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 PLC中的常用的CPU和存儲器簡介
CPU模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統的輸出；存儲器用來儲存程序和數據。
1．CPU芯片
CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成。PLC使用以下幾類CPU芯片：
(1)通用微處理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；
(2)單片微處理器(單片機)，如Intel公司的MCS51／96系列單片機；
(3)位片式微處理器，如AMD 2900系列位片式微處理器。
2．存儲器
PLC的存儲器分為系統程序存儲器和用戶程序存儲器。系統程序相當于個人計算機的操作系統，它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設計者規定的各種工作。系統程序由PLC生產廠家設計并固化在ROM內，用戶不能直接讀取。PLC的用戶程序由用戶設計，它決定了PLC的輸入信號與輸出信號之間的具體關系。用戶程序存儲器的容量一般以字(每個字由16位二進制數組成)為單位，三菱的FX系列PLC將用戶程序存儲器的單位稱為步(Step，即字)。小型PLC的用戶程序存儲器容量在lK字左右，大型PLC的用戶程序存儲器容量可達數M(兆)字。
PLC常用以下幾種存儲器：
(1)隨機存取存儲器：(RAM)
用戶可以用編程器讀出RAM中的內容，也可以將用戶程序寫入RAM，因此RAM又叫讀／寫存儲器。它是易失性的存儲器，將它的電源斷開后，儲存的信息將會丟失。
RAM的工作速度高，價格低，改寫方便。為了在關斷PLC外部電源后，保存RAM中的用戶程序和某些數據(如計數器的計數值)，為RAM配備了一個鋰電池。現在有的PLC仍用RAM來儲存用戶程序。
鋰電池可用2~5年，需要更換鋰電池時，PLC面板上的“電池電壓過低”發光二極管亮，同時有一個內部標志位變為l狀態，可以用它的常開觸點來接通控制屏面板上的指示燈或聲光報警器，通知用戶及時更換鋰電池。
(2)只讀存儲器(ROM)
ROM的內容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內容。ROM—般用來存放PLC的系統程序。 
(3)可電擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)
它是非易失性的，但是可以用編程器對它編程，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取優點。但是寫入信息所需的時間比RAM長得多，EEPROM用來存放用戶程序。有的PLC將EEPROM作為基本配置，有的PLC將EEPROM作為可選件。

 7充電電流之和。 2）關斷 Q1、Q2關斷時，由于B點對地電壓為零，C7從零開始充電， Q2對地電壓uQ2上升，Q2零電壓關斷。加在 Q2上的電壓因二極管D15的鉗位作用，終為VDC。因此，B點電壓升為VDC。 Q2實現零電壓關斷。 由于變壓器勵磁電感、漏感及引線寄生電感所引起的感應電勢的能量通過 C7、D14返回電源，Q2上的電壓維持在VDC直到變壓器原邊磁通復位。此時， Q1、Q2上的電壓分別為VDC/2直到新的工作周期。 Q2的開通期間與關斷期間的狀態與普通開關管同期間的狀態相同。 圖5為實測Q2開關波形。圖6為實測 Q2零電壓關斷波轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入是脈沖，則該脈沖的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在RAM存儲區中對應位的狀態；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的

常用支持協議

常用的協議類型

• ASCII 協議，又稱自由口
• Modbus 協議

ASCII 協議

ASCII 協議通過通訊處理器和通訊伙伴之間的點對點連接控制數據傳輸。

由于消息的結構*由用戶定義，用戶可以以 ASCII 協議為基礎開發自己的消息。在接收方只需要定義接收消息的結束方式，發送接收雙方協商*。

ASCII 驅動程序允許發送和接收任何結構的數據（所有可打印的 ASCII 碼表字符符以及從 00 到 FFH [帶有 8 個數據位字符幀] 的所有其它字符或從 00 到 7FH [帶有 7 個數據位字符幀]的所有其它字符）。

ASCII協議適用于與支持串行通信的智能儀表、條形碼閱讀器、掃描儀、打印機等設備進行通訊。

MODBUS 協議

MODBUS RTU 通信協議是以主從的方式進行數據傳輸的，主動方發送請求，被動方響應請求，應答的方式。

在傳輸的過程中主站是主動方，即主站發送數據請求報文到從站；從站是被動方，即如果正常從站返回正常響應報文，如果故障從站返回異常響應報文，如圖 3 所示。

圖3 MODBUS 請求響應報文格式

MODBUS 系統中，數據交換需要通過功能代碼（Function Code）來控制的，具體分以下兩類。

有些功能碼是對位操作的，通信的用戶數據是以位為單位的：

• FC01讀輸出位的狀態；
• FC02讀輸入位的狀態；
• FC05寫單個輸出位；
• FC15寫多個輸出位。

有些功能碼是對16位寄存器操作的，通信的用戶數據是以字為單位的：

• FC03讀輸出寄存器；
• FC04讀輸入寄存器；
• FC06寫單個輸出寄存器；
• FC16寫多個輸出寄存器。
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  而其缺點在于，金屬轉子在旋轉的定子磁場中切割磁感線獲得的轉矩較小，且起動電流較大，對起動力矩要求較大的負載難以勝任。

  

  　實現指令解釋，報警處理等，和PC機的BIOS差不多，系統程序質量的好壞很大程度上決定了PLC的性能。如果里面的數據丟失，或芯片損壞會引起不開機，報警現象。在平時的維修當中，ROM故障所占的比例也是很大的。

  
  　　可以用編程器重刷固件程序（事先有備份），來解決此類問題。（2）用戶存儲器用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區）和數據存儲器（數據區）兩部分。用戶程序存儲器用來存放用戶針對具體控制任務采用PLC編程語言編寫的各種用戶程序。
   

  　　一臺三墾IPKW變頻器在保修期內損壞，上電無顯示。打開機器蓋子，仔細的觀察各個部分，發現充電電阻燒壞，接觸器線圈燒斷而且外殼焦糊。經過追問，原來用戶電源電壓低，變頻器常常因為欠壓停機，就專門給變頻器配了一個升壓器。但是用戶并沒有注意到在夜間電壓會恢復正常，結果首先燒壞接觸器然后燒壞充電電阻。由于整流橋和電解電容耐壓相對較高而幸免于難。更換損壞器件修復。升降溫檢查法此法對于一些特殊的故障非常見效。人為地給一些溫度特性較差的元件加溫或降溫，產生“病癥”或“病癥來查找故障原因。

  

  　　用戶程序存儲器根據所選用的存儲器單元類型的不同（可以是RAM、EPROM或EEPROM存儲器），其內容可以由用戶修改或增刪。用戶數據存儲器可以用來存放（記憶）用戶程序中所使用器件的ON/OFF狀態和數據等。
  　　用戶存儲器的大小關系到用戶程序容量的大小，是反映PLC性能的重要指標之一。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程序一般存于CMOS靜態RAM中，即隨機存儲器，主要存儲工作數據，掉電數據丟失，供電斷經常和備用電池和超級電容連接，以實現掉電數據保持。