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PLC存储器

PLC内部的存储器有系统存储器和用户存储器两大类。

  ①系统存储器用以存放系统程序，包括系统管理程序、监控程序、磁盘输入处理程序、翻译程序、编译解释程序等。系统程序在PLC出厂前已将其固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。

  ②用户存储器用以存放用户程序和工作数据。它分用户程序存储区和工作数据存储区。在编程工作方式下，为了读写修改方便，用户输入的控制程序经过预处理后，存放在RAM的低地址区。工作数据存储区占用RAM若干存储单元，用来存放逻辑变量。这些逻辑变量在PLC中称为输入维电器X、输出继电器Y、内部辅助继电器R、定时器TM、计数器CT、数据寄存器DT等。RAM的存储内容通过编程器或编程软件读出并更改。为了防止RAM中的程序和数据因电源停电而丢失，常用**的锂电池作为后备电源，锂电池的寿命一般为3～5年。

  PLC产品手册中给出的存储器类型和容量是针对用户程序存储器而言的。

  (3)输入/输出(I/O)接口电路

  它起着在PLC和外围设备之间传递信息的作用。PLC通过输入接口电路将开关、按钮、传感器等输入信号转换成CPU能接收和处理的信号。输出接口电路是将CPU送出的弱电流控制信号转换成现场需要的强电流信号输出，以驱动被控设备。为了保证PLC可靠地工作，设计者在PLC的接口电路上采取了不少措施。输入、输出接口电路是用户使用PLC唯一要进行的硬件连接，从使用的角度考虑，每个用户都必须清楚地了解PLC的I/O性能，才能使用自如。

  ①输入(I)接口输入接口通过PLC的输入端子接收现场输入设备的控制信号，现场输入信号可以是按钮、限位开关、光电开关、温度开关、行程开关以及传感器输出的开关量等。PLC输入接口电路将这些信号转换成CPU所能接收和处理的数字信号。PLC输入接口电路与输入控制设备的连接示意图如图1-11所示。

  当按钮S1闭合时，输入信号通道光电耦合器件传送给内部电路，输入信号与内部电路之间并无电的联系，通过这种隔离措施可以防止现场干扰串入PLC。由于光电耦合器件的发光二极管采用两个反并联，使输入端的信号极性可根据需要任意确定。

  ②输出(O)接口输出接口电路将经CPU处理过的输出数字信号传送给输出端的电路元件，以控制其接通或断开，从而控制现场执行部件。现场执行部件包括电磁阀、继电器、接触器、灯具、电热器、电动机等。为适应不同类型的输出设备负载，PLC的输出接口类型有三种∶继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。继电器型输出电路如图1-12所示，其电路负载电流大于2A，响应时间为8～10ms，机械寿命大于105次，动作速度慢。晶体管型输出电路负载电流均为0.5A，响应时间小于1ms，漏电流小于100μA，有PNP和NPN晶体管输出两种形式，如图1-13、图1-14 所示。

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处理手轮输入信号的PLC程序

选用的手轮是带A/B相脉冲的手轮，工作电压为DC12~24V，集电极开路输出，A/B相脉冲信号分别接入 PLC 的 XO、X1端。手轮的DCOV端与PLC 输入信号的 COM 端相连。与其相关的 PLC 程序如图 29-2 所示。

  连线完毕上电后，可以监视到 C251 的值随着手轮的正反转而变化。

  图29-2 用于处理手轮信号的PLC 程序

  使用**定位指令，以高速计数器 C251 的数据 D250 作为定位数据，保持启动指令 X22=ON一直接通，摇动手轮，可以监视到定位数据一直变化，但实际电动机并未动作，是什么原因?难道该指令失效了?

  经过实验，这条指令(即**定位指令)在一次定位完成后，定位数据发生变化，其指令也无效，必须重新启动触发条件(X22)后，该指令才重新执行一次。

  这样在用手轮给出定位数据后，还必须给出一启动信号，电动机才能运行。实验中，单独给出一启动信号，电动机确实能随手轮给出的数据运动，但电动机的运动一方面显得迟钝。另一方面，其速度忽快忽慢，其迟钝的原因是启动信号总是在手轮停止后才发出，不可避免地要出现迟钝，这种效果不能进入实用阶段。那么，怎样才能具有手轮模式的边摇边动的效果呢?

  对手轮模式下启动信号的处理

  问题的关键是处理启动信号。由于 PLC 内的高速计数器 C251表示了手轮输入脉冲数据的状态，当 C251不等于零时表示有脉冲输人，可以用这个状态作为启动信号，当定位完成后用 PLC 内部的定位完成标志 M8029 对 C251置零，按照这个思路编制了 PLC 程序，未得到良好效果，电动机时转时不转，也不能进入实用阶段。

  那么，直接用脉冲信号作为启动信号可以吗?从手轮的A/B 相输人的脉冲已经接人 PLC 的 X0、X1 端作为计数信号，再将 A/B相脉冲信号连接在 PLC 的输人端 X6、X7上，

  图29-3启动信号的处理

  实验结果为摇动手轮后，电动机能随之正反向运动，但快速摇动手轮时，电动机不能随之快速运动，有时甚至不动，只有慢速摇动手轮时，电动机才能正常运行，这是什么原因呢?

  经过分析，其原因是当输入信号的频率高到一定数值，超过PLC 程序的扫描周期时， PLC 检测不到手轮 A/B相脉冲信号的低电平，只检测到高电平，于是定位指令一直保持技通 ON 状态，没有 OFF 到 ON的变化，定位指令就没有执行。从PLC 程上监视到的况确实是输入信号 X6 或 X7 一直保持 ON 状态。

  如果 PLC 程序的扫描周期为 2ms，输入信4号滤波延迟时间为10ms，则允许的手轮脉冲信号频率为1000/12ms，约90Hz。在实验中， 用手轮每转发出 100 脉冲，在 2r/s时可以观察到电动机已经不能正常运行。

  提高 PLC处理速度响应性的方法

  为了提高 PLC 输人信号的响应性，必须使使用其高速输人/输出功能，及缩短输入信号的滤波时间，按此思路编制的 PLC 程序如图29 3 所示。

  1) REF指令是输入/输出刷新指令，该打指令不受程序扫描周期的影响，直接检测输入信号并立即输出运算结果。使用该指令后，情情况有所改善，但效果并不明显。这是因为扫描周期的时间本身也很短，扫描周期不是主要因因素。

  2) 输入信号的滤波时间是重要影响因素，输人信号的滤波时间较长，还必须缩短输入信号的滤波时间。

  一般的滤波时间为10ms，经过图 29-3 所示的程序处理后，滤波时间可缩短到1ms。

  经以上处理后，输人信号不受 PLC扫描周期的影响，输人滤波时间仅为1ms，综合其他方面的影响，其响应频率可达到300Hz。手轮的输入脉冲频率可达到300Hz，实际实验时，以每3r/s的速度摇动手轮，可以驱动电动机运行，这样在伺服驱动器一侧再设定适当的子齿轮比，就能获得适当的电动机运行速度，对于由PLC直接构成的定位系统而言，这样使用手轮便满足了实用工作机械的要求。

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