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지멘스 OP177BPN/DP 패널 지멘스 OP177BPN/DP 패널
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1. PROFIBUS DP 시스템 중 하나: DP 포트가 있는 마스터/슬레이브 시스템
DP 포트가 있는 마스터 / 슬레이브 시스템은 CPU의 다른 데이터 영역으로 DP 프로세스 데이터를 저장할 수 있도록 유연하게 설계되었습니다.데이터 영역에 대한 선택은 CPU 유형과 애플리케이션에 따라 다릅니다.프로세스 이미지 영역, 비트 스토리지 및 블록은 DP 입력, 출력 데이터에 사용할 수 있습니다.
프로세스 이미지는 표준 데이터 할당입니다.CPU의 프로세스 이미지에는 DP에 대한 연속 입력 영역과 연속 출력 영역을 유지할 수 있는 충분한 공간이 있어야 합니다.이는 중앙 구성의 프로세스 이미지 크기 및 신호 모듈 수에 따라 달라질 수 있습니다.
비트 스토리지는 DP 신호의 글로벌 스토리지에 적합한 프로세스 이미지와 동일합니다.예를 들어, 프로세스 이미지에 사용할 수 있는 공간 (중앙 신호 모듈이 차지하지 않은 공간) 이 부족하면 비트 저장소를 사용할 수 있습니다.
블록을 사용하여 DP 신호를 저장할 수도 있습니다.관련 DP 데이터 영역은 한 프로그램이 호출할 때만 이 스토리지를 사용합니다.
F S7-300 PLC 마스터에 대한 하드웨어 구성 (DP 포트 포함): X2/DP 막대 또는 CP342-5 막대를 두 번 클릭하고 대화 상자에서 DP-Master 를 선택합니다.
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1. PLC의 기본 개념
프로그래밍 가능한 컨트롤러(Programmable Controller)는 컴퓨터 제품군 중 하나로, 산업 제어 애플리케이션을 위해 설계 제작되었다.초기의 프로그래밍 가능한 컨트롤러는 프로그래밍 가능한 논리 컨트롤러 (Programmable Logic Controller) 라고 불렸으며, 약칭은 PLC이며, 주로 계전기를 대체하여 논리 제어를 실현하는 데 사용되었다.기술이 발전함에 따라 이 장치의 기능은 이미 논리적 제어의 범위를 크게 초과하였기 때문에 오늘날 이 장치를 프로그래밍 가능한 제어기, 약칭 PC라고 부른다. 그러나 개인용 컴퓨터(Personal Computer)의 약칭과 혼동을 피하기 위해 프로그래밍 가능한 제어기를 약칭 PLC라고 부른다.
2. PLC의 기본 구조
PLC는 기본적으로 마이크로컴퓨터와 같은 하드웨어 구조를 가진 산업 제어 컴퓨터입니다. 그림과 같이 다음과 같습니다.
a. 중앙처리장치(CPU)
중앙처리장치(CPU)는 PLC의 제어 중추이다.PLC 시스템 프로그램이 부여한 기능에 따라 프로그래머에서 입력한 사용자 프로그램과 데이터를 수신하고 저장합니다.전원, 스토리지, I/O 및 경고 타이머의 상태를 확인하고 사용자 프로그램의 구문 오류를 진단합니다.PLC가 실행되면 먼저 현장에 있는 각 입력 장치의 상태와 데이터를 스캔 방식으로 받아 I/O 이미지 영역에 저장한 다음 사용자 프로그램 스토리지에서 사용자 프로그램을 조목조목 읽고 명령 해석을 거친 후 명령에 따라 논리 또는 산수 연산을 수행한 결과를 I/O 이미지 영역 또는 데이터 레지스터로 보냅니다.모든 사용자 프로그램이 실행된 후에 I/O 이미지 영역의 각 출력 상태 또는 출력 레지스터 내의 데이터를 해당 출력 장치로 전송하여 실행이 중지될 때까지 순환합니다.
PLC의 가*성을 한층 더 높이기 위해 최근 몇 년 동안 대형 PLC에는 이중 CPU로 이중화 시스템을 구성하거나 3 CPU의 의결식 시스템을 채택했다.따라서 CPU 하나에 장애가 발생하더라도 전체 시스템이 정상적으로 작동합니다.
b、메모리
시스템 소프트웨어를 저장하는 스토리지를 시스템 프로그램 스토리지라고 합니다.
애플리케이션을 저장하는 스토리지를 사용자 프로그램 스토리지라고 합니다.
