【文章內(nèi)容簡介】 以將I/O口輸入的數(shù)據(jù)存入存儲器中，并在工作時調(diào)轉(zhuǎn)到累加器和I/O接口上，存儲器分程序存儲器ROM和數(shù)據(jù)存儲器RAM,ROM可以將數(shù)據(jù)永久的存入存儲器中，而RAM只能作為CPU計算時臨時計算使用的緩沖空間。PLC的抗干擾是極其優(yōu)秀的，我們根本不用去關(guān)心它的使用壽命和工作場合的惡劣，這些所有的問題已不再成為我們失敗的主題，而留給我們的是關(guān)心如何來利用PLC的內(nèi)部資源為我們加強設備的控制能力，使我們的設備更加的柔性。PLC的語言并不是我們所想象的匯編語言或C語言來進行編程，而是采用原有的繼電器控制的梯形圖，使得電氣工程師在編寫程序時很容易就理解了PLC的語言，而且很多的非電氣專業(yè)人士也對PLC很快認識并深入。以上僅僅是PLC的優(yōu)點之一，這也是人們比較容易理解的一部分，在很多的設備中，人們已不再希望看到太多的控制按鈕，它們不但容易損壞而且極易產(chǎn)生人為的失誤，小的并不是主要的失誤也許你還能夠接受；但過大的甚至是致命的失誤是我們無法容忍的。新的技術(shù)總是為了給我們帶來更安全和便捷的操作，使得我們面臨的一大堆問題一掃而光，你有了解過HMI嗎？這里說HMI你根本不清楚它是什么，也沒有興趣了解，換一個中文把它說明為觸摸屏或者人機界面你就知道了，它和PLC的結(jié)合給了我們更大的空間。HMI控制不僅僅是減少了控制按鈕，增加控制的靈活性，更主要的它是可順序性的，而且在能夠改變數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出反饋，在溫度控制曲線的模擬也能直觀的顯示出來。并且能夠通過編寫功能幫助程序來提供各種力所能及的幫助，使得操作者減少不必要的失誤。HMI的廠商目前也越來越多，功能也越來越強，價格也越來越低，使用的面越來越廣。HMI的前景可以說十分的看好。在很多場合，單靠單機的控制是無法保證設備的順暢運行，而通過設備與設備的信息交流達到我們想要的效果。比如在前包裝和后工序的檢測，我們就要將包裝的信息反饋到檢測處，而檢測處的信息也要反饋到包裝來。這樣通過信息共享來使得兩者之間鏈接起來，形成一個共體，從而使的兩者間的配合更加的緊密，在彼此間達到映影相揮的效果。PLC的通信已經(jīng)愈來愈體現(xiàn)它的價值，在PLC與PLC之間的通信，能夠通過信息的溝通和數(shù)據(jù)的共享來保證設備之間的相互協(xié)調(diào)，已達到互補的效果。PLC之間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換采用RS232接口來傳送數(shù)據(jù)，而RS232接口只能保證10米的傳輸距離，如果在1000米的距離內(nèi)我們可以通過RS485來進行通信，更長的距離只能通過MODEL來進行傳輸。PLC的數(shù)據(jù)傳送只是將內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳送到對方的一塊連續(xù)的地址中，我們把它稱為一個表，對方的PLC通過讀取表中的數(shù)據(jù)來進行操作。如果表中的數(shù)據(jù)是一個一般設置的數(shù)據(jù)的話，那只是一般的數(shù)據(jù)傳送，比如今天的油價上升了，我要把油價的價格傳送到所有的輸油機上，那就是數(shù)據(jù)的共享；而當表中的數(shù)據(jù)是一段控制PLC的指令程序，那就很有難度了，比如你要控制一臺機器人來按你想象的動作工作，你會給它編制一段程序并以數(shù)據(jù)的形式發(fā)送過去。