重慶功率單元LDZ14501000.100CPU板套件指T能源價格飆升

福州鴻飛達自動化科技有限公司是一家專業(yè)從事全球知名品牌(DCS系統(tǒng))(機器人系統(tǒng))(大型伺服控制系統(tǒng))模塊備件銷售的公司，

擁有進出口權(quán)，長期與歐、美、日等全球知名工業(yè)廠商保持合作，實現(xiàn)了對自動化系統(tǒng)集成，成套控制柜，工業(yè)機器人，節(jié)能環(huán)保的燃燒系統(tǒng)，

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基本原理

• 掃描工作方式：PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式。當(dāng) PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。
• 輸入采樣：在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果需要采集輸入信號，必須在輸入采樣階段進行。
• 程序執(zhí)行：在用戶程序執(zhí)行階段，PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
• 輸出刷新：當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后，PLC 就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU 按照 I/O 映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，才是 PLC 的真正輸出。

硬件組成

• 處理單元（CPU）：是 PLC 的核心部分，它就像人的大腦一樣，負責(zé)整個 PLC 的運算、控制和協(xié)調(diào)工作。CPU 主要由控制器、運算器和寄存器組等組成?？刂破饔糜诳刂?PLC 的各個部件協(xié)調(diào)工作，它從內(nèi)存中讀取指令，經(jīng)過譯碼后產(chǎn)生各種控制信號，以指揮運算器、存儲器和輸入輸出接口等部件完成相應(yīng)的操作。運算器則用于對數(shù)據(jù)進行算術(shù)運算和邏輯運算，它在控制器的控制下，從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)，進行相應(yīng)的運算后，再將結(jié)果寫回內(nèi)存。寄存器組用于暫時存放運算過程中的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和地址等信息，它為運算器和控制器提供了快速的數(shù)據(jù)存儲和訪問功能。不同類型和規(guī)格的 PLC，其 CPU 的性能和功能也有所不同。一般來說，高性能的 CPU 具有更高的運算速度、更大的內(nèi)存容量和更強的處理能力，能夠滿足更復(fù)雜的工業(yè)控制任務(wù)的需求。
• 存儲器：用于存儲程序和數(shù)據(jù)，是 PLC 的重要組成部分。根據(jù)存儲內(nèi)容和功能的不同，PLC 的存儲器可分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器等。系統(tǒng)程序存儲器用于存放 PLC 的系統(tǒng)程序，系統(tǒng)程序是由 PLC 制造商編寫的，用于控制 PLC 的運行和管理其資源的程序。系統(tǒng)程序存儲器一般采用只讀存儲器（ROM）或可擦除可編程只讀存儲器（EPROM）等，這些存儲器的特點是存儲的信息在斷電后不會丟失，從而保證了 PLC 系統(tǒng)程序的穩(wěn)定性和可靠性。用戶程序存儲器用于存放用戶根據(jù)實際控制任務(wù)編寫的應(yīng)用程序，用戶程序是 PLC 實現(xiàn)特定控制功能的關(guān)鍵。