主機模塊36輸入24輸出 SMART CPU ST60西門子
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標準型
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PLC 概念 4
CPU 的基本功能是監(jiān)視現(xiàn)場輸入，并根據(jù)控制邏輯接通或斷開現(xiàn)場輸出設(shè)備。 本章介紹
了有關(guān)程序執(zhí)行、使用的各種存儲器和存儲器如何保持等方面的一些概念。
4.1 控制邏輯的執(zhí)行
CPU 連續(xù)執(zhí)行程序中的控制邏輯和讀寫數(shù)據(jù)。基本操作非常簡單：
CPU 讀取輸入狀態(tài)。
存儲在 CPU 中的程序使用這些輸入評估控制邏輯。
程序運行時，CPU 更新數(shù)據(jù)。
CPU 將數(shù)據(jù)寫入輸出。
此圖顯示了電氣繼電器圖與 CPU 關(guān)
系的簡圖。在本例中，用于啟動電機
的開關(guān)的狀態(tài)與其它輸入的狀態(tài)相結(jié)
合。這些狀態(tài)的計算結(jié)果決定用于控
掃描周期中的任務(wù)
CPU 反復執(zhí)行一系列任務(wù)。這種任務(wù)循環(huán)執(zhí)行稱為掃描周期。用戶程序的執(zhí)行與否取決
于 CPU 是處于 STOP 模式還是 RUN 模式。在 RUN 模式下，執(zhí)行程序；在 STOP 模式
下，不執(zhí)行程序。
表格 4- 1 CPU 在掃描周期中執(zhí)行任務(wù)
掃描周期 說明
讀取輸入：CPU 將物理輸入的狀態(tài)復制到過程映像
輸入寄存器。
執(zhí)行程序中的控制邏輯：CPU 執(zhí)行程序指令，并將
值存儲到不同存儲區(qū)。
處理任何通信請求：CPU 執(zhí)行通信所需的所有任
務(wù)。
執(zhí)行 CPU 自檢診斷：CPU 確保固件、程序存儲器
和所有擴展模塊正確工作。
寫入輸出：將存儲
4.1.2 立即讀取或?qū)懭?I/O
CPU 指令集提供立即讀取或?qū)懭胛锢?I/O 的指令。這些立即 I/O 指令可用來直接訪問實
際輸出或輸入點，即使映像寄存器通常用作 I/O 訪問的源地址或目的地址。使用立即指令
來訪問輸入點時，不改變相應(yīng)過程映像輸入寄存器單元。使用立即指令來訪問輸出點時，
將同時更新相應(yīng)過程映像輸出寄存器單元。
說明
讀取模擬量輸入時，可立即讀取到相應(yīng)的值。向模擬量輸出寫入值時，會立即更新該輸
出。
在程序執(zhí)行期間，使用過程映像寄存器比直接訪問輸入或輸出點更有優(yōu)勢。使用映像寄存
器共有三個原因：
在掃描開始時對所有輸入進行采樣可在掃描周期的程序執(zhí)行階段同步和凍結(jié)輸入值。
程序執(zhí)行完成后，使用映像寄存器中的值更新輸出。這樣會使系統(tǒng)更穩(wěn)定。
程序訪問映像寄存器的速度比訪問 I/O 點的速度快得多，從而可以更快地執(zhí)行程序。
I/O 點是位實體，必須以位或字節(jié)的形式訪問，但可以采用位、字節(jié)、字或雙字的形
式訪問映像寄存器。因此，映像寄存器更為靈活。
4.1.3 執(zhí)行用戶程序
在掃描周期的執(zhí)行階段，CPU 執(zhí)行主程序，從第一條指令開始并繼續(xù)執(zhí)行到最后一個指
令。 在主程序或中斷例程的執(zhí)行過程中，使用立即 I/O 指令可立即訪問輸入和輸出。
如果在程序中使用子例程，則子例程作為程序的一部分進行存儲。 主程序、另一個子例
程或中斷例程調(diào)用子例程時，執(zhí)行子例程。 從主程序調(diào)用時子例程的嵌套深度是 8 級，
從中斷例程調(diào)用時嵌套深度是 4 級。
如果在程序中使用中斷，則與中斷事件相關(guān)的中斷例程將作為程序的一部分進行存儲。
在正常掃描周期中并不一定執(zhí)行中斷例程，而是當發(fā)生中斷事件時才執(zhí)行中斷例程（可以
是掃描周期內(nèi)的任何時間）。