【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 件系統(tǒng)通?？煞譃閮纱蟛糠郑合到y(tǒng)程序和用戶程序， PLC所使用的程序的集合就是軟件系統(tǒng)。PLC基本功能由PLC系統(tǒng)程序決定，主要有系統(tǒng)程序調(diào)用、功能程序、系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序等部分。系統(tǒng)程序主要用來(lái)控制PLC的運(yùn)行，由于系統(tǒng)程序是重要數(shù)據(jù)并且需要長(zhǎng)期保存，所以其采用EPROM存儲(chǔ)器或ROM。用戶載入的PLC應(yīng)用程序稱為用戶程序，由于載入初期的用戶程序修改與調(diào)試較為頻繁，為了方便用戶調(diào)試所以存放在隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM內(nèi)。1. 系統(tǒng)程序監(jiān)控程序、編譯程序及診斷程序等構(gòu)成了系統(tǒng)程序。監(jiān)控程序（管理程序），主要發(fā)揮的是管理全機(jī)的功能。編譯程序的功能是將程序語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言。診斷程序的功能是診斷機(jī)器的故障。系統(tǒng)程序是由PLC的制造商編制，固化在PROM或EPROM中，隨PLC一起提供給用戶使用。系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序，用戶指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊。2. 用戶程序用戶程序是用戶利用企業(yè)提供的程序編譯語(yǔ)言編制出符合生產(chǎn)要求的程序的應(yīng)用程序。模擬量運(yùn)算程序、閉環(huán)控制程序、開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序和操作站系統(tǒng)應(yīng)用程序等都被包括在用戶程序中。（1） 開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序PLC用戶程序中最重要的一部分就是開(kāi)關(guān)量邏輯控制程序，不同的PLC的制造企業(yè)其編程語(yǔ)言也并不相同，一般公司主要采用梯形圖、助記符或功能表圖等編程語(yǔ)言編制，全部兼容的編程語(yǔ)言尚未被研發(fā)完成。（2） 模擬量運(yùn)算程序及閉環(huán)控制程序在大中型PLC上實(shí)施的程序通常是模擬量運(yùn)算程序及閉環(huán)控制程序，用戶的程序編制主要根據(jù)的是所需PLC提供的軟硬件功能。編程語(yǔ)言基本采用匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言，一些公司也有提供相應(yīng)編程軟件以方便用戶編程。（3） 操作站系統(tǒng)程序大型PLC系統(tǒng)通過(guò)通信的聯(lián)網(wǎng)為進(jìn)行信息的管理和交換而編制的程序被稱為操作站系統(tǒng)程序。操作站系統(tǒng)程序包括了各類畫面的操作顯示程序，基本采用高級(jí)語(yǔ)言，用戶可憑借制造商提供的軟件使用的說(shuō)明進(jìn)行人機(jī)界面操作和操作站的系統(tǒng)編制和畫面組態(tài)等相應(yīng)的應(yīng)用程序。 可編程控制器的工作過(guò)程和工作原理1. 可編程控制器的工作原理PLC工作的要點(diǎn)是可靠物理實(shí)現(xiàn)和出入信息交換。出入信息交換的實(shí)現(xiàn)主要依靠運(yùn)行位PLC內(nèi)存中的程序。這程序既有系統(tǒng)的，又有用戶的。系統(tǒng)程序不僅為用戶程序提供運(yùn)行和編輯的平臺(tái)，同時(shí)，系統(tǒng)程序還進(jìn)行必要的公共處理，包括I/O刷新、自檢、與上位計(jì)算機(jī)和外設(shè)或其他PLC通訊等處理。用戶可以根據(jù)自己的需求自行設(shè)計(jì)用戶程序。需要什么控制就可以編制什么用戶程序?？煽课锢韺?shí)現(xiàn)一般通過(guò)輸入（I、 INPUT）和輸出（O、OUTPUT）電路。每個(gè)I或O電路都處在一個(gè)輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)上面。PLC的I/O系統(tǒng)由若干模版集成而成，這些模版依靠若干個(gè)輸入輸出電路集成。