PLC 1 基本知识介绍及选型
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 2. 晶體管輸出電路
應用：一般用於高速控制場合。 特點：開關速度快，但負載能力有限。
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 3 可控硅輸出電路
應用：一般用於交流負載場合。 特點：雙向可控硅輸出、負載能力強、開關速度快，但 成本高。
可編程式控制器(PLC)
(一 )
基本知識介紹及選型
电控
2017/3/9
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PLC基本知識
PLC的產生
傳統控制電路結構復雜﹐維護困難﹐使用不靈活﹐美國通用汽車公司(GE) 為使適應汽車工業的需要﹐于1968年提出設計新型電控制器的要求﹐提出 GM10.GM10提出以后﹐美國數據設備公司(DEC)于1969年研制出世界第 一台PLC.
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PLC基本知識
PLC分類
2.按結構特點分類﹕箱體式﹐模塊式及內插板式三大類。
箱體式﹕Omron公司的CPM系列﹐Mitsubishi公司的FX系列
特點﹕將電源﹐CPU﹐內存﹐I/O系統都集成在一個小箱體內。一個主箱體 就是一台完整的PLC﹐可以實現控制。
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PLC基本知識
方案二﹕外接CQM1-CIF01接口單元﹐其它硬件不動﹐且成本低。
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PLC的選用
選型實例
例2.現有一台自動插針機﹐有X-Y Table送載板伺服馬達﹐步進 送端子馬達1個﹐插針主馬達1個﹐配置控制系統。
方案1. CJ1M-CPU22+CJ1W-PA205R+CJ1W-ID231+CJ1M-OD231 +CJ1M-NC213 方案2. CP1H-X40DT-D+CP1W-CIF01+CPM1A-20EDT(2pc)
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PLC的特殊功能
2.高速計數功能
CQM1H CPU: CNT0(IR00004,IR00005,IR00006) CQM1H-CTB41: CQM1H-51 CPU可附加兩塊CQM1H-CTB41. CPM1A/CPM2A: IR00000,IR00001,IR00002
CJ1系列:CJ1W-CT021
SR(Special Relay) area:SR22800 To SR25515 TR(Temporary Relay) area:TR0 To TR7 HR(Holding Relay) area:HR0000 To HR1915 AR(Auxiliary Relay) area:AR0000 To AR2315 LR(Link Relay) area:LR0000 To LR1515 Timer/Counter area:TIM/CNT0 To TIM/CNT255 DM(Data Memory area):DM0000 To DM6655
PLC的基本結構
電 源
來自用戶設備
輸 入 部 件
中央處理器 存貯器 編程器
輸 出 部 件
至用戶設備
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PLCLeabharlann Baidu本知識
PLC的特點
1.功能丰富 A.邏輯量處理 E.自診斷功能 2.功能丰富 A.配置方便 E.改用方便 B.安裝方便 C.編程方便 D.維修方便 B.模擬量處理 C.脈沖量控制 D.數據采集與存儲
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PLC編程基礎
2.PLC編程軟件
A. CPT編程軟件 B. CXP編程軟件
3.簡易編程器
Omron簡易編成器為C200H-PRO027或CQM1H-PR001或CQM1-PRO001。 A.輸入口令:連接編程器﹐PLC上電后依次按CLR﹐MONTR鍵﹔PLC中程序 中如有加密﹐需先解密﹕依次CLR﹐SHIFT﹐CLR﹐再按RESET鍵﹐顯示屏 顯示四個問號﹐輸入密碼后﹐按WRITE鍵﹐予以確認。 B.清零:依次按CLR﹐SET﹐NOT和RESET鍵﹔屏幕顯示﹕ 0000MEMORY CLR 0000MEMORY CLR? HR CNT DM MONTOR END HR CNT DM 表示用戶程序全部被清除﹐而且HR﹐CNT﹐DM區也被清除。
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PLC的選用
選型實例
例1. 現有一舊設備﹐控制器為CPM1A-40CDT-D﹐為了操作 方便﹐需加入一Mitsubishi F940人機界面﹐如何處理﹖
問題點﹕F940有RS-485及RS-232兩通訊口﹐而CPM1A系列 PLC只有一個外設端口﹐不能直接連接F940﹗
