PLC technique discussion and future development
- J byers
Along with the development of the ages, the technique that is nowadays is also gradually perfect,the competition plays more strong;the operation that list depends the artificial has already cannot satisfied with the current manufacturing industry foreground, also cannot guarantee the request of the higher quantity and high new the image of the technique business enterprise.
The people see in produce practice, automate brought the tremendous convenience and the product quantities for people up of assurance,also eased the personnelrsquo;s labor strength,reduce the establishment on the personnel. The target control of the hard realization in many complicated production lines, whole and excellent turn, the best decision etc, well-trained operation work, technical personnel or expert, governor but can judge and operate easily, can acquire the satisfied result.The research target of the artificial intelligence makes use of the calculator exactly to carry out, imitate these intelligence behavior, moderating the work through personrsquo;s brain and calculators, with the mode that personrsquo;s machine combine, for resolve the very complicated problem to look for the best path.
We come in sight of the control that links after the electric appliances in various situation, that is already the that time generation past, now of after use in the mold a perhaps simple equipment of grass-roots control that the electric appliances can do for the low level only;And the PLC emergence also became the epoch-making topic, adding the vivid software control through a very and stable hardware, making the automation head for the new high tide.
The PLC biggest characteristics lie in: The electrical engineering teacher already no longer electric hardware up too many calculations of cost, as long as order the importation that the button switch or the importation of the sensors order to link the PLC up can solve problem, pass to output to order the conjunction contact machine or control the start equipment of the big power after the electric appliances, but the exportation equipment direct conjunction of the small power can.
PLC internal containment have the CPU of the CPU, and take to have an I/O for expand of exterior to connect a peoplersquo;s address and saving machine three big pieces to constitute, CPU core is from an or many is tired to add the machine to constitute, mathematics that they have the logic operation ability, and can read the procedure save the contents of the machine to drive the homologous saving machine and I/Os to connect after pass the calculation;The I/O add inner part is tired the input and output system of the machine and exterior link, and deposit the related data into the procedure saving machine or data saving machine;The saving machine can deposit the data that the I/O input in the saving machine, and in work adjusting to become tied to add the machine and I/Os to connect, saving machine separately saving machine RAM of the procedure saving machine ROM and dates, the ROM can do deposit of the data permanence in the saving machine, but RAM only for the CPU computes the temporary calculation usage of buffer space.
The PLC anti-interference is very and excellent, our root need not concern its service life and the work situation bad, these all problems have already no longer become the topic that we fail, but stay to our is a concern to come to internal resources of make use of the PLC to strengthen the control ability of the equipment for us, make our equipment more gentle.
PLC language is not we imagine of edit collected materials the language or language of Cs to carry on weaving the distance, but the trapezoid diagram that the adoption is original after the electric appliances to control, make the electrical engineering teacher while weaving to write the procedure very easy comprehended the PLC language, and a lot of non-electricity professional also very quickly known and go deep into to the PLC.
Is PLC one of the advantage above and only, this is also one part that the people comprehend more and easily, in a lot of equipment, the people have already no longer hoped to see too many control buttons, they damage not only and easily and produce the artificial error easiest, small is not a main error perhaps you can still accept;But lead even is a fatal error greatly is what we cannot is tolerant of.New technique always for bringing more safe and convenient operation for us, make we a lot of problems for face on sweep but light, do you understand the HMI?Says the HMI here you basically not clear what it is, also have no interest understanding,change one inside text explains it into the touch to hold or man-machine interface you knew, it combines with the PLC to our larger space.
HMI the control not only is reduced the control press button, increase the vivid of the control, more main of it is can sequence of, and at can the change data input to output the feedback with data, control in the temperature curve of imitate but also can keep the manifestation of view to come out. And can write the function help procedure through a plait to provide the help of various what lies in onersquo;s power, the one who make operate reduces the otiose error.Currently the HMI factory is also more and more , the function is also more and more strong , the price is also more and more low , and the noodles of the usage are wide more and more . The HMI foreground can say that think to be good .
