西门子阳江PLC模块总代理商

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通用型plc的硬件基本结构如图1所示，它是一种通用的可编程控制器，主要由中央处理单元cpu、存储器、输入/输出（i/o）模块及电源组成。　　图1通用型plc的硬件基本结构

　　主机内各部分之间均通过总线连接。总线分为电源总线、控制总线、地址总线和数据总线。各部件的作用如下：

　　（1）中央处理单元cpu

　　plc的cpu与通用微机的cpu一样，是plc的核心部分，它按plc中系统程序赋予的功能，接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；用扫描方式查询现场输入装置的各种信号状态或数据，并存入输入过程状态寄存器或数据寄存器中；诊断电源及plc内部电路工作状态和编程过程中的语法错误等；在plc进入运行状态后，从存储器逐条读取用户程序，经过命令解释后，按指令规定的任务产生相应的控制信号，去启闭有关的控制电路；分时、分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑运算或算术运算等任务；根据运算结果，更新有关标志位的状态和输出状态寄存器的内容，再由输出状态寄存器的位状态或数据寄存器的有关内容实现输出控制、制表打印、数据通信等功能。以上这些都是在cpu的控制下完成的。plc常用的cpu主要采用通用微处理器、单片机或双极型位片式微处理器。

　　（2）存储器

　　存储器（简称内存），用来存储数据或程序。它包括随机存取存储器（ram）和只读存储器（rom）。

　　plc配有系统程序存储器和用户程序存储器，分别用以存储系统程序和用户程序。系统程序存储器用来存储监控程序、模块化应用功能子程序和各种系统参数等，一般使用eprom；用户程序存储器用作存放用户编制的梯形图等程序，一般使用ram，若程序不经常修改，也可写入到eprom中；存储器的容量以字节为单位。系统程序存储器的内容不能由用户直接存取。因此一般在产品样本中所列的存储器型号和容量，均是指用户程序存储器。

　　（3）输入/输出（i/o）模块

　　i/o模块是cpu与现场i/o设备或其他外部设备之间的连接部件。plc提供了各种操作电平和输出驱动能力的i/o模块供用户选用。i/o模块要求具有抗干扰性能，并与外界绝缘因此，多数都采用光电隔离回路、消抖动回路、多级滤波等措施。i/o模块可以制成各种标准模块，根据输入、输出点数来增减和组合。i/o模块还配有各种发光二极管来指示各种运行状态。

　　（4）电源

　　plc配有开关式稳压电源的电源模块，用来对plc的内部电路供电。

　　（5）编程器

　　编程器用作用户程序的编制、编辑、调试和监视，还可以通过其键盘去调用和显示plc的一些内部状态和系统参数。它经过接口与cpu联系，完成人机对话。

　　编程器分简易型和智能型两种。简易型编程器只能在线编程，它通过一个专用接口与plc连接。智能型编程器即可在线编程又可离线编程，还以远离plc插到现场控制站的相应接口进行编程。智能型编程器有许多不同的应用程序软件包，功能齐全，适应的编程语言和方法也较多。

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• 不需要增加可靠性的应用场合

• 连接到以用户程序为基础的冗余 i/o 站。基于此种目的，系统对称的配置设计在切换式配置中，i/o模板虽为单通道设计，但是两个控制器均可通过冗余的总线网络访问 i/o 模板。切换式 i/o 模板只能插入

• et 200m 远程 i/o 站。

通过 profibus-dp 或者 profinet 连接到控制器。

切换式配置 1

切换式配置 2

单边配置（常规的可用性）

fm 和 cp 的冗余功

fm 和 cp 的冗余

功能模板（fm）和通讯模板有两种冗余配置：

• 可切换的冗余设置：fm/cp 可插到分立的 et 200m 中，或成对的插入到可切换的et200m 中的一个。

• 双通道冗余配置：fm/cp可插到两个子单元或者是和这些子单元接口的扩展设备中（参考单边配置）实现模板的冗余有不同的方法。

• 由用户编程：利用功能模块和 simatic cp可以由用户编程实现冗余功能。选择主动模板并检测任何故障以便启动转换机制。所要求的程序和带冗余 fm/cp 的非冗余 cpu的结构相一致。

• 操作系统直接支持：在 simatic net-cp（cp-443-1，cp 443-1tcp，cp 443-5 基本型和cp 443-5扩展型）上，操作系统直接支持冗余结构，详细内容见通讯手册。cpu412-5h、cpu414-5h、cpu416-5h、cpu417-5h操作系统自动地执行所有 s7-400h 需要的附加功能：

• 数据通讯

• 故障响应（切换到备用控制器）

• 2 个子单元的同步功能

• 自检“热备”模式的 s7-400h的运行是根据主动冗余原理（在发生故障时，无扰动地自动切换）。根据这个原理，无故障时两个子单元都在运行状态。如果发生故障，正常工作的子单元能独立地完成整个过程的控制。为了保证无扰动地切换，做到控制器链路之间快速、可靠的数据交换。为此控制器自动的接收

• 相同的用户程序

• 相同的数据块

• 过程映象内容

•相同的内部数据，如计时器、计数器、位存储器等这样确保两个子控制器要随时更新内容，并在任何时间只要一个有故障，另一个可承担全部控制任务，因此cpu的切换时间为零，连接i/o站大切换时间100ms。为了无扰动地切换，两个单元保持同步。s7-400h运行于“事件驱动同步”。这就是说两个子单元有不同的内部状态时，就会进行同步操作。

例如在下列情况：

• 直接 i/o 访问

• 中断，报警

• 刷新用户时间

• 通过通讯功能修改数据由操作系统自动地执行同步功能，编程时不需要考虑。

s7-400h 执行扩展的自检。包括如下内容：

• 控制器间的链接

• cpu 模板

• 处理器/asic

•存储器检测到的每一个故障都给出报告。运行后的自检，当再起动时，每个子单元完整地执行所有的测试功能。周期运行时的自检：全部自测试被分配到几个周期中进行。每个周期只执行自检中的一部分，以减轻控制器的负担。simatic的可用性的通讯，为用户提供了一种新型的通讯类型，它具有以下特点：

• 增强了可用性：发生故障时，通过多达 4 个冗余连接，使通讯仍能继续进行。对用户来说，需要的切换过程是看不到的。

• 用户友好特点从用户观点来看，可用性是看不到的，可使用含标准通讯的用户程序，不需要做修改。冗余功能只在参数化阶段建立。目前s7-400h（冗余和非冗余配置）和 pc 支持容错通讯。