西门子模块6ES7416-3XR05-0AB0

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根据存放信息的性质不同，在plc中常使部分的功能是相同的。下面详细描述硬件系统各部分功能。1）微处理器（cpu）cpu是plc的核心，相当于神经中枢的作用，指挥有关的控制电路。cpu主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，cpu单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是plc不可缺少的组成单元。

cpu的控制器控制cpu工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由振荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。cpu速度和内存容量是plc的重要参数，它们决定着plc的工作速度，i/o数量及软件容量等，因此限制着控制规模。

与一般微型计算机一样，cpu的主要功能如下所述。从存储器中读取指令：cpu根据地址总线上给出的存储器地址和控制总线上给出的读/写命令，从数据总线上得到读出的数据和指令，并放到cpu内的指令寄存器中。执行指令：对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码、操作。顺序读取指令。处理中断：cpu在顺序执行程序时，还能接收i/o接口发来的中断用的存储器的类型如下所述。

（1）只读存储器rom。只读存储器的内容由plc制造厂家写入，并固化，plc掉电后，rom中内容不会丢失。用户只能读取，不能改写。因此，rom常用于存放系统程序。除了rom，还有可擦写、可编程的只读存储器eprom、e2prom。

（2）随机存储器ram。又称可读/写存储器。信息读出时，ram中的内容保持不变；写入时，新写入的信息覆盖原来的内容。它用来存放既要读出，又可以写入的内容。因此，ram常用于存储用户程序、逻辑变量和其他一些信息。掉电后，ram中的内容不再保留，为了防止掉电后，ram中的内容丢失，plc使用锂电池作为ram的备用电源，在plc掉电后，ram由电池供电，保持ram中的信息不消失。3）输入/输出接口（i/o模块）输入/输出接口通常也称i/o单元或i/o模块，是plc与工业生产现场之间的连接通道。i/o模块集成了plc的i/o电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入plc系

浔之漫智控技术（上海）有限公司（xzm-w）

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统，输出模块相反。i/o模块按照信号的形式分为开关量输入（di）、开关量输出（do）、模拟量输入（ai）、模拟量输出（ao），按照供电形式可分为直流型和交流型、电压型和电流型，按功能可分为基本i/o模块和特殊i/o模块。下面介绍基本i/o模块

（2）控制容量

plc的控制容量就是在i/o扫描期间，处理器将完成内务处理和离散数据传送两项工作。内务处理时间（一般不大于4.5ms）包括处理器的内部检查：用输出映像表数据刷新处理器基本框架上驻留本地i/o输出模块；用输出映像表的数据刷新远程i/o缓冲区；用处理器基本框架内的i/o输入状态刷新输入映像表；用存放在远程i/o缓冲区的远程i/o输入状态刷新输入映像表。在完成内务处理之后，处理器将进行扩展本地i/o框架（如果存在）的初的plc只是一些简单的开关量逻辑控制器件，而且其控制数目有限，因此只有基本的输入/输出及程序控制指令，编程设备也很简陋。但可编程序控制器发展到现在，不仅其i/o能力大大增强，且实现了对模拟量的各种控制，其指令系统也得到了充分的发展，变得相当完善。如s7-300系列可编程序控制器的指令系统包括继电器指令、定时器和计数器、计算指令（包括三角函数、指数、幂运算等）、数据转换、诊断、移位寄存器、比较、数据传送、顺序器、立即i/o、程序控制和pid控制，以及顺序功能流程图指令等，是指令功能强的可编程序控制器之一。

在可编程序控制器不断发展、指令功能不断增强的同时，其开发手段也从早期的专用编程设备移到计算机上进行；计算机开发环境也从dos转到win98//xp/nt上，从而变得更加易于使用。除编程软件外，还有仿真软件，这使plc的开发、调试扫描：扩展本地i/o的离散数据在处理器数据映像表和扩展本地i/o框架中的i/o之间进行交换；扫描扩展本地i/o框架所需要的时间加上内务处理时间就是总的i/o扫描时间。