基于單片機的PLC系統(tǒng)的實現(xiàn)
首先分析指令 and x001，指令執(zhí)行前有狀態(tài)b，執(zhí)行該指令時，將當前狀態(tài)b
和x001的狀態(tài)進行與運算，形成狀態(tài)c，這是指令andx002執(zhí)行前狀態(tài)。c是b的刷新值，它們實際上是一個變量。這個變量反映程序執(zhí)行時當前的狀態(tài)值。當遇到輸出指令out y000時，就把當前狀態(tài)值傳送給輸出寄存器。把and x001作為一單元塊，可認為這個單元塊有單輸入單輸出的結(jié)構(gòu)。輸入狀態(tài)和單元塊內(nèi)元件的狀態(tài)運算后得到輸出狀態(tài)。
再分析指令ld x003、or x004，如果將這兩條指令組合后看作上述單輸入單輸出結(jié)構(gòu)的單元塊，執(zhí)行前的狀態(tài)為d，把x003、x004元件并聯(lián)后的狀態(tài)作為單元塊內(nèi)元件的狀態(tài)，和d與運算后得到狀態(tài)g.。但細化一步執(zhí)行l(wèi)dx003這個子單元塊時，當前狀態(tài)d需保存，取x003的狀態(tài)作為當前狀態(tài)值e，和x004或運算后得到f。執(zhí)行anb時，把先保存的狀態(tài)值d和狀態(tài)值f與運算后得到新的當前狀態(tài)值g。
這里執(zhí)行l(wèi)d與and產(chǎn)生區(qū)別是在于：and指令沒有分支，而ld指令產(chǎn)生分支，程序執(zhí)行前的狀態(tài)值需要保存。同樣，在遇到分支合并時，需要使用到先前保存的狀態(tài)值。根據(jù)梯形圖的編寫規(guī)則，狀態(tài)值的保存和使用是一種先進后出的結(jié)構(gòu)，所以可以使用進棧和出棧的方法來實現(xiàn)。指令的具體實現(xiàn)過程歸納如下：凡是遇到產(chǎn)生分支的指令，例如ld指令，需將當前狀態(tài)值進棧保存，取當前操作元件的狀態(tài)作為當前狀態(tài)值;凡是遇到分支合并的指令，例如orb、anb指令，需將棧頂值出棧與當前狀態(tài)值運算成為新的當前狀態(tài)值。
在具體實現(xiàn)時，采用了另一種形式的棧。由于三菱fx系列plc的ld連續(xù)使用不能超過八次，因此采用一個可以位尋址的片內(nèi)ram字節(jié)作為?？臻g來存放當前狀態(tài)值。如果使用棧空間的最高位作為當前狀態(tài)值，每次壓棧就把該字節(jié)進行不帶進位的循環(huán)右移，出棧時反之。在ld x000指令執(zhí)行后，進棧狀態(tài)a沒有出棧，ld x010指令又進棧保存當前狀態(tài)值，以前的壓棧值a廢之不用，即每條與母線相連的ld指令產(chǎn)生壓棧值都不出棧。這樣避免了因使用pushpop指令用一個字節(jié)的空間來保存一位的當前狀態(tài)值造成的ram利用效率低的問題。
ld x010后的指令執(zhí)行過程如下：ld x010 把當前狀態(tài)值h壓棧，取x010的狀態(tài)作為當前狀態(tài)值i;ld x011把當前狀態(tài)值i壓棧，取x011的狀態(tài)作為當前狀態(tài)值j;and x012 把當前狀態(tài)值j和x012的狀態(tài)與運算后得到當前狀態(tài)值k;ld x013把當前狀態(tài)值k壓棧，取x013的狀態(tài)作為當前狀態(tài)值l;and x014把當前狀態(tài)值l和x014的狀態(tài)與運算后得到當前狀態(tài)值m;orb 彈出壓棧值k和當前狀態(tài)值m或運算后得到新的當前狀態(tài)值m;or x015把當前狀態(tài)值m和x015的狀態(tài)或運算后得到當前狀態(tài)值n;anb彈出壓棧值i和當前狀態(tài)值n與運算后得到新的當前狀態(tài)值o;outy002 把當前狀態(tài)值寫到y(tǒng)002的輸出鏡像寄存器。
4 檢查程序
接收到程序后，在程序執(zhí)行之前，還需對程序的語法正確性進行檢查。這里只介紹與程序狀態(tài)值棧相關指令的語法檢查。
首先］需要設置一個位標志en_bus和一計數(shù)器ld_n。enbus表示下一指令能夠與plc梯形圖中的母線相連。計數(shù)器ld_n表示自與母線相連的指令之后由于ld指令引起的堆棧次數(shù)。檢查程序之前，初始化如下：
en _bus=1
ld_n=1
檢查程序時，如果遇到ld指令，程序流程如圖3（a）;如果為orb或anb指令，則ld_n=ld_n-1;如果為out等與零母線相連的輸出指令，程序流程如圖3（b）。
這些基本操作執(zhí)行后，如果檢測到ld _n大于8，說明連續(xù)ld指令太多，程序狀態(tài)值?？臻g溢出;如果ld_n等于0，說明anb或orb指令數(shù)多于與ld指令，數(shù)量不匹配。還有些指令例如程序標號p、循環(huán)范圍終止符next等必須與母線相連。如果這些指令出現(xiàn)在en_bus=0的情況下，說明該程序有錯。
5 結(jié)束語
這種以單片機構(gòu)建的plc系統(tǒng)成本低，系統(tǒng)可擴展性好，可以方便得加上a/d、d/a等功能，應用領域廣泛。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
