PLC 以 其 可靠性高、抗干扰能力强、配套齐全、功能完善、适应性强等特点,广泛应用于各种控制领域。PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备,使用梯形图符号进行编程,与继电器电路相当接近,被广大工程技术人员接受。但是在实际应用中,如何编程能够提高PLC程序运行速度是一个值得我们思考研究的问题。1 PLC工作原理PLC 与 计 算机的工作原理基本相同,即在系统程序的管理下,通过运行应用程序完成用户任务。但两者的工作方式有所不同。计算机一般采用等待命令的工作方式,而PLC在确定了工作任务并装人了专用程序后成为一种专用机,它采用循环扫描工作方式,系统工作任务管理及应用程序执行都是用循环扫描方式完成的。PLC 有 两 种基本的工作状态,即运行(RUN)与停止(STOP)状态。在这两种状态下,PLC的扫描过程及所要完成的任务是不尽相同的,如图1所示。 PLC在RUN工作状态时,执行一次扫描操作所的时间称为扫描周期,其典型值通常为1一100nis,不同PLC厂家的产品则略有不同。扫描周期由内部处理时间、输A/ 输出处理执行时间、指令执行时间等三部分组成。通常在一个扫描过程中,执行指令的时间占了绝大部分,而执行指令的时间与用户程序的长短有关。用户 程 序 是根据控制要求由用户编制,由许多条PLC指令所组成。不同的指令所对应的程序步不同,以三菱FX2N系列的PLC为例,PLC对每一个程序步操作处理时间为:基本指令占0.741s/步,功能指令占几百微米/步。完成一个控制任务可以有多种编制程序的方法,因此,选择合理、巧妙的编程方法既可以大大提高程序运行速度,又可以保证可靠性。 提高PLC程序运行速度的几种编程方法2.1 用数据传送给位元件组合的方法来控制输出在 PL C应 用编程中,最后都会有一段输出控制程序,一般都是用逻辑取及输出指令来编写,如图2所示。在图2所示的程序中,逻辑取的程序步为1,输出的程序步为2,执行上述程序共需3个程序步。通常情况下,PLC要控制的输出都不会是少量的,比如,有8个输出,在条件满足时要同时输出。此时,执行图2所示的程序共需17个程序步。若我们通过位元件的组合并采用数据传送的方法来完成图2所示的程序,就会大大减少程序步骤。在三 菱 PLC中,只处理ON/OFF状态的元件(如X,Y,M和S),称为位元件。但将位元件组合起来也可以处理数据。位元件组合由Kn加首元件号来表示。位元件每4bit为一组组合成单元。如KYO中的n是组数,当n=1时,K,Yo 对应的是Y3一Yo。当n二2时,KZYo对应的是Y7一Yo。通过位元件组合,就可以用处理数据的方式来处理位元件,图2程序所示的功能可用图3所示的传送数据的方式来完成。
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RS-232-C 是PC 机常用的串行接口,由于信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,与TTL电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。本产品(转接器),可以实现任意电平下(0.8~15)的UART串行接口到RS-232-C/E接口的无源电平转接, 使用非常方便可靠。 什么是RS-232-C 接口?采用RS-232-C 接口有何特点?传输电缆长度如何考虑?答: 计算机与计算机或计算机与终端之间的数据传送可以采用串行通讯和并行通讯二种方式。由于串行通讯方式具有使用线路少、成本低,特别是在远程传输时,避免了多条线路特性的不一致而被广泛采用。 在串行通讯时,要求通讯双方都采用一个标准接口,使不同 的设备可以方便地连接起来进行通讯。 RS-232-C接口(又称 EIA RS-232-C)是目前最常用的一种串行通讯接口。它是在1970 年由美国电子工业协会(EIA)联合贝尔系统、 调制解调器厂家及计算机终端生产厂家共同制定的用于串行通讯的标准。它的全名是“数据终端设备(DTE)和数据通讯设备(DCE)之间串行二进制数据交换接口技术标准”该标准规定采用一个25 个脚的 DB25 连接器,对连接器的每个引脚的信号内容加以规定,还对各种信号的电平加以规定。(1) 接口的信号内容实际上RS-232-C 的25 条引线中有许多是很少使用的,在计算机与终端通讯中一般只使用3-9 条引线。(2) 接口的电气特性 在RS-232-C 中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系。即:逻辑“1”,-5— -15V;逻辑“0” +5— +15V 。噪声容限为2V。即 要求接收器能识别低至+3V 的信号作为逻辑“0”,高到-3V的信号 作为逻辑“1”(3) 接口的物理结构 RS-232-C 接口连接器一般使用型号为DB-25 的25 芯插头座,通常插头在DCE 端,插座在DTE端. 一些设备与PC 机连接的RS-232-C 接口,因为不使用对方的传送控制信号,只需三条接口线,即“发送数据”、“接收数据”和“信号地”。所以采用DB-9 的9 芯插头座,传输线采用屏蔽双绞线。