歐姆龍PLC中央處理器CPU
邁梓工控 / 2021-08-10
基本單元是PLC系統(tǒng)的最小配置，在整體式中也稱為CPU單元。
CPU是PLC的核心部件，它控制所有其他部件的操作。CPU一般由控制電路、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路一般都集成在一個(gè)大規(guī)模芯片上。CPU通過(guò)地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入/輸出(I/O)單元連接。
不同型號(hào)的PLC可使用不同的CPU芯片，圖1所示為歐姆龍CPM2AH可編程控制器的CPU實(shí)物圖。PLC的制造廠家根據(jù)采用的CPU芯片的指令系統(tǒng)編寫系統(tǒng)程序，并固化到只讀存儲(chǔ)器(ROM)中。CPU對(duì)用戶程序從第一條指令開始掃描，進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算，到最后一條用戶程序結(jié)束，每掃描一次，整個(gè)用戶程序就執(zhí)行一次。
與一般的微型計(jì)算機(jī)一樣，CPU的主要功能如下：
(1)從存儲(chǔ)器中讀取指令。CPU根據(jù)地址總線上給出的存儲(chǔ)器地址和控制總線上給出的讀/寫命令，從數(shù)據(jù)總線上得到讀出的數(shù)據(jù)和指令，并放到CPU內(nèi)的指令寄存器中。
(2)執(zhí)行指令。對(duì)存放在指令寄存器中的指令操作碼進(jìn)行譯碼、操作。例如：讀取輸入信號(hào)、取操作數(shù)、進(jìn)行邏輯運(yùn)算、結(jié)果輸出等。
(3)準(zhǔn)備取下一條指令。CPU執(zhí)行完一條指令后，根據(jù)條件產(chǎn)生下一條指令的地址。
(4)處理中斷。CPU在順序執(zhí)行程序時(shí)，還能接收I/O接口發(fā)來(lái)的中斷請(qǐng)求，轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序的首地址，進(jìn)行中斷處理；中斷處理完畢后，返回原地址，繼續(xù)順序執(zhí)行。
CPU在系統(tǒng)程序的支持下，主要完成下列任務(wù)：
(1)在編程方式下，接受從編程器傳送來(lái)的用戶程序和數(shù)據(jù)，并將它們存入預(yù)定的用戶存儲(chǔ)器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
(2)用掃描方式接受輸入端子的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存放到輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。
(3)診斷電源及PLC內(nèi)部電路工作狀態(tài)和編程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。
(4)在運(yùn)行方式下，從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，經(jīng)運(yùn)算后，按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，去驅(qū)動(dòng)相關(guān)電路。
(5)由算術(shù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位與元件映像寄存器、數(shù)據(jù)寄存器的內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、通信、顯示、打印等功能。