At a lot of situations , the list is a smooth movement that can#39;t guarantee the equipment by the control of the single machine , but pass the information exchanges of the equipment and equipment to attain the result that we want . For example fore pack and the examination of the empress work preface , we will arrive wrapping information feedback to examine the place , and examine the information of
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可编程控制器技术讨论与未来发展
T.J. 拜尔斯
普林斯顿大学
随着时代的发展，今天的技术日渐完善，竞争演化的更加激烈；一系列依靠人工的操作已经不能满足现有的制造业前景，也不能保障更大量的需求和更高新技术企业的形象。
人们看到在生产中，自动化带来的极大的便利和对人们生产量的保证，同时还减轻了人员的劳动强度，减少了人员的编制。在很多难以实现的生产线上的目标控制，整体优化，最佳决策等，受过良好训练的工人，技术人员或专家却能轻松地判断和操作，并能获得满意的结果。关于人工智能的研究目标准确地利用了计算器进行和模仿这些智慧行为，通过人脑和计算器来调节工作，通过人机结合的模式，以寻求解决这些非常困难的问题的最佳途径。
在已经过去的那一个时代里，我们看到电器在各种情况下的连接控制，现在在模具使用后电器可能只作为一种简单设备仅仅用于最基层的控制了；而PLC的出现也成为了划时代话题，通过增加生动的软件控制一个非常稳定的硬件，使得自动化走向新的高潮。
PLC最大的特点在于：电气工程老师已经不再用电子硬件来计算太多的成本了，只要命令按钮开关或传感器的输入命令连接PLC就能解决问题，通过输出命令连接接触机或控制大功率的启动设备后通电，而输出设备直接连接小功率即可。
PLC内部包含了具有中央处理器的CPU，并采取了有I/O作为外部扩展以连接一个人的地址和存储器三大块组成，CPU的核心是由一个或多个累加器组成，数学上他们有逻辑运算能力，并且可以通过计算读取程序存储器的内容来驱动相应的存储器和I/O连接。 I/O口将内部的累加器和外部输入输出系统连接起来，并将相关数据存入程序存储器或数据存储器中；存储器可以存储I/O输入到存储器中的数据，并且在工作中调整成为累加器和I/O连接，存储器分为程序存储器RAM和数据存储器ROM，ROM可以永久存储数据于存储器中，而RAM只能为CPU临时提供计算使用的缓冲空间。
PLC的抗干扰性非常好，我们根本不用担心他的使用寿命和工作环境不好，所有这些问题已经不再成为我们失败的话题，而留给我们关注的是利用PLC内部资源来增强对设备的控制，使我们的设备更加柔性。
PLC语言不是我们想象的汇编或C语言进行的编程，而是采用后的电器独创梯形图，使电工教师在编程时很容易理解的PLC语言，并且很多非电气专业人员也能很快的了解和深入到PLC中。
以上仅是PLC的其中一个优点，也是人们比较容易理解的部分，在很多设备中，人们已经不再希望见到更多的控制按钮，他们不仅仅很容易的就造成破坏并且还会更容易产生人为错误，小的并不是主要的错误也许你还能接受;但过大的甚至是致命的错误是我们无法容忍的。新的技术总是为我们带来更安全且便捷的操作，使我们面临的一大堆问题都一扫而光，你理解HMI吗？如果说你基本上不了解HMI，也没有兴趣去理解它，那么换一种文本上的说法把它解释为你了解的触摸屏或人机交互，它和PLC的结合为我们带来了更大的空间。
HMI控制不仅是减少了控制按钮，还增加了控制的灵活性，更主要的是它的可序性，并且能改变数据输入的数据以反馈输出的数据，在控制温度模拟曲线的同时还能保持显示出来。并且能够通过编写功能帮助程序来提供各种力所能及的帮助，使得操作者减少不必要的失误。HMI 的厂商目前也越来越多，功能也越来越强，价格也越来越低，使用的面越来越广。HMI 的前景可以说十分的看好。
在很多情况下，列表是一个平稳的运动，不能通过单片机的控制来保证设备的正常运行，而是通过设备和设备之间的信息交换来达到我们想要的效果。比如前包装和后工序的检测，我们会到包装信息反馈检测场所，而检测场所的信息也要反馈给包装。从而通过信息共享使双方链条相连，成为一个整体，从而使您的匹配更加紧密，在彼此之间达到相互辉映的效果。