信息輸送的形式有單工位、半雙工位和全雙工位的分別。單工位的意義也就是說兩者之間，一個只能發(fā)送，而一個只能接收，比如一個特務他只能接收上司的指示，而無法給上司回復；半雙工位也就是兩個能都能發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，但不能同時發(fā)送和接受，比如你打電話時是不能接電話,對方也一樣；而全雙工位是兩者之間都能發(fā)送和接受數(shù)據(jù)，并可同時發(fā)送和接受。像互聯(lián)網(wǎng)就是典型的例子。信息輸送的過程也有同步和異步之分：同步的意義在于發(fā)送數(shù)據(jù)時數(shù)據(jù)線和時鐘線是同步的，也就是數(shù)據(jù)信號和時鐘信號同時由CPU進行發(fā)送，這需要彼此都要專門的時鐘信號來進行傳送和接送，并且是強制性的，這種方法的特點在于它的速度極快、但相應占用CPU的工作時間也相對的要長、同時技術(shù)難度也非常的大。它的要求在于在一幀的數(shù)據(jù)傳送中不能有一位的誤差，不然的話整個數(shù)據(jù)將發(fā)生錯誤，這在硬件上是一個比較大的難度。在一些專用的設備中應用的越來越廣泛，像專用的醫(yī)療設備、數(shù)字信號設備等，在比較單一數(shù)據(jù)的傳輸中，它的效果非常的好。而異步是應用范圍最廣泛的，這得益于它的技術(shù)難度相對要小、同時不需要配制專門的時鐘信號、它的特點在于，它的數(shù)據(jù)是間隔性的，離散性的發(fā)送和接受，當CPU太忙的時候可以停頓性去工作，在硬件上也減少了難度，同時數(shù)據(jù)的丟失相對要少，我們可以通過數(shù)據(jù)的檢測來觀察我們發(fā)送的數(shù)據(jù)是否有錯誤，像奇偶法、累加法和八位效驗法等，都可以用來幫助我們檢測發(fā)送的數(shù)據(jù)是否有錯誤發(fā)生，通過反饋來進行辨別。信息的傳送口線有串口和并口之分：通常的PLC是8位機，當然也有16位機。我們在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候可以是一位一位的發(fā)送給對方，也可以8位8位的將數(shù)據(jù)發(fā)送到對方，一位和8位區(qū)別也就是我們所說的串口發(fā)送數(shù)據(jù)和并口發(fā)送數(shù)據(jù)。串口速度比較慢，但只要兩條或者三條口線就能解決問題，并能借用電話線來進行遠程控制。而并口的傳送速度是極快的，它是串口的256倍，在短距離占有優(yōu)勢，由于是TTL電平，一般限于1米的范圍，它并不適用于長距離的數(shù)據(jù)傳送，這樣成本太昂貴了。很多的情況下我們總喜歡采用串并轉(zhuǎn)換芯片來進行傳輸，這種情況下不需要我們進行過于復雜的寄存器設置了，而直接通過數(shù)據(jù)傳送指令進行數(shù)據(jù)交流，但在通信中并不是一個十分可行的辦法，因為在發(fā)送數(shù)據(jù)的時候?qū)Ψ降腜LC必須一直等待你的數(shù)據(jù)輸出，它不能去做其他的工作。當你在看書的時候，你聽到有人敲門、你停下手上的事情、去打開門、并同敲門者對話、這個時候電話響了、你示意接個電話、在接完電話后、回過頭來同敲門者繼續(xù)對話、對話完畢后、你再繼續(xù)看你的書，這種情況我們把它稱為中斷，它具有權(quán)威性，也具有優(yōu)先性，PLC具備了這樣的功能。