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 PLC中的常用的CPU和存儲器簡介
CPU模塊相當(dāng)于人的大腦和心臟,，它不斷地采集輸入信號,，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出,；存儲器用來儲存程序和數(shù)據(jù),。
1．CPU芯片
CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成,。PLC使用以下幾類CPU芯片：
(1)通用微處理器,，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片,；
(2)單片微處理器(單片機(jī)),，如Intel公司的MCS51／96系列單片機(jī),；
(3)位片式微處理器,，如AMD 2900系列位片式微處理器。
2．存儲器
PLC的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器,。系統(tǒng)程序相當(dāng)于個(gè)人計(jì)算機(jī)的操作系統(tǒng),，它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設(shè)計(jì)者規(guī)定的各種工作,。系統(tǒng)程序由PLC生產(chǎn)廠家設(shè)計(jì)并固化在ROM內(nèi),，用戶不能直接讀取。PLC的用戶程序由用戶設(shè)計(jì),，它決定了PLC的輸入信號與輸出信號之間的具體關(guān)系,。用戶程序存儲器的容量一般以字(每個(gè)字由16位二進(jìn)制數(shù)組成)為單位，三菱的FX系列PLC將用戶程序存儲器的單位稱為步(Step,，即字),。小型PLC的用戶程序存儲器容量在lK字左右，大型PLC的用戶程序存儲器容量可達(dá)數(shù)M(兆)字,。
PLC常用以下幾種存儲器：
(1)隨機(jī)存取存儲器：(RAM)
用戶可以用編程器讀出RAM中的內(nèi)容，也可以將用戶程序?qū)懭隦AM,，因此RAM又叫讀／寫存儲器,。它是易失性的存儲器，將它的電源斷開后,，儲存的信息將會丟失,。
RAM的工作速度高，價(jià)格低,，改寫方便,。為了在關(guān)斷PLC外部電源后，保存RAM中的用戶程序和某些數(shù)據(jù)(如計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值),，為RAM配備了一個(gè)鋰電池?，F(xiàn)在有的PLC仍用RAM來儲存用戶程序。
鋰電池可用2~5年,，需要更換鋰電池時(shí),，PLC面板上的“電池電壓過低”發(fā)光二極管亮，同時(shí)有一個(gè)內(nèi)部標(biāo)志位變?yōu)閘狀態(tài),，可以用它的常開觸點(diǎn)來接通控制屏面板上的指示燈或聲光報(bào)警器,，通知用戶及時(shí)更換鋰電池。
(2)只讀存儲器(ROM)
ROM的內(nèi)容只能讀出,，不能寫入,。它是非易失的，它的電源消失后,，仍能保存儲存的內(nèi)容,。ROM—般用來存放PLC的系統(tǒng)程序。 
(3)可電擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)
它是非易失性的，但是可以用編程器對它編程,，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機(jī)存取優(yōu)點(diǎn),。但是寫入信息所需的時(shí)間比RAM長得多，EEPROM用來存放用戶程序,。有的PLC將EEPROM作為基本配置,，有的PLC將EEPROM作為可選件。

 7充電電流之和,。 2）關(guān)斷 Q1,、Q2關(guān)斷時(shí)，由于B點(diǎn)對地電壓為零,，C7從零開始充電,， Q2對地電壓uQ2上升，Q2零電壓關(guān)斷,。加在 Q2上的電壓因二極管D15的鉗位作用,，終為VDC。因此,，B點(diǎn)電壓升為VDC,。 Q2實(shí)現(xiàn)零電壓關(guān)斷。 由于變壓器勵(lì)磁電感,、漏感及引線寄生電感所引起的感應(yīng)電勢的能量通過 C7,、D14返回電源，Q2上的電壓維持在VDC直到變壓器原邊磁通復(fù)位,。此時(shí),， Q1、Q2上的電壓分別為VDC/2直到新的工作周期,。 Q2的開通期間與關(guān)斷期間的狀態(tài)與普通開關(guān)管同期間的狀態(tài)相同,。 圖5為實(shí)測Q2開關(guān)波形。圖6為實(shí)測 Q2零電壓關(guān)斷波轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,。在這兩個(gè)階段中,，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變,。因此,，如果輸入是脈沖，則該脈沖的寬度必須大于一個(gè)掃描周期,，才能保證在任何情況下,，該輸入均能被讀入。在用戶程序執(zhí)行階段,，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖),。在掃描每一條梯形圖時(shí),，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算,，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的

