西門子CPU模塊/ST40模塊

時間：2019-01-30

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可編程控制器的結(jié)構(gòu)多種多樣，但其組成的一般原理基本相同，都是以微處理器為**的結(jié)構(gòu)。通常由*處理單元（CPU）、存儲器（RAM、ROM）、輸入輸出單元（I/O）、電源和編程器等幾個部分組成。

1．*處理單元（CPU） 按動啟動按鈕，表示故障清除，重新運行。
在S7-200中，編程元件順序控制繼電器S是專門用于編寫順序控制(常稱為步進控制)程序的。一個步進控制程序是由若干個SCR段組成，每個SCR段對應(yīng)步進控制中的一個功能控制步，簡稱步。每個SCR都是一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)，都有段開始、段結(jié)束、段轉(zhuǎn)移。在57-200中，有3條簡單的SCR指令與之對應(yīng)。
???? (1)段(步)開始指令LSCR? (Load Sequence Control Relay)
段開始指令的功能是標記一個SCR段(或一個步)的開始，其操作數(shù)是狀態(tài)繼電器Sx.y(如S0.0 )，Sx..y是當前SCR段的標志位，當Sx.y為1時，允許該SCR段工作。
?(2)段(步)轉(zhuǎn)移指令SORT C Sequence Control Relay Transition)
段轉(zhuǎn)移指令的功能是將當前的SCR段切換到下一個SCR段，其操作數(shù)是下一個SCR段的標志位Sx.y(如S0.1)。當允許輸入有效時，進行切換，即停止當前SCR段工作，啟動下一個SCR段工作。
?(3)段(步)結(jié)束指令SORE?（?Sequence Control Relay End)
段結(jié)束指令的功能是標記一個SCR段(或一個步)的結(jié)束。每個SC必須使用段結(jié)束指令來表示該SCR段的結(jié)束。
圖1是一個裝料/卸料小車的行程控制系統(tǒng)示意圖。
結(jié)合PLC的組成和結(jié)構(gòu)分析PLC的工作原理較容易理解。PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)掃描，并用周期性地集中采樣、集中輸出的方式來完成的。一個掃描周期主要可分為：
（1）讀輸入階段。每次掃描周期的開始，先讀取輸入點的當前值，然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域。在之后的用戶程序執(zhí)行的過程中，CPU訪問輸入映像寄存器區(qū)域，而并非讀取輸入端口的狀態(tài)，輸入信號的變化并不會影響到輸入映像寄存器的狀態(tài)，通常要求輸入信號有足夠的脈沖寬度，才能被響應(yīng)。
（2）執(zhí)行程序階段。用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形圖的順序，自左而右，自上而下的逐行掃描，在這一階段CPU從用戶程序的**條指令開始執(zhí)行直到最后一條指令結(jié)束，程序運行結(jié)果放入輸出映像寄存器區(qū)域。在此階段，允許對數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進行處理，在掃描周期的各個部分，均可對中斷事件進行響應(yīng)。
（3）處理通信請求階段。是掃描周期的信息處理階段，CPU處理從通信端口接收到的信息。
（4）執(zhí)行CPU自診斷測試階段。在此階段CPU檢查其硬件，用戶程序存儲器和所有I/O模塊的狀態(tài)。

CPU作為整個PLC的**，起著總指揮的作用。CPU一般由控制電路、運算器和寄存器組成。這些電路通常都被封裝在一個集成電路的芯片上。CPU通過地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路連接。CPU的功能有以下一些：從存儲器中讀取指令，執(zhí)行指令，取下一條指令，處理中斷。

2．存儲器（RAM、ROM）

存儲器主要用于存放系統(tǒng)程序、用戶程序及工作數(shù)據(jù)。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器;存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器；存放工作數(shù)據(jù)的存儲器稱為數(shù)據(jù)存儲器。常用的存儲器有RAM、EPROM和EEPROM。RAM是一種可進行讀寫操作的隨機存儲器存放用戶程序，生成用戶數(shù)據(jù)區(qū)，存放在RAM中的用戶程序可方便地修改。RAM存儲器是一種高密度、低功耗、價格便宜的半導體存儲器，可用鋰電池做備用電源。掉電時，可有效地保持存儲的信息。EPROM、EEPROM都是只讀存儲器。用這些類型存儲器固化系統(tǒng)管理程序和應(yīng)用程序。

3．輸入輸出單元（I/O單元）

I/O單元實際上是PLC與被控對象間傳遞輸入輸出信號的接口部件。I/O單元有良好的電隔離和濾波作用。接到PLC輸入接口的輸入器件是各種開關(guān)、按鈕、傳感器等。PLC的各輸出控制器件往往是電磁閥、接觸器、繼電器，而繼電器有交流和直流型，高電壓型和低電壓型，電壓型和電流型。

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