它的特點在于我們在設備的操作過程中可能會遇到緊急的突發(fā)事件，我們要立刻的停下手上的工作，去處理更重要的事情，這種情況是我們經(jīng)常所遇到的，PLC在去執(zhí)行緊急的任務時，總會先保存目前的狀態(tài)，比如程序的地址，CPU的累加器數(shù)據(jù)等，就像我們?nèi)ラ_門時要記下我們看的書在第幾頁了或者干脆作個記號，因為我們待會還要繼續(xù)接著看后面的書。CPU總是按照我們的意愿去做應該做的事情，但你錯誤的給它一件事情，它也會同樣的去做，這一點我們必須注意。中斷并不是只有一個，有時會同時存在幾個中斷，中斷具有優(yōu)先的級別，他們會根據(jù)人的要求去執(zhí)行更高級別的中斷。這種中斷中的中斷也就形成了中斷嵌套。當然中斷的級別根據(jù)各種PLC內(nèi)部CPU的資源有關(guān)，同時也跟堆棧的容量大小也有關(guān)系。中斷的內(nèi)容有很多種，比如外部中斷、通信中的發(fā)送和接受中斷、定時和計數(shù)的時鐘中斷、還有WDT復位中斷等，它們豐富了CPU在處理各種事務時響應種類。這樣講也許你并不能完全理解中斷的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和操作順序，我們做一個小小的例子來說明.每一個設備總是不會忘記有一個按鈕，它也是在我們遇到緊急情況時使用的，那就是急停按鈕。當我們遇到人身事故和意外情況時我們只要按下它，機器立即停止所有的操作，并等待處理完意外后再恢復操作。急停按鈕連接PLC內(nèi)部CPU的內(nèi)部I/O接口上，當按鈕給CPU一個外部觸發(fā)信號時，CPU對I/O進行再次檢測，當確認有外部觸發(fā)信號時，CPU保護現(xiàn)場并將程序計數(shù)器自動轉(zhuǎn)到相應的外部I/O中斷程序中去，當外部中斷程序處理完畢，程序計數(shù)器返回到主程序繼續(xù)工作。有一點可以說明的是我們一般會把急停按鈕的外部中斷升至最高級別，從而保證安全。當我們在工作完一個工件時，給PLC一個信號，將PLC的內(nèi)部計數(shù)器加1來計算我們一天的工作量時，一個簡單的計數(shù)器能解決問題，當然它們也能夠在掉電的情況下保持數(shù)據(jù)，促使數(shù)據(jù)不丟失，這也是我們所渴望的。PLC還具有高級計數(shù)器的功能，當我們在接受一些高速的數(shù)據(jù)時，這里所說的高速是在在微秒級的數(shù)據(jù)，比如條碼掃描機在不斷的掃描數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理器DSP計算的高速信號等，我們就要采用到高級計數(shù)器來幫助我們進行計數(shù)。它在PLC執(zhí)行程序時一旦發(fā)現(xiàn)高級計數(shù)器對應的中斷，就會立即放下手上的工作。經(jīng)過再次編程的梯形圖程序說明我們在執(zhí)行程序時高級計數(shù)器會自動的執(zhí)行對應的工作，從而將高級計數(shù)器的級別升至高一級別。你也許聽過太多的這個詞:“死機”，大致的意思是CPU工作量過大，內(nèi)部資源不足等情況造成程序無法運行。PLC也有類似的情況，在PLC內(nèi)部有一個看門狗WDT，我們可以設置WDT一個程序運行的時間，當程序運行過程中出現(xiàn)程序跳轉(zhuǎn)錯誤時或者程序繁忙時，程序的運行時間超過WDT的設置時間，CPU轉(zhuǎn)而WDT復位狀態(tài)。程序重新開始運行，但對中斷不會進行破壞。PLC的發(fā)展已經(jīng)從單一的模式進入了通信的網(wǎng)絡時代，并同其它的工控網(wǎng)板和I/O卡板輕易的進行共享。