Plc梯形圖邏輯量并行處理方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種大幅度提高可編程控制器(又稱PLC)特別是大型高速可編程控制器的梯形圖執(zhí)行速度或者說縮短梯形圖循環(huán)掃描周期的硬、軟件方法。已有的可編程控制器內(nèi)的微處理器或微控制器用一位邏輯量傳送、運算的方法循環(huán)掃描執(zhí)行指令串，以實現(xiàn)梯形圖功能，因沒有充分利用微處理器或微控制器多位邏輯量運算能力，運算資源浪費，所以對梯形圖的循環(huán)掃描周期長，執(zhí)行速度慢。本發(fā)明對梯形圖中的邏件變量采用多位邏輯量雙向同時并行直接傳送、多位邏輯量同時并行運算及增設(shè)梯形圖垂直線段或運算加速電路，使梯形圖的執(zhí)行速度成倍提高。附圖是一種梯形圖垂直線段或運算加速電路(只是一個片斷)。
【專利說明】PLC梯形圖邏輯量并行處理方法
所屬【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]涉及一種大幅度提高可編程控制器(又稱PLC)特別是大型高速可編程控制器的梯形圖執(zhí)行速度或者說縮短梯形圖循環(huán)掃描周期的硬、軟件方法。

【背景技術(shù)】
[0002]已有的可編程控制器系統(tǒng)是把梯形圖解析(編譯或解釋)成處理單個邏輯變量的指令串，可編程控制器運行時，控制器內(nèi)的微處理器或微控制器用一位邏輯量傳送、運算(即串行處理)的方法循環(huán)掃描執(zhí)行指令串，以實現(xiàn)梯形圖功能。
[0003]以三菱PLC梯形圖為例，這里把水平方向的PLC元件(如X、Y、M、C、T)和水平連線稱為行，把垂直方向的PLC元件和水平連線稱為列，兩列之間可能有不同數(shù)量和長短的垂直連線。梯形圖最后一列用于放置輸出繼電器Y，這里把最后一列稱作輸出列。一般的梯形圖是由PLC元件與水平的連線組成水平行及水平行之間的可能含有的垂直連線構(gòu)成，如圖1、圖3的梯形圖。先分析一下PLC梯形圖的含義，PLC梯形圖是一種直觀的圖形化的程序，它的圖形結(jié)構(gòu)模仿繼電線路，以便于使用者編程。如果把梯形圖最左和最右的兩根豎線及連接PLC元件的水平連線和垂直線段看成導(dǎo)線，把PLC元件(如X、Y、M、C、T)看作開關(guān)，在最左和最右的兩根豎線加上電壓，如果這個電壓經(jīng)過開關(guān)和導(dǎo)線施加到了處于梯形圖最后一列的任何輸出繼電器Y上，那么這個輸出繼電器的實際輸出端就導(dǎo)通。與實際電壓傳遞不同的是，規(guī)定加在梯形圖最左豎線上的電壓只能沿開關(guān)和導(dǎo)線從左向右，及向上、向下傳遞，通向處于梯形圖最后一列的任何輸出繼電器的左端，而不能從右向左傳遞，這是為使梯形圖便于編譯。從邏輯量上看，相當于把邏輯量I加在梯形圖最左豎線上，這個邏輯量I經(jīng)過由PLC元件(如X、Y、M、C、T)組成的開關(guān)，和由連接PLC元件的水平連線和垂直線段構(gòu)成的通路，從左向右，及向上、向下傳遞，通向處于梯形圖最后一列的任何一個輸出繼電器的左端，哪一個輸出繼電器的左端傳遞到了邏輯量1，這個輸出元件的實際輸出端就導(dǎo)通。這也可以形象地看作有足夠多的邏輯量I從梯形圖最左豎線開始，沿一切可能的由PLC元件(如X、Y、M、C、T)組成的開關(guān)，及把連接PLC元件的水平連線和垂直線段視作導(dǎo)線所構(gòu)成的路徑，從左向右，及向上、向下傳遞，通向處于梯形圖最后一列的任何一個輸出繼電器的左端，哪一個輸出元件的左端傳遞到了邏輯量1，這個輸出繼電器的實際輸出端就導(dǎo)通，這種現(xiàn)象可形象地稱為邏輯量I向右及沿垂直線段向上、下傳遞。