用戶程序存儲器一般采用隨機存取存儲器（RAM）或電可擦除可編程只讀存儲器（EEPROM）等。采用 RAM 作為用戶程序存儲器的優(yōu)點是讀寫速度快，便于用戶對程序進行調(diào)試和修改；缺點是存儲的信息在斷電后會丟失，因此需要配備電池等后備電源來保證在斷電情況下程序不丟失。采用 EEPROM 作為用戶程序存儲器的優(yōu)點是存儲的信息在斷電后不會丟失，不需要配備后備電源，使用方便；缺點是讀寫速度相對較慢，且寫入次數(shù)有限，因此在程序調(diào)試和修改過程中可能會受到一定的限制。數(shù)據(jù)存儲器用于存放 PLC 運行過程中的各種數(shù)據(jù)，如輸入輸出信號的狀態(tài)、中間運算結(jié)果、定時器和計數(shù)器的當(dāng)前值等。數(shù)據(jù)存儲器一般采用隨機存取存儲器（RAM），其特點是讀寫速度快，能夠滿足 PLC 對數(shù)據(jù)快速存儲和訪問的需求。
• 輸入輸出接口（I/O 接口）：是 PLC 與工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備之間進行信息交換的橋梁。工業(yè)現(xiàn)場的各種信號，如按鈕、開關(guān)、傳感器等發(fā)出的信號，需要通過輸入接口轉(zhuǎn)換為 PLC 能夠識別和處理的數(shù)字信號；而 PLC 處理后的控制信號，如繼電器、接觸器、電磁閥等的驅(qū)動信號，需要通過輸出接口轉(zhuǎn)換為能夠驅(qū)動工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備的模擬信號或數(shù)字信號。輸入接口一般由光電耦合器、輸入緩沖器和輸入地址譯碼器等組成。光電耦合器用于將工業(yè)現(xiàn)場的輸入信號與 PLC 內(nèi)部的電路進行電氣隔離，以防止外部干擾信號進入 PLC 內(nèi)部，影響其正常工作。輸入緩沖器用于暫時存放輸入信號，以便 PLC 能夠在合適的時間對其進行讀取和處理。輸入地址譯碼器用于對輸入信號的地址進行譯碼，以確定輸入信號在 PLC 內(nèi)部的存儲位置。輸出接口一般由輸出鎖存器、輸出驅(qū)動電路和輸出地址譯碼器等組成。輸出鎖存器用于暫時存放 PLC 處理后的控制信號，以便在合適的時間將其輸出到工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備。輸出驅(qū)動電路用于將輸出鎖存器輸出的控制信號進行功率放大，以提供足夠的驅(qū)動能力來驅(qū)動工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備。輸出地址譯碼器用于對輸出信號的地址進行譯碼，以確定輸出信號在 PLC 內(nèi)部的存儲位置。根據(jù)不同的應(yīng)用需求，PLC 的輸入輸出接口可以分為數(shù)字量輸入輸出接口、模擬量輸入輸出接口和特殊功能輸入輸出接口等。數(shù)字量輸入輸出接口用于連接數(shù)字量信號的輸入輸出設(shè)備，如按鈕、開關(guān)、繼電器、接觸器等。模擬量輸入輸出接口用于連接模擬量信號的輸入輸出設(shè)備，如傳感器、變送器、調(diào)節(jié)閥等。特殊功能輸入輸出接口用于連接具有特殊功能的輸入輸出設(shè)備，如高速計數(shù)器、脈沖輸出模塊、通信模塊等。