組態(tài)軟件可以將所有的這些硬件連接起來，通過更直觀的動畫圖片來進行控制，并可以通過互聯(lián)網(wǎng)在異地進行控制，像神舟五號的發(fā)射就是采用這種辦法來使飛船升空。更高層次的發(fā)展需要我們不斷的努力來取得。PLC的出現(xiàn)已經(jīng)足足影響了幾代人，我們也從上一輩的經(jīng)驗中獲取了更多的知識和教訓，來不斷的發(fā)展PLC技術(shù)，將它推向更高浪潮。了解可用的PLC網(wǎng)絡的最佳選擇，其應用將確保有效率和靈活的控制系統(tǒng)設計?？删幊踢壿嬁刂破鳎≒LC的）能夠支持多種通信方法的范圍，使之成為一個理想的控制和工業(yè)自動化和控制應用各種設施數(shù)據(jù)采集裝置。然而，有一些混亂，因為這么多的可能性存在。為了幫助消除這種混亂，讓我們的通訊名單，可什么時候他們會是最好的應用。為了了解PLC的通信多功能性，讓我們首先定義描述的各種制度的用語：ASCII碼：這代表著信息交換。1，當字母“A”是傳播，例如，它會自動編碼為“65由發(fā)送設備”。接收設備轉(zhuǎn)換的“65”回答。因此，不同的設備可以相互通信既是使用ASCII代碼的其他長。ASCII的模塊：這個智能PLC模塊是用于連接到PLC的通信也使用ASCII碼作為車輛等設備的能力。總線拓撲結(jié)構(gòu)：這是一個線性局部區(qū)域網(wǎng)絡（LAN）的安排。 A條，其中個別節(jié)點成為竊聽通訊電纜主要在單點和廣播消息。這些消息對旅游的連接點從兩個方向的巴士，直到它們被消耗在每個終端的巴士底。CPU：這代表“中央處理單元”，這其實就是一臺計算機，可編程控制器，智能設備或其他地方的算術(shù)和邏輯運算的執(zhí)行和指令被解碼和執(zhí)行的一部分。菊花鏈：這是對單個設備中的PLC網(wǎng)絡，連接描述在那里，每個設備連接到下一個和通信信號從一個單位傳遞到下一個順序的方式。分布式控制：這是一個自動化的概念，即一個自動化系統(tǒng)的部分是由單獨的控制器，這是在位于其附近地區(qū)的直接控制（控制分散控制系統(tǒng)及遍布出）。主機電腦：這是一個被用來轉(zhuǎn)移的PLC /計算機網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)，或接收從一個PLC數(shù)據(jù)的計算機。智能設備：這個術(shù)語描述了自己的CPU配備任何設備。I / O：這代表“輸入和輸出”，這些模塊處理數(shù)據(jù)到PLC（輸入），或從PLC（輸出信號）至外部設備。Kbps：這代表“千比特每秒”，這是一個衡量的電子數(shù)據(jù)傳輸速率。Mbps：這第一個字母?！鞍偃f比特每秒”節(jié)點：本術(shù)語適用于任何立場或在網(wǎng)絡電臺之一。每個節(jié)點包含一個裝置，可以與網(wǎng)絡上的所有其他設備。議定書：數(shù)據(jù)的定義是怎樣安排的編碼和傳輸網(wǎng)絡上。環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)：這是一個局域網(wǎng)的安排，其中每個節(jié)點連接到兩個其他節(jié)點，在一個連續(xù)的，封閉的，圓形的路徑或?qū)е锣]件循環(huán)流通，通常在一個方向。有些環(huán)拓撲結(jié)構(gòu)有一個特殊的“環(huán)回”功能，讓它們繼續(xù)發(fā)揮作用，即使主纜斬斷。RS232：這是描述具體的線路連接，電壓等級的串行通信IEEE標準，和其他經(jīng)營通信電子數(shù)據(jù)參數(shù)。