方案一﹕將CPM1A-40CDT-D更換為CPM2A-40CDT-D﹐兩者 外形尺寸完全相同﹐且程序無須更改﹐但需更改線路﹔
CJ1M-CPU22/23 自帶高速計數器
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PLC的特殊功能
3.脈沖輸出功能
A.CQM1H-PLB21:脈沖I/O板﹐兩路獨立脈沖輸出﹐最高頻率50kpps. B.CPM2A晶體管輸出型:01000,01001兩路獨立脈沖輸出﹐最高頻率10kpps C.CPM1A晶體管輸出型:01000一路脈沖輸出﹐最高頻率2kpps
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PLC基本知識
PLC分類
大型機﹕控制點數一般在1000點以上﹐如Omron公司的C1000H﹐CV1000﹐基 本配置可達1024點。C2000H﹐C2000V基本配置可達2048點。
超大型機﹕控制點數可達10000點﹐如GE公司的90-70PLC﹐其控制點數可達 24000點。
2.PLC 的單總線結構框圖:
PLC基本知識
PLC主要廠家
Siemens﹕S5系列﹐S7-200及S7-300等
Mitsubishi﹕FX系列的FX2NC,FX2N,FX1N,FX0N,FX0S等 A系列的AnSCPU,AnUCPU等;Q系列的QCPU,QnACPU等 Omron﹕CPM1A,CPM2A,CPM2C,CP1H,CQM1, C200Hα , CV,CS,CJ等
特點：不用外接電源，配線方便。 輸入電路應用注意事項 (1) 注意輸入電壓、輸入電流的范圍，以免損壞輸入模組。 (2) 由於輸入一般隻有一個COM點，所以應注意不同的輸 入開關及各種sensor的接法。
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 1. 繼電器輸出電路
應用：一般用於直流負載。 特點：幹點輸出，負載能力強，但開關速度慢。
D.CP1H晶體管輸出型:四路獨立脈沖輸出﹐port0&port1最高頻率100kpps port2&port3最高頻率30kpps.
E.CJ1M CPU22/CPU23:CPU內置兩路獨立脈沖輸出﹐最高頻率100kpps﹐若 伺服或步進馬達較多時﹐可考慮加位控單元NC113/213/413。
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PLC編程基礎
4.Omron PLC的3種工作方式
A.編程方式下﹐可向PLC傳程序﹐寫程序﹐做各種設定﹐但PLC不運行﹐ 程序不執行﹔
B.運行方式下﹐PLC不運行, 程序執行﹔但不可向PLC傳程序﹐寫程序﹐做 設定﹐也不能更改任何PLC 工作數據﹔ C.監控方式下﹐與運行方式基本相同﹔但可更改PLC 工作數據﹐借助于編 程軟件﹐還可在線更改部分程序。
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PLC編程基礎
1.PLC軟器件 Omron公司的CPM2A其參數區如下 Input bits:IR00000 To IR00915 Output bits:IR01000 To IR01915 Work bits:IR02000 To IR04915 IR20000 To IR22715
說明﹕這里充分利用CJ1M-CPU22內置高速計數功能及脈沖輸出 功能﹐降低控制成本﹗
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PLC編程基礎
3.簡易編程器
C.監控:查找觸點或指令后﹐按MONTR鍵﹐即可監視觸點 ON/OFF的情況。如監視為定時或計數器還可顯示它的當前值。 D.SET/RESET指令的輸入﹕按SFT鍵后﹐再按SET/RESET鍵。 E.微分形式指令的輸入﹕輸入相應指令后﹐再按NOT鍵。
F.連網﹐通訊功能
3.工作可靠
A.硬件﹕對輸入多做了濾波﹐輸入與輸出電路與內部CPU隔離。
B.軟件﹕掃描加中斷的工作方式。
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PLC基本知識
輸入回路的特點與應用 1.外接電源的輸入電路
特點：沒有極性，各種接口的sensor都可以配接。
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輸入回路的特點與應用 2 內部自帶電源的輸入電路
PLC的定義
國際電工委員會(IEC)對PLC下的定義為﹕可編程控制器是一種數字運算操作 的電子系統專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器﹐用來 在其內部執行邏輯運算﹐順序控制﹐定時﹐計數和算數運算等操作指令﹐并 通過數字式﹐模擬式的輸入和輸出﹐控制各種類型的機器或生產過程。
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方案2控制成本大概為方案1的1/3 !