PLC通信现在已经更多体现了它的价值，在PLC与地点之间的通信中，可以通过信息的通信和数据的共享来保证设备的相互协调，达到相互修复的效果。数据转换采用RS232在PLC之间连接来传输数据，而RS232拾取器只能保证10米的传输距离，如果在1000米的距离内我们可以通过RS485进行通信，更远的距离只能通过模块进行传输。
PLC数据传输就是将内部数据传递给对方的一块连续地址中的一张表格给它，我们把它称为一个表，对方的PLC通过表读取数据进行操作。如果表中的数据是一个一般建立的数据，那只是一般的数据传输，比如今天的油价上涨，我想把油价的价格传递给船上的石油盟友，那就是数据的份额；但是拿表中的数据作为一个控制PLC的指令程序，那是很困难的，比如你要控制一个基座机器人来按下你想象的动作工作，你会为它起草一个程序和数据相结合的表格来传递。
信息输送的形式有单工位、半双工位和全双工位的分别 。单工位的的意思也是说，一个只能发送，但一个只能接收，比如一个特务他只能接收上司的指示，而无法给上司回复；半双工位也就是两个能都能发送和接受数据，但不能同时发送和接受，比如你打电话时是不能接电话 ，对方也一样；而全双工位是两者之间都能发送和接受数据，并可同时发送和接受 。像互联网就是典型的例子 。
信息输送的过程也有同步和异步之分：同步的意义在于发送数据时数据线和时钟线是同步的，也就是数据信号和时钟信号同时由 CPU 进行发送，这需要彼此都要专门的时钟信号来进行传送和接送，并且是强制性的，这种方法的特点在于它的速度极快、但相应占用 CPU 的工作时间也相对的要长、同时技术难度也非常的大 。它的要求在于在一帧的数据传送中不能有一位的误差，不然的话整个数据将发生错误，这在硬件上是一个比较大的难度 。在一些专用的设备中应用的越来越广泛，像专用的医疗设备、数字信号设备等，在比较单一数据的传输中，它的效果非常的好 。
而异步是应用范围最广泛的，这得益于它的技术难度相对要小、同时不需要配制专门的时钟信号，它的特点在于，它的数据是分区的，离散性的发送和接受，当 CPU 太忙的时候可以停顿性去工作，在硬件上也减少了难度，同时数据的丢失相对要少，我们可以通过数据的检测来观察我们发送的数据是否有错误，像奇偶法、累加法和八位效验法等，都可以用来帮助我们检测发送的数据是否有错误发生，通过反馈来进行辨别 。
信息的传送口线有串口和并口之分：通常的 PLC 是8位机，当然也有16位机 。我们在发送数据的时候可以是一位一位的发送给对方，也可以8位8位的将数据发送到对方，1位和8位区别也就是我们所说的串口发送数据和并口发送数据 。串口速度比较慢，但只要两条或者三条口线就能解决问题，并能借用电话线来进行远程控制 。而并口的传送速度是极快的，它是串口的256倍，在短距离占有优势，由于是 TTL 电平，一般限于1米的范围，它并不适用于长距离的数据传送，这样成本太昂贵了。
很多的情况下我们总喜欢采用串并转换芯片来进行传输，这种情况下不需要我们进行过于复杂的寄存器设置了，而是直接通过数据传输指令进行数据交换，但在通信中并不是一个很可行的方式，因为对方的PLC在发送数据的时候必须一直在等待你的数据输出，它不能做其他的工作。
当你在看书的时候，你听到有人敲门，你停下开始的事情，打开门并与敲门的人继续对话，这时的电话铃响了，你示意接电话，接通电话后，还过头一起敲门交谈，对话结束后，你继续看你的书，这种情况我们称之为对它的打断，它有权力，也有主动权，PLC有这样的功能。它的特点在于我们在设备的运行过程中可能会遇到紧急突发事件，我们要立即停止工作的启动，去向管理更重要的事情，这种情况是我们平时会遇到的，PLC在执行紧急任务的时候，总会先保持当前的样子，比如程序的地址、疲倦的CPU加机数据等，就像我们打开门看到的书一样贴在页面上或者干脆做个记号，因为我们对待还需要立即继续。CPU总是按照我们的意愿做应该做的事情，但是你把事情交给它的错误，做起来也是一样的，这一点我们必须注意。
中断不仅仅是一个，有时还会与小时数内存在中断，中断有优先级，他们会根据人的要求执行更高级别的中断。这种脱媒中断也成了脱套。当然中断的级别与内部PLC根据CPU的各种资源相关；同时也跟堆栈的容量大小也有关系 。
中断的内容有很多种，比如外部中断，通信中的收发中断和计数中断，还有WDT复位中断等，它们丰富了CPU在处理各种业务时对类别的响应。这样说也许你也不能完全理解中断的内部结构和操作顺序，我们做一个很小的例子来说明。
每台设备总是不会忘记一个按钮，它也是在我们遇到紧急情况时使用的那个急停按钮。当我们遇到人身事故和意外情况时，我们只要按下它，机器就会立即停止所有操作，并等待处理意外后再次恢复操作。急停按钮连接PLC内部CPU的内部I/O连接，为CPU按下按钮外部触发信号，CPU对I/O进行再检查，为确认有外部触发信号，CPU保护现场断电程序计数机在程序中自动转相应的外部I/O也去，为外部中断程序处理完毕，程序计数机返回主程序继续工作。有一点能解释的是我们一般都会急停外面的按钮升到最高级，从而保证安全。
