【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 ② 現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC 通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 （ 5） 功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。 （ 6） 通信模塊如以太網(wǎng)、 RS48 ProfibusDP 通訊模塊等。 （ 7） 存儲(chǔ)器存放系統(tǒng)軟件的存儲(chǔ)器稱為系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器。存放應(yīng)用軟件的存儲(chǔ)器稱為用戶程序存儲(chǔ)器。 （ 8） 輸入輸出接口電路。 ① 現(xiàn)場(chǎng)輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是 PLC 與現(xiàn)場(chǎng)控制的接口界面的輸入通道。 ② 現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器、選通電路和中斷請(qǐng)求電路集成，作用PLC 通過現(xiàn)場(chǎng)輸出接口電路向現(xiàn)場(chǎng)的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號(hào)。 （ 9） 功能模塊如計(jì)數(shù)、定位等功能模塊。 （ 10） 通信模塊如以太網(wǎng)、 RS48 ProfibusDP 通訊模塊等。 PLC 的軟件結(jié)構(gòu) PLC 的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序兩大部分組成。系統(tǒng)程序由 PLC 制造商固化在機(jī)內(nèi)，用以控制 PLC 本身的運(yùn)作；用戶程序則是由使用者編制 并輸入的，用來控制外部對(duì)象的運(yùn)作。 系統(tǒng)程序主要包括三部分。第一部分為系統(tǒng)管理程序，他控制 PLC 的運(yùn)行。第二部分為用戶指令解釋程序，將 PLC 的編程語言變?yōu)闄C(jī)器語言指令，再由 CPU 執(zhí)行。第三部分為標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序，包括許多不同功能的子程序及其調(diào)用管理程序。 （ 1） 系統(tǒng)管理程序 8 系統(tǒng)管理程序是系統(tǒng)程序中最重要的部分，用以控制 PLC 的運(yùn)作。其作用有三，一是進(jìn)行運(yùn)行管理，控制 PLC 何時(shí)輸入、何時(shí)輸出、何時(shí)計(jì)算、何時(shí)自檢、何時(shí)通信等時(shí)間上的分配管理；二是存儲(chǔ)空間管理，即生成用戶環(huán)境、規(guī)定各種參數(shù)、程序的存放地址 ，將用戶使用的數(shù)據(jù)參數(shù)、存儲(chǔ)地址化為實(shí)際的數(shù)據(jù)格式及物理存放地址，將有限的資源變?yōu)橛脩艉芊奖愕闹苯邮褂玫脑Ｈ窍到y(tǒng)自檢程序，包括系統(tǒng)出錯(cuò)檢驗(yàn)，用戶程序語法檢驗(yàn)、句法檢驗(yàn)、警戒時(shí)鐘運(yùn)行等。 （ 2） 用戶指令解釋程序 用戶指令解釋程序是聯(lián)系高級(jí)語言和機(jī)器碼的橋梁。 PLC 可用梯形圖語言編程，把使用者直觀易懂的梯形圖變成機(jī)器易懂的機(jī)器語言，這就是解釋程序的任務(wù)。解釋程序?qū)⑻菪螆D逐條解釋，翻譯成相應(yīng)的機(jī)器語言指令，再由 CPU 執(zhí)行這些指令。 （ 3） 標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序 標(biāo)準(zhǔn)程序模塊與系統(tǒng)調(diào)用程序由許多獨(dú) 立的程序塊組成，各塊程序有不同的功能，有的完成輸入、輸出處理，有的完成特殊運(yùn)算等。 PLC 的各種具體工作都是由這部分程序來完成的，這部分程序的多少?zèng)Q定了 PLC 性能的強(qiáng)弱。 整個(gè)系統(tǒng)監(jiān)控程序是一個(gè)整體，它質(zhì)量的好壞很大程度上影響 PLC 的性能。因?yàn)橥ㄟ^改進(jìn)系統(tǒng)監(jiān)控程序就可在不增加任何硬設(shè)備的條件下改善 PLC 的性能。 用戶程序 即應(yīng)用程序，是 PLC 的使用者針對(duì)具體控制對(duì)象編制的應(yīng)用程序。根據(jù)不同控制要求編制不同的程序，相當(dāng)于改變 PLC 的用途，也相當(dāng)于繼電接觸器控制設(shè)備的硬接線線路進(jìn)行重設(shè)計(jì)和重接線，這就是所謂的“可 編程序”。程序既可有編程器方便的送入 PLC 內(nèi)部的存儲(chǔ)器中，也能通過他方便的讀出、檢查與修改。 PLC 編程語言有多種，它是用 PLC 的編程語言或某種 PLC 指令的助記符編制而成的。編程語言可以是語句表、梯形圖或狀態(tài)流程圖（功能圖）。各個(gè)元件的助記符隨 PLC 型號(hào)的不同而略有不同。 