陜西西門子PLC模塊代理

*處理器( CPU) -般是由集成在一塊芯片上的控制電路、運算器和寄存器組成的。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲器單元、I/O接口電路連接。

    不同型號的PLC可能使用不同的CPU部件，制造廠家使用CPU部件的指令編寫系統(tǒng)程序，并固化在只讀存儲器( ROM)中。存儲器主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC*的組成單元。CPU的控制器用于讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算，在控制器指揮下工作。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果，它也是在控制器指揮下工作。

    CPU的主要功能有以下幾點：

    ①從存儲器中讀取指令。CPU從地址總線上給出存儲地址，從控制總線上給出讀命令，從數(shù)據(jù)總線上得到讀出的指令，并存入CPU內(nèi)的指令寄存器中。

    ②執(zhí)行指令。對存放在指令寄存器中的指令操作碼進行譯碼，執(zhí)行指令規(guī)定的操作，如讀取輸入信號、讀取操作數(shù)、進行邏輯運算或算術(shù)運算，將結(jié)果輸出給有關(guān)部分。

    ③準(zhǔn)備取下一條指令。CPU執(zhí)行完一條指令后，根據(jù)條件可產(chǎn)生下一條指令的地址，以便取出和執(zhí)行下一條指令。在CPU的控制下，程序的指令既可以順序執(zhí)行，也可以分支執(zhí)行或跳轉(zhuǎn)執(zhí)行。

    (2)存儲器

    存儲器是具有記憶功能的半導(dǎo)體電路，用來存放系統(tǒng)程序、用戶程序、邏輯變量和其他一些信息。

    在PLC中使用的兩種類型存儲器為ROM和RAM。

    PLC的存儲空間一般可分為三個區(qū)域：

    ①系統(tǒng)程序存儲區(qū)。一般采用ROM或EPROM。該存儲區(qū)用于存放系統(tǒng)程序，包括監(jiān)控程序、功能子程序、管理程序、命令解釋程序、系統(tǒng)診斷程序等。這些程序和硬件決定了PLC的各項性能。

    系統(tǒng)程序是用來控制和完成PLC各種功能的程序，這些程序是由PLC制造廠家用相應(yīng)CPU的指令系統(tǒng)編寫的，并被固化到ROM中。

    ②用戶程序存儲區(qū)。用戶程序存儲區(qū)用來存放由編程設(shè)備輸入的用戶針對具體控制任務(wù)自行編制的用戶程序。該區(qū)一般采用EPROM或E2PROM，或者采用加有備用電池的RAM。不同類型的PLC，其存儲容量各不相同。中、小型PLC的存儲容量一般不超過8KB，大型PLC的存儲容量高達幾百千字節(jié)。

    用戶程序是指使用者根據(jù)工程現(xiàn)場的生產(chǎn)過程和工藝要求編寫的控制程序，可通過編程設(shè)備修改或增刪。

    ③系統(tǒng)RAM存儲區(qū)。用于存放I/O狀態(tài)、定時／計數(shù)的值、中間結(jié)果等，包括I/O映像區(qū)及邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計數(shù)器、定時器等設(shè)備的存儲區(qū)。

    由于這些程序或數(shù)據(jù)根據(jù)用戶需要會經(jīng)常改變、調(diào)試，因此用戶存儲區(qū)多為隨機存儲器。為保證掉電時不會丟失存儲的信息，一般用鋰電池作為后備電池，鋰電池的壽命一般為5～10年，若鋰電池經(jīng)常帶負載，其壽命一般為2~5年。當(dāng)用戶程序確定不變后，可將其寫入EPROM中。

    PLC只有具備了系統(tǒng)程序，才能使用戶有效地使用PLC；同樣PLC系統(tǒng)只有具備了用戶程序，通過運行才能發(fā)揮PLC的功能。一般系統(tǒng)存儲器容量的大小，決定系統(tǒng)程序的大小和復(fù)雜程度，也決定了PLC的功能。用戶存儲器容量的大小，關(guān)系到用戶程序容量的大小和內(nèi)部元件的多少，決定了用戶控制系統(tǒng)的控制規(guī)模和復(fù)雜程度，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。

   傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)通常由輸入設(shè)備、繼電器控制盤和輸出設(shè)備三大部分組成，如圖1-1所示。輸入設(shè)備通常由被控對象的各種開關(guān)、按鈕、傳感器等構(gòu)成。輸出設(shè)備由被控對象執(zhí)行元件組成，如電磁閥、接觸器等。繼電器控制盤通常由中間繼電器、時間繼電器和將這些器件連接起來的導(dǎo)線等組成。

圖1-1  繼電器控制系統(tǒng)

    PLC控制系統(tǒng)是從繼電器控制系統(tǒng)發(fā)展而來的，其構(gòu)成如圖1-2所示。可以看出，這兩種控制系統(tǒng)有很多相同之處，其中輸入設(shè)備和輸出設(shè)備基本相同，只是用PLC控制器取代了繼電器控制盤。傳統(tǒng)的繼電器控制線路的控制作用是通過許多導(dǎo)線與繼電器硬件連接實現(xiàn)的，而PLC控制系統(tǒng)的控制作用是通過軟件編程實現(xiàn)的。后者可以通過修改程序來改變其控制作用，而前者則需要改變控制線路的硬件連接才能做到。

圖1-2   PLC控制系統(tǒng)

    (1)用戶存儲器容量

    PLC的存儲器由系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器三部分組成。PLC的存儲容量一般指用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器容量之和，表征系統(tǒng)提供給用戶的可用資源，是系統(tǒng)性能的一項重要技術(shù)指標(biāo)。通常用K字( KW)、K字節(jié)(KB)或K位表來示。其中，1K =1 024，也有的PLC直接用所能存放的程序量表示。小型PLC用戶存儲器容量多為幾KB，而大型PLC可達到幾MB。

    (2) 110點數(shù)

    I/O的點數(shù)是指外部I/O端子的數(shù)量總和，決定了PLC可控制的輸入開關(guān)信號和輸出開關(guān)信號的總體數(shù)量。I/O點數(shù)是描述PLC大小的一個重要參數(shù)。I/O點數(shù)越多，外接的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備就越多，控制規(guī)模就越大。

    (3)掃描速度

    掃描速度是指PLC執(zhí)行用戶程序的快慢，它是一個重要的性能指標(biāo)，決定了系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性。掃描速度與掃描周期成反比。通常是指PLC掃描1KB用戶程序所需的時間，一般以ms/KB為單位。其中CPU的類型、機器字長等因素直接影響PLC的運算精度和運行速度。

    (4)指令的種類和數(shù)量

    某種程序上用戶程序所完成的控制功能受限于PLC指令的種類和功能。PLC指令的種類和功能越多，PLC的處理能力和控制能力越強，用戶編程就越方便簡單，越容易完成復(fù)雜的控制任務(wù)。

    (5)內(nèi)部寄存器的種類和數(shù)量

    用戶編制PLC程序時，需要大量使用PLC內(nèi)部的寄存器存放變量、中間結(jié)果、定時計數(shù)、模塊設(shè)置及各種標(biāo)志位等數(shù)據(jù)信息，因此內(nèi)部寄存器的數(shù)量直接關(guān)系到用戶程序的編制。

    內(nèi)部寄存器的種類和數(shù)量越多，表明PLC存儲和處理各種信息的能力越強。

    (6) PLC的擴展能力

    一般來說可擴展性包括存儲容量的擴展、I/O點數(shù)的擴展、模塊的擴展、通信連網(wǎng)功能的擴展等。

    另外，PLC的電源、編程語言和編程器、通信接口類型等也是不容忽視的技術(shù)指標(biāo)。

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