PLC體積的大部分都是由這些模版組成，但由于這些模版都是高度集成化的，所以PLC的體積并不是很大。PLC的I/O電路的寄存器也可以說(shuō)是輸出鎖存器和輸入暫存器。輸出鎖存器和輸入暫存器通過(guò)PLC的 I/O總線和運(yùn)行PLC系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)與PLC內(nèi)存交換信息。接受模擬信號(hào)的輸入電路和可接收開(kāi)關(guān)的輸入電路這些功能PLC都有。知識(shí)接受模擬信號(hào)的輸入電路需要先將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，然后在將轉(zhuǎn)換完成的數(shù)字信號(hào)存入PLC中的內(nèi)存單元中。如果要進(jìn)行模擬量的輸出，那么模擬量的輸出電路是必不可少的，靠模擬量的輸出電路對(duì)PLC之中的內(nèi)存單元里面的內(nèi)容進(jìn)行數(shù)字信號(hào)、模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換，并產(chǎn)生輸出。PLC工作過(guò)程簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)是是：輸入刷新—運(yùn)行用戶程序—輸出刷新，輸入刷新—運(yùn)行用戶程序—輸出刷新，反復(fù)順序地運(yùn)行。實(shí)現(xiàn)用PLC的控制也正是因?yàn)橛辛诉@個(gè)過(guò)程?？砂演斎腚娐穫魉偷妮斎胄畔⑼ㄟ^(guò)輸入刷新存入PLC里面的輸入映射區(qū)內(nèi)；輸出映射區(qū)通過(guò)運(yùn)行用戶程序得到經(jīng)過(guò)變換的信息；再通過(guò)輸出刷新，輸出鎖存器可以通過(guò)輸出電路產(chǎn)生相應(yīng)的輸出來(lái)顯示輸出映射區(qū)的狀態(tài)。反復(fù)順序地運(yùn)行，所以，輸入的變化總能依靠輸出來(lái)反映出來(lái)。只有一個(gè)缺點(diǎn)就是響應(yīng)的時(shí)間上略有滯后，不過(guò)由于控制器的工作速度非?？炜?，所以滯后時(shí)間極短，大約也就是幾毫秒不超過(guò)200毫秒。2. 可編程控制器的工作過(guò)程啟動(dòng)初始化監(jiān)視定時(shí)器（WDT）與編程器交換信息與數(shù)字處理器交換信息與外部設(shè)備交換信息執(zhí)行用戶程序輸入輸出信息處理處理中斷處理中斷處理中斷處理中斷處理中斷圖23 PLC工作過(guò)程 89C51單片機(jī)的簡(jiǎn)介 89C51單片機(jī)的總體結(jié)構(gòu)1. 89C51單片機(jī)片上硬件資源89C51為典型的ROM型單片機(jī)，內(nèi)部硬件資源有：1）. 面向控制的8位中央處理器；2）. 4K字節(jié)掩膜ROM程序存貯器；3）. 128字節(jié)內(nèi)部RAM數(shù)據(jù)存貯器；4）. 2個(gè)16位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器；5）. 1個(gè)全雙工的異步串行口；6）. 5個(gè)中斷源、2個(gè)中斷優(yōu)先級(jí)的中斷控制器；7）. 時(shí)鐘電路，～12MHz2. 89C51單片機(jī)結(jié)構(gòu)89C51采用模塊式的結(jié)構(gòu)，有多個(gè)存貯空間，其結(jié)構(gòu)框圖如圖24所示。P0P1P2P3數(shù)據(jù)存貯器程序存貯器內(nèi)部中斷時(shí)鐘OSCALECPU串行口4K字節(jié)RAM4╳8 I/O口128字節(jié)RAM中斷控制外部中斷定時(shí)器1定時(shí)器0外部計(jì)數(shù)脈沖總線控制PSENTXDRXD圖24 單片機(jī)結(jié)構(gòu)框圖3. 89C51單片機(jī)引腳圖89C51單片機(jī)引腳圖如圖25圖254. 89C51單片機(jī)中CPU的工作原理CPU在執(zhí)行程序過(guò)程中起關(guān)鍵作用，它是由運(yùn)算器和控制器組成?？刂破鞲鶕?jù)指令碼產(chǎn)生控制信號(hào)，使存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和輸入/輸出端口之間能協(xié)調(diào)地工作；運(yùn)算器進(jìn)行邏輯運(yùn)算、算數(shù)及位操作處理等。CPU通過(guò)對(duì)控制器和運(yùn)算器的控制與管理，讓單片機(jī)完成指定任務(wù)。5. 