,,,電壓,,點數,back,輸出模組OutputI/O應用程式經中央處理器單元處理後，將結果送到輸出模組，用以控制外接之電磁閥、電磁開關、電磁離合器與馬達驅動器等控制裝置。,,PLC,信號產生器,驅動器,ACServomotor,編輯器,,,,,,,,Startcw/ccw,cw/ccw脈波,定位信號,驅動電流,迴轉速度迴轉量,ACServomotor之閉迴路控制系統,,,Previous,輸出模組,AY◎◎,,,特性,,特性,back,,靜態RAMStaticRAM，簡稱SRAM至少需要六個Mosfet組成，因此需要大量的矽晶片面積，消耗功率大，記憶體容量小，比較少使用此原件。,動態RAMDynamicRAM，簡稱DRAM是半導體工業的重大突破，由一只小電容與一個Mosfet組成，以電容之電位表示邏輯1或0，由於電容之電荷可維持幾毫秒ms，因此需不斷的更新refresh，才不致使記憶體資料消失。雖然電路及軟體處理較麻煩，但容量大與耗電少的優點使大部分可程式控制器與個人電腦設備均採用DRAM。,隨機存取記憶體（RandomAccessMemory,Previous,作為PLC斷電時程式記憶保護及停電區域資料保存用，新品購入時已附於CPU模組內，但電池座接頭未連接。,影響電壓下降的主要原因‧CPU底座的壓降部分‧擴充底座的壓降部分‧連接線壓降部分,Previous,