(4) 传输电缆长度由RS-232C 标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50 英尺,其实这个4%的码元畸变是很保守的,在实际应用中,约有99%的用户是按码元畸变10-20%的范围工作的,所以实际使用中最大距离会远超过50 英尺,美国DEC 公司曾规定允许码元畸变为10%而得出附表2 的实验结果。其中1 号电缆为屏蔽电缆,型号为DECP.NO.9107723 内有三对双绞线,每对由22# AWG 组成,其外覆以屏蔽网。2 号电缆为不带屏蔽的电缆。 2. 什么是RS-485 接口?它比RS-232-C 接口相比有何特点?答: 由于RS-232-C 接口标准出现较早,难免有不足之处,主要有以下四点:(1) 接口的信号电平值较高,易损坏接口电路的芯片,又因为与TTL 电平不兼容故需使用电平转换电路方能与TTL 电路连接。(2) 传输速率较低,在异步传输时,波特率为20Kbps。(3) 接口使用一根信号线和一根信号返回线而构成共地的传输形式, 这种共地传输容易产生共模干扰,所以抗噪声干扰性弱。(4) 传输距离有限,最大传输距离标准值为50 英尺,实际上也只能 用在50 米左右。针对RS-232-C 的不足,于是就不断出现了一些新的接口标准,RS-485 就是其中之一,它具有以下特点:1. RS-485 的电气特性:逻辑“1”以两线间的电压差为+(2—6) V 表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2—6)V 表示。接口信号电平比RS-232-C 降低了,就不易损坏接口电路的芯片, 且该电平与TTL 电平兼容,可方便与TTL 电路连接。2. RS-485 的数据最高传输速率为10Mbps3. RS-485 接口是采用平衡驱动器和差分接收器的组合,抗共模干能力增强,即抗噪声干扰性好。4. RS-485 接口的最大传输距离标准值为4000 英尺,实际上可达 3000 米,另外RS-232-C接口在总线上只允许连接1 个收发器, 即单站能力。而RS-485 接口在总线上是允许连接多达128 个收发器。即具有多站能力,这样用户可以利用单一的RS-485 接口方便地建立起设备网络。因RS-485 接口具有良好的抗噪声干扰性,长的传输距离和多站能力等上述优点就使其成为首选的串行接口。 因为RS485 接口组成的半双工网络,一般只需二根连线,所以RS485接口均采用屏蔽双绞线传输。 RS485 接口连接器采用DB-9 的9 芯插头座,与智能终端RS485接口采用DB-9(孔),与键盘连接的键盘接口RS485 采用DB-9(针)。3. 采用RS485 接口时,传输电缆的长度如何考虑?答: 在使用RS485 接口时,对于特定的传输线经,从发生器到负载其数据信号传输所允许的最大电缆长度是数据信号速率的函数,这个 长度数据主要是受信号失真及噪声等影响所限制。下图所示的最大电缆长度与信号速率的关系曲线是使用24AWG 铜芯双绞电话电缆(线 径为0.51mm),线间旁路电容为52.5PF/M,终端负载电阻为100 欧 时所得出。(曲线引自GB11014-89 附录A)。由图中可知,当数据信 号速率降低到90Kbit/S 以下时,假定最大允许的信号损失为6dBV 时, 则电缆长度被限制在1200M。实际上,图中的曲线是很保守的,在实 用时是完全可以取得比它大的电缆长度。 当使用不同线径的电缆。则取得的最大电缆长度是不相同的。例 如:当数据信号速率为600Kbit/S 时,采用24AWG 电缆,由图可知最 大电缆长度是200m,若采用19AWG 电缆(线径为0。91mm)则电缆长 度将可以大于200m; 若采用28AWG 电缆(线径为0。32mm)则电缆 长度只能小于200m。
上传时间: 2013-10-11
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1 概述由于在某些通讯设计应用中,需要扩展更多的串口数量,比如车床监控、纺织仪器检测和网状连接的数据采集等应用。为此成都国腾微电子有限公司推出的GM814x 可以满足多个同类产品的并联扩展,并且能简单的实现电路连接和程序控制,主MCU 可以识别数据的来源和指定和某个GM814x 通信。2 应用说明2.1 CS 与SPI 的数据通信GM814x 的CS(片选)引脚可用于控制SPI 总线时钟有效性,CS 低电平有效,内部下拉。CS 有效时,允许芯片的时钟接收和数据收发;无效时,SCLK、DIN 和DOUT 均为高阻状态,GM814x 不响应SPI 上的数据收发,但能正常收发子串口数据和产生相应中断。2.2 应用建议当使用GM814x 的应用需要扩展4 个以上的串口数量时,就需要使用2 片以上的GM814x。扩展的方式也有多种。方式一:将多个GM814x 的SPI 接口接在主MCU 的SPI 总线上,然后将所有GM814x 的中断进行线与后连接到MCU 的IRQ 上,同时将各GM814x 的IRQ 输出又连接到MCU的IO,以便MCU响应中断后检测是具体哪一个GM814x 输出的中断,然后再拉低对应的CS,拉高其它GM814x的CS,并执行通信操作。