西門子PLC繼電器模塊CPU221

西門子PLC繼電器模塊CPU221

西門子PLC繼電器模塊CPU221

集散控制系統(DCS)又稱為分散控制系統，產生于20世紀70年代。它與PLC同樣都是以微型計算機為基礎，專門為工業過程控制而設計的過程控制裝置，但DCS發展的基礎和方向與PLC有所不同。

??在控制功能方面，DCS是在生產過程儀表控制的基礎上發展起來的計算機控制裝置，控制功能側重于模擬量處理、回路調節、狀態顯示等方面;而PLC是在繼電器-接觸器控制系統的基礎上發展起來的計算機控制裝置，控制功能側重于開關量處理、順序控制、邏輯運算方面。

??在發展趨勢上，為了擴大產品的應用領域，作為PLC的重要發展方向是向功能化、網絡化發展。通過具有各種特殊功能的模塊(如溫度測量與調節模塊、模擬量輸入/輸出模塊、PID調節模塊等)與網絡連接手段，當代PLC已經可以很容易地通過各種現場總線(如CC-link、PROFIBUS等)、工業以太網構成完整的分布式PLC控制系統，應用范圍不斷向傳統的DCS控制領域拓展。

??PLC與DCS的比較見表1-4。

目前PLC生產廠家很多，產品結構也各不相同，圖1-7為通用PLC的結構框圖，其基本組成部分如圖1-8(整體式)～圖1-10(組合式)所示。可以看出，PLC采用了典型的計算機結構，主要包括CPU、RAM、ROM和1/O接口電路等。其內部采用總線結構進行數據和指令的傳輸。如果把PLC看作一個系統，該系統由“輸入變量→PLC→輸出變量”組成。外部的各種開關信號、模擬信號以及傳感器檢測的各種信號均可作為PLC的輸入變量;它們經PLC 外部輸入端子輸入到內部寄存器中，經PLC內部邏輯運算或其他各種運算處理后送到輸出端子，它們是PLC的輸出變量;由這些輸出變量對外圍設備進行各種控制。也可以把PLC看作是一個中間處理器或變換器，它將工業現場的各種輸入變量轉換為能控制工業現場設備的各種輸出變量。

??下面結合圖1-8～圖1-10，具體介紹各部分的作用。

??圖1-7 通用PLC的結構框圖

??CPU是PLC的核心部件，整個PLC的工作過程都是在CPU的統一指揮和協調下進行的。它的主要任務是按一定的規律或要求讀入被控對象的各種工作狀態，根據用戶所編制的應用程序的要求去處理有關數據，再向被控對象送出相應的控制(驅動)信號。它與被控對象之間的聯系是通過各種I/O接口實現的。

??①中央處理模板PLC中的中央處理模板通常是指PLC中的主控板，它與一般計算機系統中的CPU概念不同，后者常用CPU表示一個中央處理器，即它是一塊芯片。事實上，在一個中型或大型PLC的中央處理模板上，不僅有CPU集成芯片(可能還不止一塊)，還有一定數量的ROM或EPROM(儲存系統的操作系統)和RAM(儲存少量的數據或用戶程序)。

??②字處理器和位處理器 在中型或大型規模的PLC中常裝有兩個中央處理器∶字處理器和位處理器。其中字處理器是主處理器，它完成字節(Byte，B)指令的處理，并實現各種控制作用(包括對位處理器的控制)。而位處理器是輔助處理器，它主要處理位(bit)信息，其主要特點是它在處理位信息時，速度可以很高。在小型PLC中，往只用一個處理器完成這兩方面的工作。

??③CPU的主要功能

??a.接收用戶從編程器輸入的用戶程序，并將它們存入用戶存儲區。

??b. 用掃描方式接收源自被控對象的狀態信號，并存入相應的數據區(輸入映射區)。

??C. 用戶程序的語法錯誤檢查，并給出錯誤信息。

??D. 系統狀態及電源系統的監測。

??e.執行用戶程序，完成各種數據的處理、傳輸和存儲等功能。

??E.根據數據處理的結果，刷新輸出狀態表，以實現對各種外部設備的實時控制和其他輔助工作(如顯示和打印等)。

??目前PLC中所用的CPU多為單片機，在高檔機中現已采用16位甚至32位的CPU。