• 電源模塊：為 PLC 的各個部件提供穩(wěn)定的工作電源，是保證 PLC 正常運行的重要組成部分。PLC 的電源模塊一般采用開關(guān)電源，它具有體積小、重量輕、效率高、可靠性強等優(yōu)點，能夠滿足 PLC 在不同工業(yè)環(huán)境下的工作需求。開關(guān)電源的工作原理是將輸入的交流電通過整流電路轉(zhuǎn)換為直流電，然后通過開關(guān)管的高頻開關(guān)動作，將直流電轉(zhuǎn)換為高頻脈沖電壓，再通過變壓器將高頻脈沖電壓轉(zhuǎn)換為所需的輸出電壓，后通過整流濾波電路將輸出的高頻脈沖電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的直流電輸出。為了保證 PLC 的穩(wěn)定運行，電源模塊通常具有多種保護功能，如過流保護、過壓保護、欠壓保護、短路保護等。當(dāng)電源模塊檢測到輸出電流或電壓超過設(shè)定值時，會自動采取保護措施，如切斷輸出電源或降低輸出電壓等，以防止電源模塊和 PLC 的其他部件受到損壞。此外，一些高端的 PLC 電源模塊還具有電源監(jiān)控和診斷功能，能夠?qū)崟r監(jiān)測電源的工作狀態(tài)和性能指標(biāo)，并將相關(guān)信息反饋給 PLC 的控制系統(tǒng)，以便操作人員及時了解電源的工作情況，發(fā)現(xiàn)并排除潛在的故障隱患，保證 PLC 的可靠運行。
• 通信接口：用于實現(xiàn) PLC 與其他設(shè)備之間的通信，如與上位機（如工控機、計算機等）、其他 PLC、智能儀表、變頻器等設(shè)備之間的通信。通過通信接口，PLC 可以與其他設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換、信息共享和協(xié)同控制，從而實現(xiàn)更復(fù)雜的工業(yè)自動化控制任務(wù)。PLC 的通信接口一般采用標(biāo)準(zhǔn)的通信協(xié)議和接口形式，常見的通信協(xié)議包括 RS - 232、RS - 485、Modbus、Profibus、Ethernet 等，常見的接口形式包括串行接口（如 RS - 232 接口、RS - 485 接口等）、并行接口、網(wǎng)絡(luò)接口（如 Ethernet 接口等）等。不同的通信協(xié)議和接口形式具有不同的特點和適用范圍，用戶可以根據(jù)實際應(yīng)用需求選擇合適的通信協(xié)議和接口形式來實現(xiàn) PLC 與其他設(shè)備之間的通信。例如，RS - 232 通信協(xié)議是一種常用的串行通信協(xié)議，它具有傳輸距離短（一般不超過 15 米）、傳輸速率低（一般不超過 20kbps）等特點，適用于近距離、低速的數(shù)據(jù)通信場合，如 PLC 與計算機之間的通信、PLC 與智能儀表之間的通信等。RS - 485 通信協(xié)議是一種改進的串行通信協(xié)議，它具有傳輸距離長（一般可達 1200 米）、傳輸速率高（一般可達 10Mbps）等特點，適用于遠距離、高速的數(shù)據(jù)通信場合，如多個 PLC 之間的通信、PLC 與變頻器之間的通信等。Modbus 通信協(xié)議是一種應(yīng)用廣泛的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議，它具有開放性好、兼容性強、易于實現(xiàn)等特點，適用于不同廠家生產(chǎn)的 PLC、智能儀表、變頻器等設(shè)備之間的通信。Profibus 通信協(xié)議是一種用于工業(yè)自動化領(lǐng)域的現(xiàn)場總線通信協(xié)議，它具有傳輸速率高、實時性強、可靠性好等特點，適用于對實時性和可靠性要求較高的工業(yè)自動化控制場合，如工廠自動化生產(chǎn)線、過程控制系統(tǒng)等。Ethernet 通信協(xié)議是一種基于以太網(wǎng)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它具有傳輸速率高（一般可達 100Mbps 或 1000Mbps）、開放性好、兼容性強等特點，適用于對傳輸速率和開放性要求較高的工業(yè)自動化控制場合，如工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、遠程監(jiān)控系統(tǒng)等。

