西门子赣州授权代理商

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在讲PLC的原理的时候，我们重点以V80小型PLC为模板，其它的中大型PLC就不再多说。
　　PLC是一种提供给用户进行二次开发的通用控制系统。
　　大家以前可能学过C语言，比方说C语言常见的编译器有Borland公司的Borland C/C++、微软的Visual C++以及Symantec C/C++和Watcom C/C++等，学习过标准C语法的同志都能看懂任何其它工具写的C语言代码，不同的只是各厂商提供的函数库不同以及工具操作习惯的不同。在不同工具下的移植也是相对比较方便的，大家可以很容易的把用Borland C/C++写的程序用Visual C++打开。
　　但这一切在工控行业却相当困难，比方说用三菱软件编写的程序，是无法用西门子的软件打开的，如果一个工程师当初学习的是日系的编程习惯，那么给他一份施耐德的程序，他可能要晕一礼拜才能搞明白。
　　为此，国际上成立了PLCopen组织，它的宗旨是促进PLC兼容软件的开发和使用。PLCopen组织推广的核心是PLC的——IEC61131，IEC61131标准是由化组织IEC（国际电工技术委员会）的SC65BWG7工作组制订的。它包括1至8部分，每个部分分别对应于PLC的不同部件或者不同功能的描述和定义，由于PLC标准的制定包含了巨大的利益在中间，国外的各大PLC厂商对于IEC61131标准的执行和推广一直并不是特别热心，目前大家比较关心的是IEC61131-3，IEC61131-3是为工业控制系统提供标准化编程语言的，目前一共制定了五种语言作为PLC的标准，包括LD（梯形图）、IL、SFC、ST、FBD。
　　PLCOPEN组织把IEC61131-3标准的符合程序分了三级：
　　1、基本级（Base Level，BL）：编程系统开发的程序的基本结构必须兼容IEC61131-3，必须提供编程语言的基本语言元素。
　　2、符合级（Conbbbbity Level，CL）
　　3、移植级（Reusability Level，RL）
　　第二级和第三级是组合使用的，如果符合第二级和第三级则称为全兼容级，能实现跨平台的程序移植。
　　从我们理解将PLC标准化分为三个层次：
　　个层次是语言的标准化，也就是说各PLC的语法要求一致，工程师学过德维森的V80再用三菱PLC编程，就不需要重新学习编程。
　　第二个层次是文件的标准化，要求用西门子软件编写的程序，可以用德维森或者任何第三方的软件打开。
　　第三个层次是目标码的标准化，每种PLC编程软件编写的程序都将编译成它的下位机可以执行的目标程序，如果每种PLC使用相同的目标码，那么上位机编程软件与下位机就可以分离开，用户可以选用自己适应的软件开发自己的控制程序，并将程序下载给任一种硬件平台，配置和资源可以很容易的重定义；大家使用相同的通信协议，包括编程通信、现场总线、模块间接口协议，这时用户就可以达到与PC类似的标准化程度，跨系统跨厂商的互联和编程将成为可能。
　　当然达到这么一致的标准化程度需要很多年的过程，需要工控行业更多的兼并和重组，从现在来看只要能走完个和第二个层次就相当不错了，第三个层次可能需要更长的时间。
　　技术行业的厂商是标准的制定者，但工控行业因为牵涉每个国家的工业、军事竞争力，这个行业的标准化也是困难的，目前欧洲对于IEC61131的热心程度是高的，因为标准的大多是欧洲企业，而其它国家的厂商明显对此并不是太积极。
　　就像现场总线IEC61158，制定花了13年，后制定了一个包含8种协议的标准，全是标准就意味着没有标准，我们希望IEC61131不要步其后尘。
　　PLC从系统而言可以分为两个部分