單片機(jī)執(zhí)行程序的過(guò)程單片機(jī)擁有的中央處理器CPU是單片機(jī)的核心，8位數(shù)據(jù)寬度的處理器使CPU能處理8位二進(jìn)制代碼或數(shù)據(jù)，中央處理器進(jìn)行調(diào)度、控制和指揮單元系統(tǒng)協(xié)調(diào)的工作，完成運(yùn)算和控制輸入輸出的操作。CPU通過(guò)單片機(jī)的內(nèi)部總線，將單片機(jī)內(nèi)的各部分：數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)、程序存儲(chǔ)器(ROM)、定時(shí)/計(jì)數(shù)器、串行接口、并行接口和中斷系統(tǒng)等聯(lián)系在一起。內(nèi)部總線有三種：控制總線用來(lái)傳送CPU各種控制命令，以便CPU統(tǒng)一指揮協(xié)調(diào)工作，數(shù)據(jù)總線用來(lái)傳送數(shù)據(jù)信息，地址總線用來(lái)傳送地址信息，選中各操作單元。完成程序所需要執(zhí)行的功能。CPU執(zhí)行程序主要包括兩個(gè)過(guò)程：一是取指過(guò)程，CPU從ROM中取出指令，指令的地址由PC指針提供， PC指針將在CPU取指后加一，所以PC指針總指向接下來(lái)一個(gè)要執(zhí)行的操作數(shù)或指令代碼。這樣能保證程序順序地往下執(zhí)行。二是執(zhí)指過(guò)程，取出的指令代碼被送到CPU控制器里面的指令寄存器，通過(guò)指令譯碼器編譯成各個(gè)電信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)指令的各種功能。第3章 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖如圖31所示：本圖是整個(gè)系統(tǒng)的完整設(shè)計(jì)思想，逐步完善了初步設(shè)計(jì)。GP37W2觸摸屏89C89C89C51單片機(jī)OMRONCPM2A40CDTD送鋼帶步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)送磁條步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)送鋼帶步進(jìn)電機(jī)送磁條步進(jìn)電機(jī)切鋼帶步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)切磁條步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)切鋼帶步進(jìn)電機(jī)切磁條步進(jìn)電機(jī)圖31 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖防盜磁條控制系統(tǒng)由89C51單片機(jī)、PLC可編程邏輯控制器、步進(jìn)電機(jī)和觸摸屏技術(shù)等各個(gè)部件合作完成的，圖12表示的是防盜磁條自動(dòng)標(biāo)簽機(jī)機(jī)械總圖：信息時(shí)代的便捷被觸摸屏技術(shù)展現(xiàn)得淋漓盡致，整個(gè)系統(tǒng)就是因?yàn)樗陌l(fā)明和使用才能擁有優(yōu)秀的人機(jī)界面。正常使用觸摸屏的操作離不開(kāi)所加入的開(kāi)關(guān)電源，磁條的長(zhǎng)度、鋼帶的長(zhǎng)度和段數(shù)可以直接在觸摸屏上進(jìn)行設(shè)定，PLC接收到的信息就是用戶在觸摸屏上所設(shè)置的，用戶設(shè)置的磁條長(zhǎng)度和鋼帶長(zhǎng)度通過(guò)PLC換算成脈沖，非晶磁條、膠帶和鋼帶在設(shè)置完成后才能傳送，膠帶有黏性的一面?zhèn)魉偷侥硞€(gè)點(diǎn)與非晶磁條黏合，下方膠帶有黏性的一面?zhèn)魉偷搅硗庖粋€(gè)點(diǎn)跟切斷的鋼帶黏合，再由送料步進(jìn)電機(jī)將黏合鋼帶的膠帶以及黏合非晶磁條的膠帶壓實(shí)復(fù)合，最后將成型的非晶磁條按規(guī)定的長(zhǎng)度切斷，到此非晶磁條的生產(chǎn)過(guò)程結(jié)束。OMRONCPM2A40CDTD啟動(dòng)復(fù)位停止急停裁切電機(jī)1原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)裁切電機(jī)2原點(diǎn)接近開(kāi)關(guān)傳感器1傳感器2送料電機(jī)1驅(qū)動(dòng)送料電機(jī)2驅(qū)動(dòng)裁切電機(jī)1裁切電機(jī)289C51單片機(jī)指示燈觸摸屏GP37W2電源 PLC控制電路設(shè)計(jì)圖32