常用支持協(xié)議

常用的協(xié)議類型

• ASCII 協(xié)議，又稱自由口
• Modbus 協(xié)議

ASCII 協(xié)議

ASCII 協(xié)議通過通訊處理器和通訊伙伴之間的點(diǎn)對點(diǎn)連接控制數(shù)據(jù)傳輸,。

由于消息的結(jié)構(gòu)*由用戶定義,，用戶可以以 ASCII 協(xié)議為基礎(chǔ)開發(fā)自己的消息。在接收方只需要定義接收消息的結(jié)束方式,，發(fā)送接收雙方協(xié)商*,。

ASCII 驅(qū)動程序允許發(fā)送和接收任何結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)（所有可打印的 ASCII 碼表字符符以及從 00 到 FFH [帶有 8 個(gè)數(shù)據(jù)位字符幀] 的所有其它字符或從 00 到 7FH [帶有 7 個(gè)數(shù)據(jù)位字符幀]的所有其它字符）。

ASCII協(xié)議適用于與支持串行通信的智能儀表,、條形碼閱讀器,、掃描儀、打印機(jī)等設(shè)備進(jìn)行通訊,。

MODBUS 協(xié)議

MODBUS RTU 通信協(xié)議是以主從的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，主動方發(fā)送請求，被動方響應(yīng)請求,，應(yīng)答的方式。

在傳輸?shù)倪^程中主站是主動方,，即主站發(fā)送數(shù)據(jù)請求報(bào)文到從站,；從站是被動方，即如果正常從站返回正常響應(yīng)報(bào)文,，如果故障從站返回異常響應(yīng)報(bào)文,，如圖 3 所示。

圖3 MODBUS 請求響應(yīng)報(bào)文格式

MODBUS 系統(tǒng)中,，數(shù)據(jù)交換需要通過功能代碼（Function Code）來控制的,，具體分以下兩類。

有些功能碼是對位操作的,，通信的用戶數(shù)據(jù)是以位為單位的：

• FC01讀輸出位的狀態(tài),；
• FC02讀輸入位的狀態(tài)；
• FC05寫單個(gè)輸出位,；
• FC15寫多個(gè)輸出位,。

有些功能碼是對16位寄存器操作的，通信的用戶數(shù)據(jù)是以字為單位的：

• FC03讀輸出寄存器,；
• FC04讀輸入寄存器,；
• FC06寫單個(gè)輸出寄存器,；
• FC16寫多個(gè)輸出寄存器。
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  而其缺點(diǎn)在于,，金屬轉(zhuǎn)子在旋轉(zhuǎn)的定子磁場中切割磁感線獲得的轉(zhuǎn)矩較小,，且起動電流較大，對起動力矩要求較大的負(fù)載難以勝任,。

  

  　實(shí)現(xiàn)指令解釋,，報(bào)警處理等，和PC機(jī)的BIOS差不多,，系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞很大程度上決定了PLC的性能,。如果里面的數(shù)據(jù)丟失，或芯片損壞會引起不開機(jī),，報(bào)警現(xiàn)象,。在平時(shí)的維修當(dāng)中，ROM故障所占的比例也是很大的,。

  
  　　可以用編程器重刷固件程序（事先有備份）,，來解決此類問題。（2）用戶存儲器用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分,。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務(wù)采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序,。
   

  　　一臺三墾IPKW變頻器在保修期內(nèi)損壞，上電無顯示,。打開機(jī)器蓋子,，仔細(xì)的觀察各個(gè)部分，發(fā)現(xiàn)充電電阻燒壞,，接觸器線圈燒斷而且外殼焦糊,。經(jīng)過追問，原來用戶電源電壓低,，變頻器常常因?yàn)榍穳和C(jī),，就專門給變頻器配了一個(gè)升壓器。但是用戶并沒有注意到在夜間電壓會恢復(fù)正常,，結(jié)果首先燒壞接觸器然后燒壞充電電阻,。由于整流橋和電解電容耐壓相對較高而幸免于難。更換損壞器件修復(fù),。升降溫檢查法此法對于一些特殊的故障非常見效,。人為地給一些溫度特性較差的元件加溫或降溫，產(chǎn)生“病癥”或“病癥來查找故障原因,。

  

  　　用戶程序存儲器根據(jù)所選用的存儲器單元類型的不同（可以是RAM,、EPROM或EEPROM存儲器），其內(nèi)容可以由用戶修改或增刪,。用戶數(shù)據(jù)存儲器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態(tài)和數(shù)據(jù)等,。
  　　用戶存儲器的大小關(guān)系到用戶程序容量的大小,，是反映PLC性能的重要指標(biāo)之一。為了便于讀出,、檢查和修改,，用戶程序一般存于CMOS靜態(tài)RAM中，即隨機(jī)存儲器,，主要存儲工作數(shù)據(jù),，掉電數(shù)據(jù)丟失，供電斷經(jīng)常和備用電池和超級電容連接,，以實(shí)現(xiàn)掉電數(shù)據(jù)保持,。