基于开放式数控系统软件的PLC设计

　　从数控技术产生并应用至今，数控系统经历了从专用封闭式体系向开放式模块化结构的发展过程，其辅助控制功能由可编程逻辑控制器来实现，而传统PLC并不能满足开放式数控系统的需求。因此，基于PLC机的采用软件实现控制功能的软PLC技术出现并不断发展起来。本文首先介绍了PLC的概念及特点，之后讲述了PLC结构与工作原理，然后叙述了开放式数控系统对软PLC需求，最后详细介绍了软件PLC的开发运行系统。

1 PLC的概念及特点

　　可编程控制器是一种以微处理器为核心的用于工程自动控制的工业控制机，其本质是一台工业控制专用计算机。PLC一般具有以下的特点：运行稳定，可靠性高；控制功能强；编程简单，使用方便；适用于恶劣的工业环境、抗干扰能力好；功能完善，具有各种接口，与外部设备连接极方便；扩充方便，组合灵活，简单易学。

2 PLC的结构与工作原理

　　2.1 PLC的结构

　　PLC是由中央处理器(CPU)、存储器、编程器、输入/输出单元、电源和外部设备组成。中央处理单元是整个系统的核心，负责协调各个部分的工作。

　　2.2 PLC的工作原理

　　PLC的工作过程是周期扫描的工作过程。通过编程器或其它输入设备输入用户程序存放在PLC的用户存储器中。当PLC开始运行时，CPU根据系统监控程序的规定顺序，通过扫描，完成各输入点的状态采集或输入数据采集、用户程序的执行、各输出点状态更新、编程器键 入响应和显示更新及CPU自检等功能。PLC的循环扫描工作方式，每个扫描周期分为输入采样、程序执行和输出控制三个阶段。PLC在输入采样阶段，首先扫描所有端子，并将各输入存入内存中各对应的输入映像寄存器。接着进入程序执行阶段，在这个阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论信号如何变化，其内容保持不变直到下一个扫描周期。在程序执行阶段，PLC会按照先左后右，先上后下的顺序对程序进行逐行逐句扫描。当指令中存在输入、输出指令时，PLC从输入映像寄存器中读入上一阶段的状态，从输出映像寄存器读入对应输出映像寄存器的当前状态。然后进行相应的运算，运算结果存入元件映像寄存器中。在输出刷新阶段，在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态转存到输出锁存寄存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载。