PLC的工作原理
PLC是一種工業(yè)計(jì)算機(jī)，其工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理基礎(chǔ)上的，CPU采用分時(shí)操作方式來處理各項(xiàng)任務(wù)，即每一時(shí)刻只能處理一件事情，程序的執(zhí)行是按照順序依次執(zhí)行。這種分時(shí)操作過程稱為PLC對(duì)程序的掃描，掃描一次所用的時(shí)間稱為掃描周期。運(yùn)行時(shí)，逐條地解釋用戶程序，并加以執(zhí)行。程序中的數(shù)據(jù)并不直接來自輸入或輸出模塊的接口，而是來自數(shù)據(jù)寄存器區(qū)，該區(qū)域中的數(shù)據(jù)在輸入采樣和輸出鎖存時(shí)周期性地不斷刷新。 PLC的掃描工作過程大致可以分為3個(gè)階段：輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新3個(gè)階段，如下圖所示。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述3個(gè)階段。
1）輸入采樣階段 在輸入采樣階段，PLC首先掃描所有輸入端子，再依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入輸入寄存器中。此時(shí)，輸入寄存器被刷新。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(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，輸入寄存器中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2）用戶程序執(zhí)行階段 輸入采樣階段的輸入信號(hào)被刷新后，送入程序執(zhí)行階段。組成程序的每條指令都有順序號(hào)，指令按順序號(hào)依次存入存儲(chǔ)單元。在程序執(zhí)行期間，微處理器將指令順序調(diào)出并執(zhí)行，并對(duì)輸入和輸出狀態(tài)進(jìn)行處理，即按程序進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，在將結(jié)果存入輸出狀態(tài)寄存器中。3）輸出刷新階段 當(dāng)用戶程序執(zhí)行完畢后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照輸入/輸出狀態(tài)寄存器內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接收的電壓或電流信號(hào)，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。在下一個(gè)輸出刷新階段開始之前，輸出鎖存器的狀態(tài)不會(huì)改變，從而相應(yīng)輸出端子的狀態(tài)也不會(huì)改變。
PLC的編程語言
編程語言是PLC的重要組成部分，PLC為用戶提供了完整的編程語言，以適應(yīng)用戶編制程序的需要。IEC61131-3為PLC制定了5種PLC的標(biāo)準(zhǔn)編程語言，其中有3種圖形語言即梯形圖（LAD）、功能塊圖（FBD）、順序功能圖（SFC）；兩種文本語言，即指令表（STL)和結(jié)構(gòu)化文本（ST)。 梯形圖是PLC*早使用的一種編程語言，也是PLC*普遍采用的編程語言。梯形圖編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)上演變而來的，繼承了繼電器控制系統(tǒng)中的基本工作原理和電器邏輯關(guān)系的表達(dá)方法，梯形圖語言與繼電器控制系統(tǒng)梯形圖的基本思想是一致的，只是在使用符號(hào)和表達(dá)方式上有一定的區(qū)別。 功能塊圖采用類似于數(shù)字邏輯門電路的圖形符號(hào)，邏輯直觀，使用方便，它沒有梯形圖語言中的觸點(diǎn)和線圈，但擁有與之等價(jià)的指令。 順序功能圖亦稱功能圖。SFC編程方法是法國人開發(fā)的，是一種真正的圖形化編程方法。SFC專用于描述工業(yè)順序控制程序，使用它可以對(duì)具有并發(fā)、選擇等復(fù)雜結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行編程，特別適合在復(fù)雜的順序控制系統(tǒng)中使用。 指令表編程語言類似于計(jì)算機(jī)中的助記符匯編語言，它是PLC*基礎(chǔ)的編程語言，所謂指令表編程，是用一個(gè)或幾個(gè)容易記憶的字符來代表PLC的某種操作功能，按照一定的語法和句法編寫出一行一行的程序，來實(shí)現(xiàn)所要求的控制任務(wù)的邏輯關(guān)系或運(yùn)算。 結(jié)構(gòu)化文本是一種上等的文本語言，是一種較新的編程語言。結(jié)構(gòu)化文本語言表面上與PASCAL語言很相似，但它是一個(gè)專門為工業(yè)控制應(yīng)用開發(fā)的編程語言，具有很強(qiáng)的編程能力，與梯形圖相比，它能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)**算，編寫的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。
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