PLC软件组成分析

前面介绍了PLC的硬件框图及各种硬件的功能，PLC工作过程及硬件功能的实现还要靠软件的支持。PLC的软件组成如下：

1）系统程序。系统程序包括诊断程序、键盘输入处理程序、翻译程序、信息传送程序和监控程序。

2）用户程序。用户程序是用户根据设备控制要求编制的控制程序，相当于继电器-接触器控制系统的控制电路。常见的PLC编程语言有梯形图、语句表、功能表图。

3）系统监控程序。系统监控程序包括：①系统运行管理程序——用来控制PLC的运行，使整个PLC按部就班地工作；②用户指令解释程序——用来将PLC的编程语言变为机器语言指令；③标准程序模块与系统调用程序（子程序及其调用管理程序等）。

图2-5 三菱FX_2N系列PLC

1.用户程序的存放形式

PLC的编程语言是PLC应用软件的工具，它以PLC输入接口、输出接口、机内部件之间的逻辑及数量关系表达系统的控制要求，并存储在机内的存储器中。任何语言编写的程序都要经过编译，变成机器代码后才能顺序地存放在用户程序存储器（RAM或EPROM）中。除了程序代码，用户数据也很重要。

用户数据的类型包括：

1）位数据（bit）——占存储器中的1位，对应于一个“继电器”状态，为“0”或“1”。

2）字节数据（Byte）——占存储器中的8位，以BCD码（十进制）的形式存放（一般为两个BCD码，每个BCD码占存储器中的4位）。

3）字数据（Word）——双字节数据，占存储器中的16位（以BCD码形式存放）。

4）双字数据（Dword）——占存储器中的32位（以BCD码形式存放）。

5）混合数据（位与字节或字）——如定时器、计数器等的设定值和当前值均为字节或字数据，而它们的触点状态则为位数据，不同形式的数据如何存放和调用完全由系统程序自动管理。

2.PLC的逻辑部件

PLC的软件提供了各种逻辑部件（软器件），经编程来完成逻辑控制功能。PLC的逻辑部件如下：

（1）继电器逻辑——触点、线圈

用逻辑与、或、非等运算处理各种继电器逻辑的连接。各种逻辑部件只有“0”和“1”两种状态，状态“1”为ON（得电），状态“0”为OFF（失电）。与通常的物理（实际）继电器相比，“软”继电器有如下特点：

1）体积小，功耗低。

2）无触点，速度快，寿命长。

3）有无数个动合触点和动断触点供程序使用，且不必考虑触点的容量。

PLC一般为用户提供三类继电器：

1）输入继电器：输入给PLC的现场信号。

2）输出继电器：具备一对物理触点，可以串接在负载回路中，以接通或断开负载。

3）内部继电器：与外部无联系，仅作运算的中间结果使用（辅助或中间继电器）。内部继电器分为两类：一类是掉电保护内部继电器，这类继电器掉电期间，原状态由内装电池维持；另一类是掉电不保护内部继电器，这类继电器掉电期间，该继电器状态为“OFF”。

（2）定时器逻辑(www.xing528.com)

一般地，定时器应包含如下内容：

1）定时语句（指令）——选定所需的定时器，定时时基；

2）定时条件——控制定时器操作（使能Bool）；

3）定时器当前值——存放的存储单元（Word）；

4）定时器的复位——当前值复零、状态位复位（Bool）；

5）定时设定值（预置值）及存放单元（Word）；

6）定时器状态（位）——定时器达到设定值时为“ON”（bit）。

（3）计数器逻辑

一般地，计数器应包含如下内容：

1）计数语句（指令）——选定所需的计数器（编号）；

2）计数信号——控制计数器操作（使能Bool）；

3）计数器当前值——存放的单元（Word）；

4）计数器的复位——恢复设定值、状态位复位（Bool）；

5）计数设定值及存放单元（Word）；

6）计数器状态（位）——计数达到设定值时为“ON”，复位或未达到计数设定值时为“OFF”。

（4）触发器逻辑

触发器包括：置位输入S和复位输入R。触发器还有复位优先或置位优先之分。

（5）移位寄存器

移位寄存器长度可变，以适应步进控制的需要。移位寄存器包含如下内容：

1）移位脉冲输入端CP；

2）填充输入端IN；

3）复位输入端R。

（6）数据寄存器

数据寄存器用来存放数据。