方式二:如果扩展的GM814x 数量较多,采用上述扩展方式可能会占用MCU较多的IO 资源,则可以将GM814x 的中断输出连接到具有OC 输出的与门芯片上,再输出到MCU 的中断输入。同时又将所有的GM814x 的中断输出进行编码输入到MCU,以供其判断产生中断的是哪一个GM814x。方式三:将所有GM814x 的中断输出连接到优先编码器进行编码输出,同时编码器也能输出低电平信号给MCU 作为中断响应。MCU 检测编码数据以获知产生中断的GM814x,然后进行数据通信处理。这种方式电路最简单,占用MCU 的IO 资源也最少。 举例:使用MCS51 单片机扩展8 片GM814x。本电路中,采用了上述提到的第三种扩展方式。通过普通的MCS51 单片机扩展最多8 片GM814x,可扩展最多32 个标准串口。为了节省MCU的IO 资源,电路中增加了一片8-3 线优先编码器74LS348 和一片3-8 线译码器74HC138。8 片GM814x 的IRQ 中断通过一片74LS348 输出中断源向量,同时产生GS 低电平信号到MCS51 的外部中断0 上,MCS51 响应中断后,可查询A0~A2 的值确定产生中断的GM814x,然后MCU 使能74HC138,输出对应的ABC 信号选中产生IRQ 信号的GM814x,再进行SPI 总线上的数据通信。 示例程序:本示例程序使用C 语言描述,仅供参考。 由于74LS348 是优先编码器,多个中断同时产生的时候,74LS348 的编码只会指示输入编号上最高的IRQ,MCU 无法直接获知是否其它的GM814x 也产生了中断。同时GM814x 在自己的中断申请后,数据传输到第8bit 时会自动清除,所以数据接收完后如果MCU 的中断引脚仍然为低,则表示还有其它GM814x 的中断申请,故必须在处理完当前中断后继续查询新的中断向量。这就是上述示例程序中while 循环的目的。 以上应用建议仅供设计者参考,不代表最终实现方式,更可靠和实际的实现方式可由设计者根据自己的实际情况确定。l 示例中的数据、参数和标志字命名不代表实际产品的特性,请参考实际产品的数据手册来获取你所需要的数据。
上传时间: 2013-10-26
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做DSP最应该懂得157个问题
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在使用DSP进行数字信号处理时,应用过采样技术可以增加其内置模数转换器的分辨率。讨论了应用过采样技术的原理、如何使用TMS320LF2407来实现过采样,以及在软件上的实现方法。
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十个练习让你学会Verilog语言
上传时间: 2013-10-31
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系统结构如 图 1所示 , 从 系统 结 构图可 以看 出 , 系统主要包括视频信 号输入模块 , 视频信号处 理模 块和视频信号输出模块等 3个部分组成。各个模块主要功能为: 视频输入模块 将 采 集 的 多路 视 频 信 号 转 换成 数 字 信 号 送 到F P GA; 视频处理模块主要有F P GA 完成 ,根据 需要 对输入 的数字视频信号进行处理 ; 视频输 出模块将 F P GA处理后的信号转换成模拟信号输出到显示器。
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FPGA VHDL程序35个实例
上传时间: 2013-11-11
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基于Actel FPGA 的双端口RAM 设计双端口RAM 芯片主要应用于高速率、高可靠性、对实时性要求高的场合,如实现DSP与PCI 总线芯片之间的数据交换接口电路等。但普通双端口RAM 最大的缺点是在两个CPU发生竞争时,有一方CPU 必须等待,因而降低了访问效率。IDT 公司推出的专用双端口RAM 芯片解决了普通双端口RAM 内部竞争问题,并融合了中断、旗语、主从功能。它具有存取速度快、功耗低、可完全异步操作、接口电路简单等优点,但缺点也非常明显,那就是价格太昂贵。为解决IDT 专用双端口RAM 芯片的价格过高问题,广州致远电子有限公司推出了一种全新的基于Actel FPGA 的双端口RAM 的解决方案。该方案采用Actel FPGA 实现,不仅具有IDT 专用双端口RAM 芯片的所有性能特点,更是在价格上得到了很大改善,以A3P060双端口RAM 为例,在相同容量(2K 字节)下,其价格仅为IDT 专用芯片的六分之一。
上传时间: 2013-10-22
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路漫漫其修远兮:Android必须改进的八个地方
标签: Android
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