PLC 的編程語言 （ 1） 梯形圖（ LAD） 9 梯形圖是一種類似于繼電器控制線路圖的一種語言。這種語言繼承傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)中使用的框架結(jié)構(gòu)、邏輯運(yùn)算方式和輸入輸出形式，使得程序直觀易讀，具有形象實(shí)用的特點(diǎn)，因此應(yīng)用最廣泛。 PLC 梯 形圖的一個(gè)關(guān)鍵概念是“能流”，是一種假想的“能量流”。把左邊的母線假設(shè)為電源“火線”，而把右邊的母線假想為電源“零線”。如果有“能流”從左至右流向線圈，則線圈被激勵(lì)。 要強(qiáng)調(diào)的是，引入“能流”概念，是為了和繼電接觸器控制系統(tǒng)相比較，告訴人們?nèi)绾蝸砝斫馓菪螆D各輸出點(diǎn)的動(dòng)作，實(shí)際上并不存在這種“能流”。 （ 2） 語句表（ STL） 語句表是一種類似于計(jì)算機(jī)匯編語言的助記符語言，它是 PLC 最基礎(chǔ)的編程語言。由不同的指令所構(gòu)成的語句組成的，其中的指令則由操作碼和操作數(shù)組成，其中操作碼指出了指令的功能，操作數(shù)指出了指 令所用的元件或數(shù)據(jù)。例如圖 22 所示。 圖 22 梯形圖 （ 2） 狀態(tài)流程圖（ SFC） 10 狀態(tài)流程圖“ SFC”編程是一種較新的方法，它是用“功能圖”來表達(dá)一個(gè)順序控制過程，是一種圖形化的編程方法。用方框表示整個(gè)控制過程中一個(gè)個(gè)“狀態(tài)”，或稱“功能”或稱“步”，用線段表示方框間的關(guān)系及方框間狀態(tài)轉(zhuǎn)換的條件。 用戶程序結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)一個(gè)好的用戶程序，就要設(shè)計(jì)一個(gè)合適的用戶程序結(jié)構(gòu)，正確地使用用戶程序語言才能編寫出滿足工程需要的程序。主要包括：用戶程序、數(shù)據(jù)塊和參數(shù)塊。 （ 1） 用戶程序 用戶程序是程序中的必須項(xiàng)。用戶程序在存儲(chǔ)器空間中稱為組織塊，他處于最高層次，可以管理其他快，他是用各種語言編寫的用戶程序。不同機(jī)型的 CPU，其程序空間容量也不同。用戶程序的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，一個(gè)完整的用戶控制程序應(yīng)當(dāng)包含一個(gè)主程序、若干子程序和若干中斷程序三大部分，不同編程設(shè)備對(duì)各程序塊的安排方法也不同。 （ 3） 數(shù)據(jù)塊 數(shù)據(jù)塊為可選部分，他主要存放控制程序所需的數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)塊中允許以下數(shù)據(jù)類型：布爾型，表示編程元件的狀態(tài)；十進(jìn)位、二進(jìn)位制或十六進(jìn)制數(shù)；字母、數(shù)字和字符型。 （ 3） 參數(shù)塊 參數(shù)塊也是可選部分，他存 放的是 CPU 組態(tài)數(shù)據(jù)，如果在編程軟件或其他編程工具上來進(jìn)行 CPU 組態(tài)，則系統(tǒng)默認(rèn)值進(jìn)行自動(dòng)配置。 PLC 的基本工作原理 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。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)行上述三個(gè)階段。 （ 1） 輸入采樣階段。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 映像區(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(gè)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(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，11 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(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)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(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出 線圈在 I/O 映像區(qū)中對(duì)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。即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在 I/O 映像區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在 I/O 映像區(qū)或系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即 I/O 指令則可以直接存取 I/O 點(diǎn)。即使用 I/O 指令的話，輸入過程影像寄存