此外，還有其他一些遙感的標準。串行：這是一個電子數(shù)據(jù)傳輸計劃，信息傳輸一次一個位。串行端口：這通訊上，它被設置為串行通訊設備接入點了。星型拓撲結(jié)構(gòu)：這是一個局域網(wǎng)的安排方式，節(jié)點連接到彼此通過一個中央樞紐，它可以主動或被動?；钴S的中心執(zhí)行諸如路由和維護信息網(wǎng)絡的職責。中央樞紐只是一個被動的傳遞沿線的所有連接到它的節(jié)點的信息。拓撲：這涉及到一個節(jié)點的具體安排在彼此的關(guān)系網(wǎng)絡。透明：這個術(shù)語描述事件或過程的自動成一個系統(tǒng)，不需要特殊的編程或操作員提示興建。現(xiàn)在，我們正在與這些條款熟悉，讓我們看看它們是如何在現(xiàn)有的描述PLC網(wǎng)絡選項。PLC網(wǎng)絡方案PLC的網(wǎng)絡提供一個網(wǎng)絡方案，以滿足特定的控制和通信需求的各種你。典型的方案包括遠程I / O，同輩對同輩，和主機通信，以及局域網(wǎng)。這些網(wǎng)絡可以提供可靠和成本之間的有效溝通少兩個或幾個100的PLC，計算機很多，和其他智能設備。許多PLC的廠商提供的專用網(wǎng)絡系統(tǒng)，是獨一無二的，不會與另一作出的PLC。這是因為不同的通信協(xié)議，命令序列，錯誤檢查計劃，并通過傳播媒介每個制造商使用。但是，它有可能使不同的PLC的“交談”彼此。什么是需要的，是為連接（第ASCII碼接口），以及與軟件的大量工作。遠程I / 0系統(tǒng)一個遠程I / O配置，如圖所示。4A條，已實際投入一些從控制器和CPU的距離和產(chǎn)出。這種類型的系統(tǒng)，它可以作為一個“主人和奴隸式”的配置描述，使許多遙遠的數(shù)字和模擬點，由一個單一的PLC控制。通常情況下，遠程I / O的連接到CPU通過雙絞線或光纖電纜。遠程I / O配置可以極具成本效益的控制，是只有少數(shù)的I / O點是在分離領(lǐng)域需要廣泛的解決方案。在這種情況下，它并不總是必要的，或與此有關(guān)的實際，在每個站點有一個控制器。它也不是不切實際的個別硬線交回給長途跋涉的CPU每個I / O點。例如，遠程I / O系統(tǒng)可用于購置設備或設施從遠程位置的數(shù)據(jù)。信息，如周期時間，計數(shù)，持續(xù)時間或事件等則可以被送回PLC的維護和管理報告。在遠程I / O配置，主控制器民調(diào)苦練的I /目前我的O / O狀態(tài)。遠程I / O系統(tǒng)響應，然后與主PLC的信號，遠程I / O來改變輸出狀態(tài)，由在PLC的內(nèi)存控制程序決定。這整個周期出現(xiàn)每秒數(shù)百次。對等點對點網(wǎng)絡同行的對等網(wǎng)絡，如圖所示。4B條，加強協(xié)調(diào)控制分散在不犧牲可靠性的控制功能。在這種類型的網(wǎng)絡，眾多的PLC連接到彼此在一個菊花鏈的方式，和共同的記憶表中的每個內(nèi)存復制。這樣，當任何PLC的數(shù)據(jù)寫入到這個內(nèi)存區(qū)，該信息會自動轉(zhuǎn)移到網(wǎng)絡中的所有其他的PLC。然后，他們可以使用他們自己的經(jīng)營方案此信息。同儕對同儕網(wǎng)絡，每個網(wǎng)絡中的PLC是為自己負責控制現(xiàn)場，只需要為它自己的責任領(lǐng)域編程。這大大降低了網(wǎng)絡方面的編程和調(diào)試的復雜性。因為所有通信發(fā)生對用戶透明，通訊編程是減少到簡單的讀取和寫入報表。