圖2 片內(nèi)FLASH E2PROM分配圖
SM2965片內(nèi)768字節(jié)RAM作為PLC的梯形圖緩沖區(qū)，將源程序用PLC匯編器匯編成PLC目標(biāo)代碼文件，并經(jīng)串行通信口發(fā)送到SM2965，由SM2965將其寫入梯形圖緩沖區(qū)。系統(tǒng)無須配置編程器。
三、系統(tǒng)軟件組成
系統(tǒng)軟件包括微控制器軟件和PC機(jī)集成軟件兩部分。為方便系統(tǒng)維護(hù)和升級，微控制器軟件采用C51編寫，對實(shí)時(shí)性要求較高的部分使用匯編語言編寫。微控制器軟件主要包括下載引導(dǎo)程序、系統(tǒng)主程序、PLC指令分析程序及串行口中斷程序。下載引導(dǎo)程序僅在系統(tǒng)升級時(shí)調(diào)用。微控制器軟件組成如圖3所示。
圖3 微控制器軟件組成
PLC程序按輸入采樣、執(zhí)行梯形圖程序行及輸出刷新三個(gè)階段進(jìn)行周期性的循環(huán)掃描，在輸入采樣時(shí)，間隔2ms連續(xù)三次采集P0口狀態(tài)，結(jié)果全相同時(shí)為有效，即將其存入輸入緩沖區(qū)，否則重新采樣，以此提高抗干擾能力。執(zhí)行梯形圖程序行時(shí)依次讀取PLC運(yùn)行緩沖區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，遇到“=”指令時(shí)將運(yùn)算結(jié)果存入輸出緩沖區(qū)。當(dāng)MCU從運(yùn)行緩沖區(qū)讀到“MEND”指令的二進(jìn)制代碼時(shí)，表示梯形圖程序結(jié)束，然后將輸出緩沖區(qū)的內(nèi)容一次性輸出到P2口，從而完成輸出端子的刷新。
PLC上位機(jī)軟件如圖4所示，采用Visual C++6.0編寫，主要由串行通信程序和PLC匯編語言匯編器組成，還包括更新范例、裝載范例、裝載指定實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、模擬仿真、系統(tǒng)升級和在線幫助等輔助模塊。寫完梯形圖源程序后，用PLC匯編器將其匯編成目標(biāo)程序文件（OBJ文件）。選取主菜單裝載指定實(shí)驗(yàn)，再選定相應(yīng)的OBJ文件，該段目標(biāo)代碼即被傳送到PLC運(yùn)行緩沖區(qū)。主菜單上的“更新范例”對應(yīng)于微控制器的“更新指定范例”模塊。調(diào)用更新范例和系統(tǒng)升級命令時(shí)需要輸入權(quán)限密碼。
圖4 PLC主機(jī)軟件組成
四、應(yīng)用實(shí)例
某送料小車自動(dòng)控制系統(tǒng)如圖5所示，STa、STb分別為左行和右行限位開關(guān)。小車碰到STa自動(dòng)停下來裝料，10s后裝料完畢自動(dòng)開始右行，碰到STb自動(dòng)停下來卸料，15s后卸料完畢自動(dòng)往左行，這樣不停地循環(huán)工作，直到按下停止按鈕為止。
圖5 送料小車控制示意圖
PLC的I/O分配如圖6所示。
圖6 PLC的I/O接線圖
輸入：
SBF（右行手動(dòng)按鈕）：I0.0
SBR（左行手動(dòng)按鈕）：I0.1
SB1（手動(dòng)停止按鈕）：I0.2
STa（左行限位）：I0.3
STb（右行限位）：I0.4
輸出：
KMF（左行線圈）：Q0.0
KMR（右行線圈）：Q0.1
裝料：Q0.2
卸料：Q0.3
此例屬于一個(gè)被控對象（送料小車）的兩種相反的工作狀態(tài)（左行和右行），所以基本電路采用雙向控制電路，結(jié)合其他控制條件，可以設(shè)計(jì)出小車控制的梯形圖如圖7所示。
圖7 繼電器梯形圖
五、系統(tǒng)特點(diǎn)
根據(jù)PLC的發(fā)展，可在線升級部分或全部系統(tǒng)程序；
可通過I2C總線擴(kuò)展系統(tǒng)功能；
無需配置編程器，使用標(biāo)準(zhǔn)的串行口下載梯形圖程序；
調(diào)用ISP功能把梯形圖范例固化到MCU內(nèi)部FLASH中，具有斷電數(shù)據(jù)保持特性；
對RAM寫操作把梯形圖實(shí)驗(yàn)寫到MCU內(nèi)部EXRAM中，EXRAM擦寫次數(shù)無限；
在實(shí)驗(yàn)中可參考PLC控制范例；
PLC控制范例可以根據(jù)不同專業(yè)要求自行配置；
用于實(shí)際控制時(shí)，只需將該梯形圖程序形成的OBJ文件在線裝載到范例1位置；
系統(tǒng)程序具有梯形圖語句翻譯功能，可外接鍵盤/顯示器，PLC可獨(dú)立使用；
通用性強(qiáng)，不局限于某種指令系統(tǒng)，用戶可自行設(shè)計(jì)匯編器；
成本低，器件主要有SM2965、232電平轉(zhuǎn)換器、光電耦合器、穩(wěn)壓塊、接線端子以及幾個(gè)電阻和電容。