編程語言

• 梯形圖（Ladder Diagram，LD）：是一種圖形化的編程語言，它沿用了傳統(tǒng)繼電器控制電路圖的形式，具有直觀、易懂的特點，非常適合電氣工程師和具有一定電氣知識的人員使用。在梯形圖中，每個邏輯行由左母線、觸點、線圈和右母線（部分 PLC 的梯形圖中右母線可省略）等組成。左母線代表電源的正極，右母線代表電源的負極（或省略）。觸點用于表示邏輯條件，它可以是常開觸點、常閉觸點或其他特殊類型的觸點。常開觸點在未被觸發(fā)時處于斷開狀態(tài)，當(dāng)被觸發(fā)時處于閉合狀態(tài)；常閉觸點在未被觸發(fā)時處于閉合狀態(tài)，當(dāng)被觸發(fā)時處于斷開狀態(tài)。線圈用于表示邏輯結(jié)果，它可以是繼電器線圈、定時器線圈、計數(shù)器線圈等。當(dāng)線圈的邏輯條件滿足時，線圈得電，相應(yīng)的動作被執(zhí)行，如繼電器觸點的閉合或斷開、定時器的計時開始或停止、計數(shù)器的計數(shù)加 1 或減 1 等。梯形圖的編程規(guī)則一般遵循從上到下、從左到右的順序進行編寫。每個邏輯行中的觸點和線圈之間通過邏輯運算進行連接，常見的邏輯運算包括與（AND）、或（OR）、非（NOT）等。通過合理地組合觸點和線圈，并運用邏輯運算，可以實現(xiàn)各種復(fù)雜的控制邏輯。例如，要實現(xiàn)一個電機的啟?？刂?，可以使用一個常開按鈕作為啟動信號，一個常閉按鈕作為停止信號，一個繼電器線圈作為電機的控制輸出。將常開按鈕和常閉按鈕的觸點串聯(lián)后，再與繼電器線圈并聯(lián)，就可以實現(xiàn)電機的啟停控制邏輯。當(dāng)按下啟動按鈕時，常開按鈕的觸點閉合，繼電器線圈得電，電機開始運行；當(dāng)按下停止按鈕時，常閉按鈕的觸點斷開，繼電器線圈失電，電機停止運行。
• 指令表（Instruction List，IL）：是一種類似于匯編語言的文本化編程語言，它由一條條指令組成，每條指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成。操作碼用于表示指令的功能，如邏輯運算、數(shù)據(jù)傳輸、定時器和計數(shù)器控制等；操作數(shù)用于表示指令的操作對象，如寄存器、內(nèi)存地址、常數(shù)等。指令表的編程方式相對較為靈活，它可以直接對 PLC 的內(nèi)部寄存器和內(nèi)存進行操作，能夠?qū)崿F(xiàn)一些復(fù)雜的控制邏輯和算法。但是，指令表的編程方式相對較為抽象，它需要編程人員對 PLC 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作原理有較深入的了解，同時需要具備一定的編程經(jīng)驗和技巧。因此，指令表一般適用于專業(yè)的 PLC 編程人員和對編程有較高要求的應(yīng)用場合。例如，要實現(xiàn)一個簡單
  • 的邏輯運算，將兩個寄存器中的數(shù)據(jù)進行相加，并將結(jié)果存儲到另一個寄存器中，可以使用以下指令表進行編程：
  
  
  收起
  plaintext

  LD R1 ; 將寄存器R1中的數(shù)據(jù)加載到累加器中 ADD R2 ; 將寄存器R2中的數(shù)據(jù)與累加器中的數(shù)據(jù)相加，結(jié)果存儲在累加器中 ST R3 ; 將累加器中的數(shù)據(jù)存儲到寄存器R3中
  
  
  在上述指令表中，“LD” 表示加載指令，其操作數(shù)為寄存器 R1，表示將寄存器 R1 中的數(shù)據(jù)加載到累加器中；“ADD” 表示加法指令，其操作數(shù)為寄存器 R2，表示將寄存器 R2 中的數(shù)據(jù)與累加器中的數(shù)據(jù)相加，結(jié)果存儲在累加器中；“ST” 表示存儲指令，其操作數(shù)為寄存器 R3，表示將累加器中的數(shù)據(jù)存儲到寄存器 R3 中。通過上述指令表的編程，就可以實現(xiàn)將兩個寄存器中的數(shù)據(jù)進行相加，并將結(jié)果存儲到另一個寄存器中的邏輯運算。
  
  
  • 功能塊圖（Function Block Diagram，F(xiàn)BD）：是一種基于圖形化符號的編程語言，它采用了類似于數(shù)字電路邏輯圖的形式，通過將各種功能塊連接起來，實現(xiàn)對系統(tǒng)功能的描述和控制。在功能塊圖中，每個功能塊都代表一個特定的功能或操作，如邏輯運算、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理、定時器和計數(shù)器控制等。每個功能塊都有輸入端口和輸出端口，輸入端口用于接收外部輸入信號或其他功能塊的輸出信號，輸出端口用于輸出功能塊的處理結(jié)果或控制信號。功能塊之間通過連線進行連接，連線表示信號的傳輸路徑，它將一個功能塊的輸出端口與另一個功能塊的輸入端口連接起來，從而實現(xiàn)功能塊之間的信號傳遞和數(shù)據(jù)處理。功能塊圖的編程方式具有直觀、易懂、形象的特點，它非常適合具有一定數(shù)字電路知識和系統(tǒng)設(shè)計經(jīng)驗的人員使用。通過功能塊圖的編程方式，編程人員可以更加清晰地表達系統(tǒng)的功能和邏輯關(guān)系，同時也可以更加方便地對系統(tǒng)進行調(diào)試和維護。例如，要實現(xiàn)一個簡單的電機控制邏輯，當(dāng)按下啟動按鈕時，電機開始運行；當(dāng)按下停止按鈕時，電機停止運行。同時，當(dāng)電機運行時，指示燈亮起；當(dāng)電機停止時，指示燈熄滅?？梢允褂靡韵鹿δ軌K圖進行編程：
  