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PLC的選用
選型實例
例3.現有一台自動機﹕伺服馬達6個﹐步進馬達1個,旋轉編碼 器2個,汽缸10個(電磁閥為雙控),配置控制系統。
配置﹕CJ1M-CPU22+CJ1W-ID261+CJ1W-OD261
+CJ1W-NC413+CJ1W-NC113+CJ1W-PA205R
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PLC的特殊功能
1.中斷功能
A.輸入中斷﹕當外部源到CPU單元為IR00000-IR00003的某個輸入置ON時 執行中斷處理。根據DM6628的設定決定是否使用其中斷功能。 B.間隔定時器中斷﹕通過精度為0.1ms的間隔定時器執行中斷處理。 C.高速計數器中斷﹕根據內置高速計數器的當前值執行中斷處理。
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PLC基本知識
PLC分類
1.按規模分類:控制規模指可控制的邏輯量輸入輸出點數及模擬量的輸入輸出 路數。但主要以邏輯量計。模擬量的路數有的可折算成邏輯量的﹐大致一路 相當于8-16點。
根據這個點數﹐PLC大致可分為微型機﹐小型機﹐中型機﹐大型機及超大型機 微型機﹕控制點數為几至十几點﹐如Omron公司的SP10等﹐Siemens公司的 LOGO PLC 小型機﹕控制點數可達100多點﹐如Omron公司的CPM1A可達100點﹐CQM1 可達256點﹐升級后的CPM2A,CQM1H分別可達120,512點。 中型機﹕控制點數可達進500點﹐如Omron公司的C200H普通配置時﹐最多可 達700多點﹐新推出的CJ1/CJ1H機可超過1000點。
C200Hα 底板單元﹕C200HW-BC031/051/081/101 C200Hα 擴展底板﹕C200HW-BC1031/051/081/101
c.用機架代替底板﹕所有模塊都固定在機架上。這種結構比底板式的 復雜﹐但更牢靠。如施耐德公司的TSX Micro系列機架。
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PLC基本知識
PLC分類
2.按結構特點分類﹕箱體式﹐模塊式及內插板式三大類。
模塊式﹕無底板﹐有底板﹐用機架代替底板三種模式。
a.無底板﹕靠模塊間接口直接相連﹐然后在固定到相應的導軌上。如 Omron公司的CQM﹐CJ系列。
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PLC基本知識
PLC分類
b.有底板﹕所有模塊都固定在底板上。如Omron公司的C200Hα 系 列。底板有主基板及擴展底板兩種﹐選型時注意不要弄錯﹐用到擴 展底板時還需選擇適當的連接電纜﹐用于連接主基板與擴展底板。
PLC的選用
1. PLC生產廠商眾多, 型號規格煩雜。應首選市場佔有率高， 售後服務好，零配件容易取得之廠商。如:歐姆龍(OMRON), 三菱(Mitsubishi)。
2. 合理配置系統﹐盡量發揮PLC功能。根據機構系統要求﹐優 先考特殊功能模塊﹐如﹕位置控制單元﹐高速計數單元﹐馬 達控制單元(需圓弧插補),A/D及D/A轉換單元﹔其次計算普通 I/O點﹐最終確定整個系統配置。
PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 2. 晶體管輸出電路
應用：一般用於高速控制場合。 特點：開關速度快，但負載能力有限。
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PLC輸出回路的特點與應用 3 可控硅輸出電路
應用：一般用於交流負載場合。 特點：雙向可控硅輸出、負載能力強、開關速度快，但 成本高。
可編程式控制器(PLC)
(一 )
基本知識介紹及選型
电控
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PLC基本知識
PLC的產生
傳統控制電路結構復雜﹐維護困難﹐使用不靈活﹐美國通用汽車公司(GE) 為使適應汽車工業的需要﹐于1968年提出設計新型電控制器的要求﹐提出 GM10.GM10提出以后﹐美國數據設備公司(DEC)于1969年研制出世界第 一台PLC.