用户通过使用PC上的编程软件Vladder进行梯形图的编辑，编完后的程序编译下载到下位机PLC内运行。习惯上我们把PC上的软件称为上位机软件，把PLC内的软件称为下位机软件。
　　上位机软件主要由以下功能模块组成：
　　1、多语言编辑模块
　　2、编译模块
　　3、通信模块
　　4、IO管理模块
　　5、调试模块
　　6、工程和文件管理模块
　　其中对系统影响大的是1、2、5这三个部分，这三个部分的好与坏决定了整个PLC软件的好与坏。我们在后面的文档中将专门讲解这一部分的功能和应用。
　　V80下位机系统分为硬件和软件两个部分：1、CPU单元：大家注意到上面有两块CPU，其中专用CPU正是用来执行PLC逻辑的，有了它整个系统的速度可以提升20倍左右，通用CPU用于处理其它的工作，包括功能块、通信、IO扫描、运控等。
　　德维森正在研发的新一代N系列PLC将把通用CPU和专用CPU合二为一，专门开发一颗PLC专用的CPU芯片并将通用CPU、专用CPU、运控MCU合并在一起，中型PLC和小型PLC的CPU也将统一起来，从而达到佳的性能与成本结合点。
　　2、固件ROM：用来存放PLC厂商程序。
　　3、LD ROM：用来存放用户的逻辑程序，这一块有48K字的空间，也就是多可以放下48K步的梯形图指令。
　　4、RAM：存放用户的数据，也用来暂存用户下载的梯形图程序，实际上梯形图的解算也是在RAM内执行的。
　　5、实时时钟：年月日时分秒星期，这是一块专用的时钟芯片。
　　6、电池：保证实时时钟在掉电后的运行，使RAM在掉电情况下10年不丢失数据。
　　7、运控单元：专用的运控逻辑单元，可以完成高速计数和脉冲输出的功能，因为是硬件保证的，不用CPU单元的介入，速度高达50K~100K，实际上可以做得更高速，当然这种速度对于步进和大多数伺服来说已经够用了。
　　8、IO接口：本体模块自带的IO，包括数字量输入、数字量输出、电位器输入，部分CPU模块还带有模拟量的输入输出如M20MAD就有6路模拟量输入和2路模拟量输出。
　　因为PLC是工作在工业环境，现场情况比较复杂，PLC采集和控制的信号经常并不是共地的，跨步电动势和强干扰是经常存在的，为防止对PLC的损坏，为了隔绝各种非共地信号的相互影响和损坏，PLC一般要求IO接口隔离，数字量一般是单路隔离的，而模拟量一般是模拟电路与数字电路之间隔离，用户在使用时需核对硬件手册，并根据现场实际情况安排使用。
　　9、扩展接口：使本体能联接各种扩展模块，对于V80系统，所有的扩展模块都被看成是总线上的一块存储器，这就要求所有的扩展模块上有MCU芯片，几乎可以说V80是所有小型PLC中扩展总线快的，可以达到2M BYTE。
　　PLC软件执行的标准框图大家在一般的书上都可以看到，一般的实现分为两类，一类是没有多任务操作系统的，一类是有多任务操作系统的，前者在可靠性和实时性方面有一定的优势，后者对于结构化编程方面有一定的帮助。我们的V80系列属于前一者，而N80系统将支持这两种结构。
　　实际上的PLC执行情况要复杂得多，但大体流程是一致的。

1、系统初始化：一般小型PLC的系统初始化主要是进行初始化、设置、查找扩展模块等。
　　2、扫描输入：扫描IO输入信号。
　　3、执行逻辑：根据用户PLC程序执行逻辑。
　　4、家务管理：PLC诊断、维护和其它系统程序执行。
　　5、扫描输出：将逻辑执行的结果输出。
　　6、通信管理单元：通信服务程序，响应编程软件和其它通信任务。
PLC运行方式：
　　由上面可以看到PLC的运行是一种循环扫描的运行方式，实际上PLC还有定时扫描和中断扫描共三种扫描方式。
　　循环扫描：PLC按上图循环执行。
　　定时扫描：PLC根据用户设置的时间定时扫描，比方说50ms扫描一次，使用这种扫描方式，用户需要保证用户程序在设定时间内一定能扫描完毕，一般PLC使用定时中断和子程序结合起来实现这个功能（这种情况下与中断扫描方式并无不同），但在IO扫描方面会有一些细微的不同，很可能会用到立即刷新IO的功能块UpData_IO。
　　中断扫描：中断扫描根据外部或者内部中断的激活中断扫描程序的运行。比方说外部IO中断、高速计数中断、定时中断等。
　　通常PLC都采用上面的三种运行方式中的一种或者几种，用户需要对其有一定的了解，这可以使大家在编程的时候更加清晰，V80支持三种运行方式。