PLC的基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)展

• 2018-09-08

PLC的基礎(chǔ)技術(shù)的進(jìn)展，主要集中在兩個基本方面：執(zhí)行多任務(wù)和程序互換。

所謂執(zhí)行多任務(wù)，就是在一個PLC系統(tǒng)中可同時裝幾個CPU模塊，每個CPU模塊都執(zhí)行某一種任務(wù)，控制與其所執(zhí)行任務(wù)相關(guān)的I/O模塊的存取。其實，按照IEC61131-3的概念，我們應(yīng)該更確切地稱之為通過多配置執(zhí)行多任務(wù)。例如，三菱電機的小Q系列最多可以在一個機架上插4個CPU模塊；富士電機的MICREX-SX系列最多可以在一個機架上插6個CPU模塊。這些CPU模塊可以是專門用于邏輯控制、順序控制的，也可以是運動控制用的，還可以是做過程控制用的，上述在Windows操作系統(tǒng)的環(huán)境下執(zhí)行PC機任務(wù)的模塊，也是供用戶選擇的一種選項。從某種意義上講，這也是一種混合式的控制系統(tǒng)。
PLC的傳統(tǒng)軟件模型包括一個資源，運行一個任務(wù)，控制一個程序，且運行于一個封閉系統(tǒng)中。而在IEC61131-3可編程控制器編程語言標(biāo)準(zhǔn)的軟件模型中，在其最上層把解決一個具體控制問題的完整的軟件概括為一個“配置”。它專指一個特定類型的控制系統(tǒng)，包括硬件裝置、處理資源、I/O通道的存貯地址和系統(tǒng)能力，等同于一個PLC系統(tǒng)的應(yīng)用程序。在一個由多臺PLC或由多個CPU構(gòu)成的PLC控制系統(tǒng)中，每一臺PLC或每一個CPU的應(yīng)用程序就是一個獨立的“配置”。在一個“配置”中可以定義一個或多個“資源”?？砂选百Y源”看作能執(zhí)行IEC程序的處理手段，它反映PLC的物理結(jié)構(gòu)，在程序和PLC的物理I/O通道之間提供了一個接口。只有在裝入“資源”后才能執(zhí)行IEC程序。一般而言，通常資源放在PLC內(nèi)，當(dāng)然它也可以放在其它支持IEC程序執(zhí)行的系統(tǒng)內(nèi)。在一個“資源”內(nèi)可以定義一個或多個任務(wù)。任務(wù)被配置后可以控制一組程序或功能塊。這些程序和功能塊可以是周期地執(zhí)行，也可以由一個事件驅(qū)動予以執(zhí)行。
由此可見，該軟件模型足以映像各類實際系統(tǒng)：對于只有一個處理器的小型系統(tǒng)，其模型只有一個配置、一個資源和一個程序，與現(xiàn)在大多數(shù)PLC的情況完全相符。對于有多個CPU模塊插裝在同一機架上的中、大型系統(tǒng)，每個CPU模塊被視作一個配置，可由一個或多個資源來描述，而一個資源則包括一個或多個程序。對于分散型系統(tǒng)，包含多個配置，而一個配置又包含多個處理器，每個處理器用一個資源描述，每個資源則包括一個或多個程序。
值得指出的是，近些年來在日本開始流行的多CPU的PLC結(jié)構(gòu)，恰恰是在IEC61131-3標(biāo)準(zhǔn)頒布后多年之后才問世的。這個PLC結(jié)構(gòu)的革命性變化，顯然是建立在這個軟件模型的理論基礎(chǔ)上，要不然PLC還是由一個CPU按掃描方式執(zhí)行一個程序的那種傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
至于程序互換的問題，至少到目前為止尚是一個努力的方向。只有在每個PLC的供應(yīng)廠商所提供的PLC產(chǎn)品都真正遵循IEC61131-3的標(biāo)準(zhǔn)，而且其編程系統(tǒng)的具體實現(xiàn)又切實符合IEC61131-8《編程語言的應(yīng)用和實現(xiàn)導(dǎo)則》，并通過PLCopen這個國際組織對各種編程語言（LD、SFC、FBD、ST和IL）的一致性測試，還要解決不同PLC的存儲地址資源的對應(yīng)互換，才有可能實現(xiàn)名副其實的程序互換。