  
  
  
  
  

  +-----------------+ +-----------------+ +-----------------+ | Start |------>| AND1 |------>| Motor | | Button | | | | | +-----------------+ +-----------------+ +-----------------+ | Stop |------>| AND2 |------>| Indicator | | Button | | | | | +-----------------+ +-----------------+ +-----------------+ | Motor |------>| NOT1 |------>| AND2 | | Status | | | | | +-----------------+ +-----------------+ +-----------------+
  
  
  在上述功能塊圖中，“Start Button” 表示啟動按鈕功能塊，它的輸出信號連接到 “AND1” 功能塊的一個輸入端口；“Stop Button” 表示停止按鈕功能塊，它的輸出信號連接到 “AND2” 功能塊的一個輸入端口；“AND1” 功能塊表示邏輯與運算功能塊，它的兩個輸入端口分別連接 “Start Button” 功能塊的輸出信號和 “NOT1” 功能塊的輸出信號，它的輸出信號連接到 “Motor” 功能塊的輸入端口；“AND2” 功能塊表示邏輯與運算功能塊，它的兩個輸入端口分別連接 “Stop Button” 功能塊的輸出信號和 “NOT1” 功能塊的輸出信號，它的輸出信號連接到 “Indicator” 功能塊的輸入端口；“Motor” 功能塊表示電機控制功能塊，它的輸入端口連接 “AND1” 功能塊的輸出信號，它的輸出信號連接到 “NOT1” 功能塊的輸入端口；“Indicator” 功能塊表示指示燈控制功能塊，它的輸入端口連接 “AND2” 功能塊的輸出信號；“NOT1” 功能塊表示邏輯非運算功能塊，它的輸入端口連接 “Motor” 功能塊的輸出信號，它的輸出信號分別連接 “AND1” 功能塊和 “AND2” 功能塊的另一個輸入端口。通過上述功能塊圖的編程，就可以實現(xiàn)一個簡單的電機控制邏輯，當(dāng)按下啟動按鈕時，電機開始運行；當(dāng)按下停止按鈕時，電機停止運行。同時，當(dāng)電機運行時，指示燈亮起；當(dāng)電機停止時，指示燈熄滅。
  
  
  • 順序功能圖（Sequential Function Chart，SFC）：是一種描述控制系統(tǒng)順序控制過程的圖形化編程語言，它采用了狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的形式，將控制系統(tǒng)的工作過程分解為若干個順序相連的狀態(tài)，每個狀態(tài)都對應(yīng)著一個特定的動作或任務(wù)，通過狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)移來實現(xiàn)控制系統(tǒng)的順序控制。在順序功能圖中，主要由步、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件和動作等元素組成。
    • 步：表示控制系統(tǒng)的一個特定狀態(tài)，它可以是初始狀態(tài)、中間狀態(tài)或結(jié)束狀態(tài)。每個步都有一個編號或名稱，用于標(biāo)識該步在順序功能圖中的位置和作用。初始狀態(tài)是控制系統(tǒng)開始運行時所處的狀態(tài)，它通常用雙線框表示；中間狀態(tài)是控制系統(tǒng)在運行過程中經(jīng)過的各個狀態(tài)，它們通常用單線框表示；結(jié)束狀態(tài)是控制系統(tǒng)完成預(yù)定任務(wù)后所處的狀態(tài)，它通常用與初始狀態(tài)相同的雙線框表示，但內(nèi)部可以用文字或符號表示結(jié)束的原因或條件。
    • 轉(zhuǎn)移：表示從一個步到另一個步的轉(zhuǎn)換過程，它通常用有向線段表示，線段的起點表示當(dāng)前步，線段的終點表示下一個步。轉(zhuǎn)移的發(fā)生需要滿足一定的條件，這個條件就是轉(zhuǎn)移條件。