C、전원 공급 장치
PLC의 전원 공급 장치는 시스템 전체에서 매우 중요한 역할을 합니다.PLC 제조업체는 전원 공급 장치의 설계 및 제조에 많은 관심을 기울이고 있습니다.일반적으로 AC 전압의 변동은 +10%(+15%) 범위이므로 다른 조치 없이 PLC를 AC 전력망에 직접 연결할 수 있습니다.
3. PLC의 작동 원리
하나.스캔 기술
PLC가 실행되면 작업 과정은 일반적으로 입력 샘플링, 사용자 프로그램 실행 및 출력 새로 고침 세 단계로 나뉩니다.위의 세 단계를 스캔 주기라고 합니다.전체 런타임 동안 PLC의 CPU는 위의 세 단계를 일정한 스캔 속도로 반복합니다.
(1) 샘플링 단계 입력
입력 샘플링 단계에서 PLC는 스캔 방식으로 모든 입력 상태와 데이터를 순차적으로 읽어들여 I/O 이미지 영역의 해당 셀에 저장합니다.입력 샘플링이 끝나면 사용자 프로그램 실행 및 출력 새로 고침 단계로 넘어갑니다.이 두 단계에서는 입력 상태와 데이터가 변경되더라도 I/O 이미지 영역의 해당 셀의 상태와 데이터는 변경되지 않습니다.따라서 입력이 펄스 신호인 경우 펄스 신호의 폭이 스캔 주기보다 커야 어떤 상황에서도 입력을 읽을 수 있습니다.
(2) 사용자 프로그램 실행 단계
사용자 프로그램 실행 단계에서 PLC는 항상 사용자 프로그램 (사다리꼴 그림) 을 위에서 아래로 순서대로 차례로 스캔합니다.각 사다리꼴 맵을 스캔할 때, 항상 사다리꼴 맵의 왼쪽에 있는 각 접점으로 구성된 제어 회선을 먼저 스캔하고, 접점으로 구성된 제어 회선을 선좌후우, 선상후하의 순서에 따라 논리 연산을 진행한 후 논리 연산 결과에 따라 시스템 RAM 저장소에서 해당 논리 코일의 상태를 새로 고칩니다.또는 I/O 이미지 영역에서 해당 출력 코일의 상태를 새로 고칩니다.또는 이 사다리꼴 그림에 규정된 특수 기능 명령을 실행할지 여부를 결정합니다.
즉, 사용자 프로그램이 실행되는 동안 I/O 이미지 영역 내의 입력 지점의 상태와 데이터만 변경되지 않으며, I/O 이미지 영역 또는 시스템 RAM 저장소 내의 다른 출력 지점과 소프트웨어 장치의 상태와 데이터는 변경될 수 있으며, 그 프로그램 실행 결과는 그 아래에 있는 모든 코일이나 데이터에 사용되는 사다리꼴 그림에 영향을 미친다.반면 새로 고쳐진 논리 코일의 상태나 데이터는 다음 스캔 주기에만 그 위에 있는 프로그램에 작용할 수 있는 아래 사다리꼴 그림입니다.
(3) 출력 새로 고침 단계
사용자 프로그램 스캔이 끝나면 PLC는 출력 새로 고침 단계에 들어갑니다.이 기간 동안 CPU는 I/O 이미지 영역 내의 해당 상태와 데이터에 따라 모든 출력 잠금 회로를 새로 고치고 출력 회로를 통해 해당 주변 장치를 구동합니다.이제 PLC의 실제 출력이 됩니다.
다음 두 프로그램의 차이점을 비교합니다.
프로그램 1:
프로그램 2:
이 두 세그먼트는 * 같은 결과를 실행하지만 PLC에서는 다른 프로세스를 수행합니다.
※ 프로그램 1은%M4에 대한 플러시를 한 번의 스캔 주기로 완료할 수 있습니다.
※ 프로그램 2는%M4에 대한 플러시를 완료하려면 네 번의 스캔 주기를 사용해야 합니다.
이 두 가지 예는 같은 몇 개의 사다리꼴 그림이 배열 순서가 다르고 실행 결과도 다르다는 것을 설명한다.또한 스캔 사용자 프로그램의 운행 결과와 계전기 제어 장치의 하드 논리를 병행하여 운행한 결과가 구별된다는 것을 볼 수 있다.물론 스캔 주기가 전체 실행에 걸리는 시간을 무시할 수 있다면 둘 사이에는 아무런 차이가 없다.
일반적으로 PLC의 스캔 주기는 자가 진단, 통신 등을 포함합니다. 다음 그림과 같이 하나의 스캔 주기는 자가 진단, 통신, 입력 샘플링, 사용자 프로그램 실행, 출력 새로 고침 등 모든 시간의 합계와 같습니다.