[0004]從邏輯關(guān)系看，梯形圖垂直線段所表達的邏輯關(guān)系是，只要梯形圖垂直線段從左邊傳入的邏輯量有一處為1，那么垂直線段所到之處向右邊傳出的邏輯量都為1，這就是說向垂線右邊各行傳出的邏輯量都相同，并等于垂線左邊各行傳入的邏輯量的邏輯或。
[0005]邏輯量沿梯形圖水平方向從左經(jīng)PLC元件或水平連線向右傳出，PLC元件或水平連線右邊傳出的邏輯量是PLC元件或水平連線左邊傳入的邏輯量和PLC元件或水平連線的開關(guān)狀態(tài)的邏輯量的邏輯與。水平連線的開關(guān)狀態(tài)的邏輯量總是I。
[0006]從非常簡單直觀的梯形圖如圖1開始說起，以PLC的內(nèi)部控制芯片用8位的MCS-51單片機為例(用8位機是為敘述方便考慮，工作原理與微處理器或微控制器的位數(shù)無關(guān)，而且微處理器或微控制器的位數(shù)增多，本發(fā)明的效果會更好)，圖2是PLC實際輸入、輸出端口與內(nèi)部的51單片機的接線圖。對圖1梯形圖已有的梯形圖功能的實現(xiàn)方法用51
單片機的匯編語言表達如下:

【權(quán)利要求】
1.一種由微控制器或微處理器組成的可編程控制器實現(xiàn)梯形圖功能的方法，其特征在于對梯形圖中的邏件變量采用雙向多位邏輯量同時并行直接傳送。
2.一種由微控制器或微處理器組成的可編程控制器實現(xiàn)梯形圖功能的方法，其特征在于對梯形圖中的邏件變量采用多位邏輯量同時并行運算。
3.如權(quán)利要求1所述的由微控制器或微處理器組成的可編程控制器，其特征在于具有寄存器與位變量存儲區(qū)之間多條可雙向傳遞位變量的獨立傳送通道及為這些多個位變量獨立傳送提供位地址的并行輸出存儲區(qū)。
4.如權(quán)利要求2所述的由微控制器或微處理器組成的可編程控制器，其特征在于它含有梯形圖垂直線段或運算加速電路。
5.如權(quán)利要求4所述的由微控制器或微處理器組成的可編程控制器，其特征在于它的第一種梯形圖垂直線段或運算加速電路是按照垂線左邊行的邏輯I沿垂直線段向垂線右邊上、下相鄰行傳遞的特點構(gòu)成,如圖4所示。
6.如權(quán)利要求4所述的由微控制器或微處理器組成的可編程控制器，其特征在于它的第二種梯形圖垂直線段或運算加速電路是按照垂線左邊行的邏輯I沿垂直線段向垂線右邊上、下相鄰行傳遞的特點并把整個電路分成若干個塊構(gòu)成，塊間有一邊相鄰塊傳遞輸入的信號和向另一邊相鄰塊傳遞輸出的信號，塊內(nèi)及塊間的邏輯關(guān)系如公式(9)?(13)所示，這兩組電路塊的對應(yīng)輸出再相或就是垂直線段或運算的輸出。
7.—種微處理器或微控制器，其特征在于具有寄存器與位變量存儲區(qū)之間多條可雙向傳遞位變量的獨立傳送通道及為這些多個位變量獨立傳送提供位地址的并行輸出存儲區(qū)。
【文檔編號】G06F9/38GK104077112SQ201410308525
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】邵振翔 申請人:邵振翔