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4ControlLogix控制器指令介绍和编程应用
第四章 ControlLogix 控制器指令介绍和编程应用
本章内容: ControlLogix 控制器指令分类介绍。
本章目的: 掌握编写程序的基本要求,ontrolLogix 控制器与传统的可编程序控制器PLC-5/SLC500最大的区别是硬件结构的变化、数据结构的变化和通讯系统的变化,但它仍然保留或沿用了传统的可编程序控制器的指令系统,指令功能的差异不大,所以,关于编程,还有许多经验可以借鉴。
控制器编程基础
要得到一个简洁、精确、严密的逻辑控制程序,除了对生产过程工艺的了解和分析,对整个控制系统正确的规划和设计,还要对程序的逻辑结构(即指令执行顺序)、数据的刷新过程、指令的详尽功能有着深刻的了解,才能正确地去编写或修改程序。关于编程的基础知识有如下三个方面需要了解。
1.梯形图程序的逻辑结构
ControlLogix 控制器的控制程序编写方式有梯形图程序、顺序功能流程图程序和语句程序。语句编程的程序可编译成梯形图程序相似的执行顺序,是适合计算机程序开发人员使用的方式;顺序功能流程图程序实质上是一个结构程序,它的结构元素还是梯形图程序或语句程序。所以,控制器的编程,通常是基于梯形图程序的编程。
梯形图程序由指令构成的逻辑梯级集合而成,逻辑梯级的结构则由输入指令和输出指令两部分组成:
输入指令 决定梯级条件的指令,通常是以下三类指令:
位指令的逻辑运算结果 在梯形图中用得最多的形式,根据生产过程的与或非逻辑关系编制出来的结构,其结果必为逻辑结果。
比较指令的比较结果 用大小相等关系进行比较和数值范围进行判定而产生的逻辑结果。
检测或诊断的结果 两条特殊的指令SQI和DTR可对操作对象进行检测和诊断,得出逻辑结果。
输入指令的运行,并不产生执行某种操作的动作,但都会得到逻辑结果,这就是梯级条件,它将决定要不要做,梯级条件的存在有两种情形:
持续一段时间 ,逻辑上表现为宽脉冲
出现瞬间时间,逻辑上表现为窄脉冲
梯级条件的存续时间,是编写输出指令的重要依据,它将确定输入指令和输出指令配合使用的关系。
输出指令 按梯级条件执行,引起操作的指令,通常有以下三类指令:
非保持型指令 在梯级条件持续期间执行,在梯级条件消失后便停止执行。具有代表性的指令是计时器指令,一般地,位指令、传送指令、转换指令、算逻运算指令等都属于非保持型指令。这类指令也可以是无条件的,即没有输入指令,指令总是在执行。
保持型指令 在梯级条件跳变时执行,靠梯级条件前沿触发引起执行动作。具有代表性的指令是计数器指令,一般地,位锁存指令、移位指令、堆栈操作指令、顺序器操作指令等都属于保持型指令。在编写程序时要注意给予有跳变的梯级条件。
可选型指令 可选择不连续方式或连续方式,一般是对外操作的通讯指令,例如MSG指令。选择不连续方式时,梯级条件跳变一次,指令执行一次;选择连续方式时,指令被触发后,即使梯级条件消失或不跳变,仍可以连续执行。
输出指令的执行是具体操作的动作,但这种执行动作与输入指令的存续有很大的关系,也即级条件将决定输出指令的执行。
值得指出的是,在PLC-5/SLC500的梯形图编程中,这种梯级的输入指令和输出指令的关系是十分严格的,一个梯级只有一对输入指令和输出指令的关系。但是在ControlLogix 控制器的梯形图编程中,已经变得非常灵活,可以在同一个梯级中编写含有好几个梯级条件的指令集合。尽管如此,输入指令和输出指令之间的对应关系仍然是非常明确的,在逻辑因果关系较为复杂的情况下,建议采用传统的方式去编写。
2.数据的刷新时间与程序执行的关系
ControlLogix 控制系统编写程序时,往往按照工艺流程的逻辑关系编写的梯形图程序,运行下来,却有不可思议的逻辑问题,反复检查,都不是梯级或指令的逻辑错误,这是为什么呢?这跟运行时的数据状况有关。
传统的可编程序控制器的工作周期由输入扫描、程序扫描和输出扫描三个阶段组成,输入扫描刷新了所有的输入映象表;程序扫描则根据必威体育精装版输入数据按编制好的梯形图逻辑执行,产生必威体育精装版控制结果,即刷新输出映象表;输出扫描刷新所有的输出模块。这个过程是非常清晰和明确的,开发者很容易按工艺过程编写逻辑关系而不至于产生混乱,因为在整个程序扫描过程中,输入数据是不发生改变的。
ControlLogix 控制系统的I/O数据交换是生产者/用户方式,I/O模块不再是被动的数据承受者,而是主动的数据产生者,它们按照定义的中断时间发送或接受数据,I/O数据的刷新时间完全地独立于程序扫描。在控制器中,有两个CPU同时工作,一个分管逻辑程序的扫描,一个分管对外的数据交换,程序扫描和I/O交换是分别进行的,是相互独立的,完全有可能在程序扫描
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