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PLC基本知識
PLC分類
2.按結構特點分類﹕箱體式﹐模塊式及內插板式三大類。
箱體式﹕Omron公司的CPM系列﹐Mitsubishi公司的FX系列
特點﹕將電源﹐CPU﹐內存﹐I/O系統都集成在一個小箱體內。一個主箱體 就是一台完整的PLC﹐可以實現控制。
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PLC基本知識
方案二﹕外接CQM1-CIF01接口單元﹐其它硬件不動﹐且成本低。
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PLC的選用
選型實例
例2.現有一台自動插針機﹐有X-Y Table送載板伺服馬達﹐步進 送端子馬達1個﹐插針主馬達1個﹐配置控制系統。
方案1. CJ1M-CPU22+CJ1W-PA205R+CJ1W-ID231+CJ1M-OD231 +CJ1M-NC213 方案2. CP1H-X40DT-D+CP1W-CIF01+CPM1A-20EDT(2pc)
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PLC的特殊功能
2.高速計數功能
CQM1H CPU: CNT0(IR00004,IR00005,IR00006) CQM1H-CTB41: CQM1H-51 CPU可附加兩塊CQM1H-CTB41. CPM1A/CPM2A: IR00000,IR00001,IR00002
CJ1系列:CJ1W-CT021
SR(Special Relay) area:SR22800 To SR25515 TR(Temporary Relay) area:TR0 To TR7 HR(Holding Relay) area:HR0000 To HR1915 AR(Auxiliary Relay) area:AR0000 To AR2315 LR(Link Relay) area:LR0000 To LR1515 Timer/Counter area:TIM/CNT0 To TIM/CNT255 DM(Data Memory area):DM0000 To DM6655
PLC的基本結構
電 源
來自用戶設備
輸 入 部 件
中央處理器 存貯器 編程器
輸 出 部 件
至用戶設備
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PLC的特點
1.功能丰富 A.邏輯量處理 E.自診斷功能 2.功能丰富 A.配置方便 E.改用方便 B.安裝方便 C.編程方便 D.維修方便 B.模擬量處理 C.脈沖量控制 D.數據采集與存儲
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PLC編程基礎
2.PLC編程軟件
A. CPT編程軟件 B. CXP編程軟件
3.簡易編程器
Omron簡易編成器為C200H-PRO027或CQM1H-PR001或CQM1-PRO001。 A.輸入口令:連接編程器﹐PLC上電后依次按CLR﹐MONTR鍵﹔PLC中程序 中如有加密﹐需先解密﹕依次CLR﹐SHIFT﹐CLR﹐再按RESET鍵﹐顯示屏 顯示四個問號﹐輸入密碼后﹐按WRITE鍵﹐予以確認。 B.清零:依次按CLR﹐SET﹐NOT和RESET鍵﹔屏幕顯示﹕ 0000MEMORY CLR 0000MEMORY CLR? HR CNT DM MONTOR END HR CNT DM 表示用戶程序全部被清除﹐而且HR﹐CNT﹐DM區也被清除。
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PLC的選用
選型實例
例1. 現有一舊設備﹐控制器為CPM1A-40CDT-D﹐為了操作 方便﹐需加入一Mitsubishi F940人機界面﹐如何處理﹖
問題點﹕F940有RS-485及RS-232兩通訊口﹐而CPM1A系列 PLC只有一個外設端口﹐不能直接連接F940﹗