当我们在加工工件时，给PLC一个信号，计数PLC内部的机器加1来计算我们一天的工作量，一台计数机器就能简单地解决问题，当然他们也能在掉电的情况下保存数据，促使数据不丢，这也是我们热切希望的。
PLC还有高级计数机的功能，就是我们在接受一些高速数据的同时，这里所说的高速是在在微秒级的数据，比如条形码扫描仪在连续扫描数据，计算数据处理器DSP的高速信号等，我们将采用高级计数机来帮助我们进行计数。它在PLC执行程序时，一旦发现高级数码机该中断，就会立即放下手上的工作。再经过织距的梯形图程序说明了高级计数机会自动执行程序来完成工作的性能，从而将高级计数机的级别提高到高一级。
你也许听过太多的这个词 : “死机”，大致的意思是CPU工作量过大，内部资源不足等情况造成程序无法运行 。PLC也有类似的情况，PLC内部有一个看门狗WDT，我们可以设置一个WDT程序运行的时间，在程序运行过程中出现程序跳转错误或程序繁忙，程序运行时间超过WDT设置时间，CPU转而WDT复位现象。程序重新启动运行，但不会对中断进行破坏。
更高层次的发展需要我们再接再厉。PLC的出现已经足足影响了几代人，我们也从上一代的经验中学到了更多的知识和教训，来不断发展的PLC技术，把它推向了更高的浪潮。
附：
只读存储器(ROM)。ROM通常用于永久、非易失性地存储应用程序。许多微型计算机和微控制器是为大容量应用而设计的，因此，为了经济地制造设备，需要在制造芯片期间永久地提交程序存储器的内容。显然，这意味着对ROM代码的开发有严格的方法，因为在制造之后不能进行更改。这一开发过程可能涉及使用具有硬件仿真能力的复杂开发系统进行仿真，以及使用功能强大的软件工具。
随机存取存储器(RAM)。RAM用于存储程序执行期间使用的工作变量和数据。此存储器的大小因设备类型而异，但具有相同的特征宽度(4、8、16位等)。作为处理器，特殊功能寄存器(如堆栈指针或定时器寄存器)通常在逻辑上并入RAM区域。在哈佛类型的微型计算机中，将RAM区域作为寄存器集合来处理也是常见的；没有必要像在微处理器系统的情况下那样区分RAM和处理器寄存器，因为在微型计算机中RAM和寄存器通常在物理上不是分开的。
中央处理器(CPU)。CPU很像任何微处理器。微型计算机和微控制器的许多应用都涉及二进制编码的十进制(BCD)数据的处理(例如，对于数字显示器)，因此通常会发现CPU很适合处理这种类型的数据。由于许多控制器应用涉及打开和关闭单个输出线或读取单个线，因此通常还可以找到用于测试、设置和复位存储器或I/O的单个位的良好设施。这些线路很容易连接到双态设备，如开关、恒温器、固态继电器、阀门、马达等。
并行输入/输出。并行输入和输出方案在不同的微型计算机中略有不同；在大多数微型计算机中，提供了一种机制，以便至少允许一定的灵活性来选择哪些引脚是输出，哪些是输入。这可能适用于所有或部分端口。一些I/O线适合于直接连接到例如荧光显示器，或者可以提供足够的电流以使得连接其他组件变得简单。某些设备允许将I/O端口配置为系统总线，以允许片外存储器和I/O扩展。随着产品范围的发展，此功能可能会很有用，因为对于片上存储器来说，连续的增强功能可能会变得太大，而且不希望不在现有的软件基础上进行构建。
串行输入/输出。与终端设备的串行通信是使用少量线路提供链路的常见方式。通常的异步同步通信方案都需要提供成帧(开始和停止)信息的协议，这可以作为硬件设施或U(S)ART(通用(同步)异步接收器/发送器)来实现，从而将处理器(和应用程序员)从这种低级的、耗时的、详细的工作中解脱出来。仅需选择波特率和可能的其他选项(停止位数、奇偶校验等)。并加载(或读取)串行发送器(或接收器)缓冲器。然后由硬件电路处理适当格式的数据串行化。
计时/计数器设施。单片机的许多应用都要求对已用实时时间进行准确的评估。这可以通过仔细评估程序中每个分支的执行时间来确定，但对于除最简单的程序之外的所有程序来说，这很快就会变得效率低下。首选的方法是使用计时器电路，它可以独立地计算精确的时间增量，并在经过预设时间后产生一个中断。这种类型的计时器通常被安排成可重新加载所需的计数。然后，计时器递减该值，当计数器达到零时产生中断或设置标志。这种类型的计时器通常被安排成可用所需的计数重新加载。然后，计时器递减该值，产生中断或在计数器达到零时设置标志。然后，更好的计时器可以自动重新加载初始计数值。这减轻了程序员在计时器重新启动之前重新加载计数器和评估经过时间的责任，否则，如果需要连续的精确计时的中断(例如，在时钟中)，这将是必要的。有时与计时器相关的是事件计数器。这种设备通常有一个特殊的输入引脚，可以直接驱动计数器。
计时组件。大多数微型计算机的时钟电路只需要简单的定时元件。如果需要最高性能，则必须使用晶体以确保接近但不超过最大时钟频率。许多时钟电路还使用电阻器和电容器作为低成本定时元件，或者可以从外部源
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