0、前言
可編程控制器(PLC)是一種新型的通用自動化控制裝置,它將傳統的繼電器控制技術、計算機技術和通訊技術融為一體,具有控制功能強,可靠性高,使用靈活方便。自從1969年,美國數字設備公司(DEC)研制出第一臺PLC,在美國通用汽車自動裝配線上試用,獲得了成功。這種新型的工業控制裝置以其獨有的特點,在全世界的工業領域重到廣泛的應用。日本與西歐分別于1971、1973生產出自已的第一臺PLC,我國于1974開始研制,于1977年開始工業應用。
國際電工委員會(IEC)在1987年2月將它定義為:“可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統,專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器,用于其內部存儲程序,執行邏輯運算,順序控制,定時,計數與算術操作等面向用戶的指令,并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程??删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備,都按易于與工業控制系統聯成一個整體,易于擴充其功能的原則設計。”
總之,可編程控制器是一臺計算機,它是專為工業環境應用而設計制造的計算機。中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據;檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態,并能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時,首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據,并分別存入I/O映象區,然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之后,最后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置,如此循環運行,直到停止運行。
它具有豐富的輸入/輸出接口,并且具有較強的驅動能力。但可編程控制器產品并不針對某一具體工業應用,在實際應用時,其硬件需根據實際需要進行選用配置,其軟件需根據控制要求進行設計編制
1. PLC存儲空間的分配:
雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同,但是根據PLC的工作原理,其存儲空間一般包括(1)系統程序存儲區(2)系統RAM存儲區(包括I/O映象區和系統軟設備等)(3)用戶程序存儲區系統程序存儲區三部分。
在系統程序存儲區中存放著相當于計算機操作系統的系統程序。包括監控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統診斷子程序等。由制造廠商將其固化在EPROM中,用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該PLC的性能。
系統RAM存儲區包括I/O映象區以及各類軟設備存儲區,如:邏輯線圈;數據寄存器;計時器;計數器;變址寄存器;累加器等存儲器。(1)I/O映象區:由于PLC投入運行后,只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態和數據,在輸出刷新階段才將輸出的狀態和數據送至相應的外設。因此,它需要一定數量的存儲單元(RAM)以存放I/O的狀態和數據,這些單元稱作I/O映象區。一個開關量I/O占用存儲單元中的一個位(bit),一個模擬量I/O占用存儲單元中的一個字(16個bit)。因此整個I/O映象區可看作兩個部分組成:開關量I/O映象區;模擬量I/O映象區。(2)系統軟設備存儲區 :除了I/O映象區區以外,系統RAM
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