方案一﹕將CPM1A-40CDT-D更換為CPM2A-40CDT-D﹐兩者 外形尺寸完全相同﹐且程序無須更改﹐但需更改線路﹔
CJ1M-CPU22/23 自帶高速計數器
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PLC的特殊功能
3.脈沖輸出功能
A.CQM1H-PLB21:脈沖I/O板﹐兩路獨立脈沖輸出﹐最高頻率50kpps. B.CPM2A晶體管輸出型:01000,01001兩路獨立脈沖輸出﹐最高頻率10kpps C.CPM1A晶體管輸出型:01000一路脈沖輸出﹐最高頻率2kpps
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PLC基本知識
PLC分類
大型機﹕控制點數一般在1000點以上﹐如Omron公司的C1000H﹐CV1000﹐基 本配置可達1024點。C2000H﹐C2000V基本配置可達2048點。
超大型機﹕控制點數可達10000點﹐如GE公司的90-70PLC﹐其控制點數可達 24000點。
2.PLC 的單總線結構框圖:
PLC基本知識
PLC主要廠家
Siemens﹕S5系列﹐S7-200及S7-300等
Mitsubishi﹕FX系列的FX2NC,FX2N,FX1N,FX0N,FX0S等 A系列的AnSCPU,AnUCPU等;Q系列的QCPU,QnACPU等 Omron﹕CPM1A,CPM2A,CPM2C,CP1H,CQM1, C200Hα , CV,CS,CJ等
特點：不用外接電源，配線方便。 輸入電路應用注意事項 (1) 注意輸入電壓、輸入電流的范圍，以免損壞輸入模組。 (2) 由於輸入一般隻有一個COM點，所以應注意不同的輸 入開關及各種sensor的接法。
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PLC基本知識
PLC輸出回路的特點與應用 1. 繼電器輸出電路
應用：一般用於直流負載。 特點：幹點輸出，負載能力強，但開關速度慢。
D.CP1H晶體管輸出型:四路獨立脈沖輸出﹐port0&port1最高頻率100kpps port2&port3最高頻率30kpps.
E.CJ1M CPU22/CPU23:CPU內置兩路獨立脈沖輸出﹐最高頻率100kpps﹐若 伺服或步進馬達較多時﹐可考慮加位控單元NC113/213/413。
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PLC編程基礎
4.Omron PLC的3種工作方式
A.編程方式下﹐可向PLC傳程序﹐寫程序﹐做各種設定﹐但PLC不運行﹐ 程序不執行﹔
B.運行方式下﹐PLC不運行, 程序執行﹔但不可向PLC傳程序﹐寫程序﹐做 設定﹐也不能更改任何PLC 工作數據﹔ C.監控方式下﹐與運行方式基本相同﹔但可更改PLC 工作數據﹐借助于編 程軟件﹐還可在線更改部分程序。
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PLC編程基礎
1.PLC軟器件 Omron公司的CPM2A其參數區如下 Input bits:IR00000 To IR00915 Output bits:IR01000 To IR01915 Work bits:IR02000 To IR04915 IR20000 To IR22715
說明﹕這里充分利用CJ1M-CPU22內置高速計數功能及脈沖輸出 功能﹐降低控制成本﹗
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PLC編程基礎
3.簡易編程器
C.監控:查找觸點或指令后﹐按MONTR鍵﹐即可監視觸點 ON/OFF的情況。如監視為定時或計數器還可顯示它的當前值。 D.SET/RESET指令的輸入﹕按SFT鍵后﹐再按SET/RESET鍵。 E.微分形式指令的輸入﹕輸入相應指令后﹐再按NOT鍵。
F.連網﹐通訊功能
3.工作可靠
A.硬件﹕對輸入多做了濾波﹐輸入與輸出電路與內部CPU隔離。
