什么是pLc可编程控制器？

什么是pLc可编程控制器？

PLC是一种现场设备，可以直接连接到传感器和执行器或其他现场设备。PLC通过逻辑程序进行本地控制（一般根据IEC 61131-3标准定义格式），并且能够通过控制系统通信协议从HMI接收控制命令和查询请求。PLC可以是模块化的，也可以组合成紧凑的固定形状，但两种类型基本上使用相同的底层组件。1 PLC编程PLC可以使用IEC 61131-3中列出的语言之一进行编程：梯形图（LD），图形化功能框图（FBD），图形化结构化文本（ST），文本形式指令列表（IL），文本形式顺序功能图（SFC），图形化PLC在称为“扫描”的循环周期中运行，扫描包括输入、逻辑执行和输出。2 通用模块化PLC架构图2显示了通用模块化PLC的基本架构。模块化PLC通过背板连接的各个组成模块。非模块化PLC将所有组件集成在一个电路板中。图2. 通用模块化PLC架构3 PLC模块交互在图2所示的通用PLC架构中，每个模块都有一个物理插槽，并为其分配了一系列背板地址。接口寄存器和缓冲区存储器在背板地址范围内公开。通过模块读取、写入寄存器或其他模块缓冲区等方式，实现消息的发送和接收。4 处理器模块处理器模块是PLC的核心。它实现模块之间的协调，有时还用作背板仲裁器。如果其他模块不存储自己的配置，则处理器模块将在加电时对他们进行配置。处理器模块解释并执行梯形逻辑，从通信模块或者I/O模块读取数值，维护操作状态，运行梯形逻辑的“扫描”周期并将输出值写入通信模块或I/O模块。5 通信模块通信模块从处理器模块中取走通信协议相关的代码。它们从处理器模块取走时间敏感协议的交互数据，确保处理器模块处于其自己的时间敏感控制回路中。由于某些控制系统协议非常复杂，通信模块可能具有较强的处理能力，因此通信模块可能会像处理器模块一样复杂。6 I/O模块I/O模块在低电压（3.3伏或5伏）、低电流（毫安级）控制逻辑和高电压（24伏以上）、高电流（安培级）过程控制之间转换信号。模拟I/O模块包含模数转换器（ADC）和数模转换器（DAC）。这些模块逻辑相对简单，智能硬件相对较少，其唯一的任务是在模拟信号和数字信号之间进行转换。7 通用处理器PLC中最常见的处理器架构有三种类型：ARM架构（7或9系列）摩托罗拉/飞思卡尔68000系列架构IBM的Power架构ARM架构由总部位于英国的ARM公司设计，该公司拥有超过1700名员工。ARM不制造芯片，而是设计和授权芯片的知识产权（IP）。（1）ARM架构广泛应用于嵌入式系统和设备，它在移动电话和个人数字助理（PDA）等消费电子产品中占有特别大的份额，市场份额超过90％。（2）ARM处理器可以以big-endian或little-endian模式运行，也可以使用ARM（32位）和Thumb（16位）指令集。ARM处理器通常是定制芯片系统（SOC）的一部分。摩托罗拉（现为飞思卡尔）68000系列是一款32位复杂指令集（CISC）微处理器。它广泛用于嵌入式系统中。在2000年时，它曾是世界上最畅销的32位架构处理器，68000系列是big-endian。Power架构包括PowerPC，是由IBM，Freescale，AMCC，Tundra和P.A. Semi等公司实施的精简指令集（RISC）微处理器架构。Power架构采用big-endian字节序列。8 存储布局PLC通常使用非易失性闪存存储来存储处理器模块固件和梯形逻辑程序（或其他IEC 61131-3语言）。闪存存储器的地址映射到处理器的地址空间，其他板载设备的控制寄存器也是如此。RAM用于存储运行时状态。9 嵌入式操作系统许多嵌入式操作系统被同时也是实时操作系统（RTOS）。要被视为RTOS，操作系统必须是“确定性延迟，或者保证最坏的中断延迟或上下文切换时间”。PLC经常使用商业RTOS实现，例如VxWorks、Windows CE或QNX。也可能使用自定义的“内部”操作系统。虽然目前还不常见，但一些制造商已开始在PLC上使用基于Linux的操作系统。