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可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣,但其組成的一般原理基本相同,都是以微處理器為**的結(jié)構(gòu)。通常由*處理單元(CPU)、存儲器(RAM、ROM)、輸入輸出單元(I/O)、電源和編程器等幾個部分組成。
1.*處理單元(CPU)
CPU作為整個PLC的**,起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有以下一些:從存儲器中讀取指令,執(zhí)行指令,取下一條指令,處理中斷。
2.存儲器(RAM、ROM) 3、準(zhǔn)確及時地捕獲電網(wǎng)電壓信息。
4、分批自啟動的電機(jī)按照工藝流程需要,在PLC中預(yù)先設(shè)置,同時為避免多臺電機(jī)在自啟動中對電網(wǎng)的影響、電機(jī)分批自啟動中采用分批延時處理方式;
5、具有多路輸入和多路輸出功能,實現(xiàn)多臺電機(jī)自啟動集中控制;
6、具備遠(yuǎn)程通信接口,實現(xiàn)與上位機(jī)或DCS系統(tǒng)的通信,在上位機(jī)或DCS系統(tǒng)中方便地對該系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和維護(hù)。
洛陽石油化工總廠的2套PLC電機(jī)分批自啟動設(shè)備,采用西門于S7-300系列PLC,它以CPU313為*處理單元,每執(zhí)行1000條二進(jìn)制指令約需 0.7ms。S7—300同時具備128點數(shù)字量輸入/輸出和32路模擬量輸入/輸出,12KB的RAM,20KB的負(fù)載存儲器;完**夠滿足電機(jī)狀態(tài)和 系統(tǒng)電壓的實時監(jiān)控和及時實現(xiàn)電機(jī)分批自啟動的要求。
二、系統(tǒng)組成
2套PLC電機(jī)分批自啟動系統(tǒng)根據(jù)變電所供電方式,每一段低壓母線采用l臺PLC。系統(tǒng)硬件主要分為外圍電路和**單元2部分。外圍電路主要完成母線電 壓、電機(jī)運行狀態(tài)等信號的采集、處理和轉(zhuǎn)換以及電機(jī)啟動指令的驅(qū)動等。**單元(即PLC)主要完成信號處理,發(fā)出電機(jī)驅(qū)動指令。
2.1外圍電路
外圍電路主要包括以下幾個部分:
1、母線電壓采樣監(jiān)測。它通過1個電流型電壓變送器將0—380V交流母線電壓轉(zhuǎn)換為4*20mA直流信號。
2、電機(jī)運行狀態(tài)信號監(jiān)控。電機(jī)運行狀態(tài)信號通過電機(jī)控制回路中的1個干接點輸入到PLC的輸入模塊。所有信號的輸入都經(jīng)過光藕隔離,以提高抗干擾能力。
3、電機(jī)驅(qū)動單元。電機(jī)啟動信號由PLC發(fā)出,輸出單元不直接驅(qū)動電機(jī),而是通過1個220V、10A AC的中間繼電器帶動電機(jī)操作回路。這樣一方面提高了驅(qū)動能力,另一方面使得電氣操作回路和PLC控制回路分隔,提高了系統(tǒng)的安全可靠性。
2.2**單元
存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器;存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器;存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進(jìn)行讀寫操作的隨機(jī)存儲器存放用戶程序,生成用戶數(shù)據(jù)區(qū),存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導(dǎo)體存儲器,可用鋰電池做備用電源。掉電時,可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。
3.輸入輸出單元(I/O單元)
I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器,而繼電器有交流和直流型,高電壓型和低電壓型,電壓型和電流型。
4.電源
PLC電源單元包括系統(tǒng)的電源及備用電池,電源單元的作用是把外部電源轉(zhuǎn)換成內(nèi)部工作電壓。PLC內(nèi)有一個穩(wěn)壓電源用于對PLC的CPU單元和I/O單元供電。
5.編程器
編程器是PLC的較重要外圍設(shè)備。利用編程器將用戶程序送入PLC的存儲器,還可以用編程器檢查程序,修改程序,監(jiān)視PLC的工作狀態(tài)。除此以外,在個人計算機(jī)上添加適當(dāng)?shù)挠布涌诤蛙浖纯捎脗€人計算機(jī)對PLC編程。利用微機(jī)作為編程器,可以直接編制并顯示梯形圖。
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