B.軟件﹕掃描加中斷的工作方式。
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輸入回路的特點與應用 1.外接電源的輸入電路
特點：沒有極性，各種接口的sensor都可以配接。
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輸入回路的特點與應用 2 內部自帶電源的輸入電路
PLC的定義
國際電工委員會(IEC)對PLC下的定義為﹕可編程控制器是一種數字運算操作 的電子系統專為在工業環境下應用而設計。它采用可編程序的存儲器﹐用來 在其內部執行邏輯運算﹐順序控制﹐定時﹐計數和算數運算等操作指令﹐并 通過數字式﹐模擬式的輸入和輸出﹐控制各種類型的機器或生產過程。
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PLC的選用
選型實例
例3.現有一台自動機﹕伺服馬達6個﹐步進馬達1個,旋轉編碼 器2個,汽缸10個(電磁閥為雙控),配置控制系統。
配置﹕CJ1M-CPU22+CJ1W-ID261+CJ1W-OD261
+CJ1W-NC413+CJ1W-NC113+CJ1W-PA205R
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PLC的特殊功能
1.中斷功能
A.輸入中斷﹕當外部源到CPU單元為IR00000-IR00003的某個輸入置ON時 執行中斷處理。根據DM6628的設定決定是否使用其中斷功能。 B.間隔定時器中斷﹕通過精度為0.1ms的間隔定時器執行中斷處理。 C.高速計數器中斷﹕根據內置高速計數器的當前值執行中斷處理。
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PLC分類
1.按規模分類:控制規模指可控制的邏輯量輸入輸出點數及模擬量的輸入輸出 路數。但主要以邏輯量計。模擬量的路數有的可折算成邏輯量的﹐大致一路 相當于8-16點。
根據這個點數﹐PLC大致可分為微型機﹐小型機﹐中型機﹐大型機及超大型機 微型機﹕控制點數為几至十几點﹐如Omron公司的SP10等﹐Siemens公司的 LOGO PLC 小型機﹕控制點數可達100多點﹐如Omron公司的CPM1A可達100點﹐CQM1 可達256點﹐升級后的CPM2A,CQM1H分別可達120,512點。 中型機﹕控制點數可達進500點﹐如Omron公司的C200H普通配置時﹐最多可 達700多點﹐新推出的CJ1/CJ1H機可超過1000點。
C200Hα 底板單元﹕C200HW-BC031/051/081/101 C200Hα 擴展底板﹕C200HW-BC1031/051/081/101
c.用機架代替底板﹕所有模塊都固定在機架上。這種結構比底板式的 復雜﹐但更牢靠。如施耐德公司的TSX Micro系列機架。
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PLC基本知識
PLC分類
2.按結構特點分類﹕箱體式﹐模塊式及內插板式三大類。
模塊式﹕無底板﹐有底板﹐用機架代替底板三種模式。
a.無底板﹕靠模塊間接口直接相連﹐然后在固定到相應的導軌上。如 Omron公司的CQM﹐CJ系列。
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PLC基本知識
PLC分類
b.有底板﹕所有模塊都固定在底板上。如Omron公司的C200Hα 系 列。底板有主基板及擴展底板兩種﹐選型時注意不要弄錯﹐用到擴 展底板時還需選擇適當的連接電纜﹐用于連接主基板與擴展底板。
PLC的選用
1. PLC生產廠商眾多, 型號規格煩雜。應首選市場佔有率高， 售後服務好，零配件容易取得之廠商。如:歐姆龍(OMRON), 三菱(Mitsubishi)。
2. 合理配置系統﹐盡量發揮PLC功能。根據機構系統要求﹐優 先考特殊功能模塊﹐如﹕位置控制單元﹐高速計數單元﹐馬 達控制單元(需圓弧插補),A/D及D/A轉換單元﹔其次計算普通 I/O點﹐最終確定整個系統配置。