2.PLC I/O 응답 시간
PLC의 간섭 방지 능력을 강화하고 가*성을 높이기 위해 PLC의 각 스위치 양 입력단에는 광전 격리 등의 기술이 사용됩니다.
릴레이 제어 회로의 하드 로직 병렬 제어를 구현하기 위해 PLC는 일반 마이크로컴퓨터와 다른 작동 방식 (스캔 기술) 을 사용합니다.
위의 두 가지 주요 원인으로, PLC의 I/O 응답은 일반 마이크로컴퓨터로 구성된 산업 제어 시스템보다 훨씬 가득 차며, 그 응답 시간은 적어도 하나의 스캔 주기와 같으며, 일반적으로 모두 하나의 스캔 주기보다 더 길다.
I/O 응답 시간이란 PLC의 입력 신호 변경으로부터 시스템의 출력단 신호 변경에 이르는 시간을 의미합니다.짧은 I/O 응답 시간과 긴 I/O 응답 시간은 그림과 같습니다.
(n-1)개
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짧은 I/O 응답 시간:
긴 I/O 응답 시간
SIEMENS PLC의 중국 제품은 규모와 성능의 크기에 따라 주로 S7-200 S7-300과 S7-400 세 가지가 있는데, 이 세 가지 제품의 일부 특성을 간단히 소개한다.
S7-200
낮은 성능 요구 사항을 충족하는 블록 기반 소형 제어 시스템은 7개의 모듈로 확장할 수 있으며, 모듈에 백보드 버스를 통합할 수 있으며, RS-485 통신 인터페이스와 Profibus 두 가지 네트워크 연결로 프로그래머 PG를 통해 전원, CPU 및 I/O가 있는 일체형 유닛 장치와 함께 모든 모듈에 액세스할 수 있다.
이러한 확장 모듈(EM)에는 디지털 입력 모듈(DI)-24VDC 및 120/230VAC,디지털 출력 (DO) - 24VDC 및 릴레이,아날로그 입력 모듈 (AI) -전압, 전류, 저항 및 열전지;아날로그 출력 모듈 - 전압 및 전류.또한 비교적 특수한 모듈인 통신 프로세서 (CP) 가 있습니다. 이 블록의 기능은 S7-200을 마스터 스테이션으로 AS-인터페이스 (센서 및 실행기 인터페이스) 에 연결할 수 있습니다. AS-인터페이스를 통해 스테이션에서 최대 248개의 장치를 제어할 수 있습니다. 이렇게 하면 S7-200의 입력과 출력 포인트를 크게 확장할 수 있습니다.
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프로그래밍 가능한 컨트롤러 제어 시스템 설계 방법
1. 문제제기
프로그래밍 가능한 컨트롤러 기술은 주로 자동화 제어 공정에 응용된다. 앞에서 배운 지식을 어떻게 종합적으로 활용하고 실제 공정의 요구에 따라 컨트롤 시스템으로 합리적으로 조합할 수 있는지, 여기서 프로그래밍 가능한 컨트롤러 제어 시스템을 구성하는 일반적인 방법을 소개한다.
2. 프로그래밍 가능한 컨트롤러 제어 시스템 설계의 기본 절차
1. 시스템 설계의 주요 내용
(1) 시스템 설계를 제어하는 기술적 조건을 작성한다.기술 조건은 일반적으로 설계 임무서의 형식으로 확정되며, 그것은 전체 설계의 근거이다;
(2) 전기전동형식과 전동기, 전자기밸브 등 집행기구를 선택한다.
(3) PLC 모델 선택;
(4) PLC의 입력/출력 할당표를 작성하거나 입력/출력 단자 배선도를 그립니다.
(5) 시스템 설계의 요구에 따라 소프트웨어 규격 설명서를 작성한 후 상응하는 프로그래밍 언어 (상용 사다리꼴 그림) 로 프로그램 설계를 진행한다.
(6) 사용자 인지 심리학을 이해하고 따르며 휴먼 컴퓨터 인터페이스의 디자인을 중시하고 사람과 기계 간의 우호적인 관계를 강화한다.
(7) 작업대, 전기 캐비닛 및 비표준 전기 부품 설계;
(8) 설계설명서와 사용설명서를 작성한다.
구체적인 임무에 근거하여 상술한 내용은 적당히 조정할 수 있다.
2. 시스템 설계의 기본 단계
프로그래밍 가능한 컨트롤러는 시스템 설계와 디버깅의 주요 절차를 응용한다. 그림 1과 같다.