西門子6ES7313-6BG04-0AB0

嵌入式PLC的發(fā)展也呈現(xiàn)多元化，國內(nèi)外均有良好表現(xiàn)：德國赫優(yōu)訊推出的將現(xiàn)場總線技術(shù)和PLC技術(shù)結(jié)合的netPLC很有特色；國內(nèi)幾年前就有華中科技大學(xué)在EASYCORE1.00核心芯片組中加載了嵌入式PLC系統(tǒng)軟件，作為硬件平臺，開發(fā)了多模人通道的嵌入式PLC；還有一種發(fā)展路徑是以開發(fā)PLC與人機界面相結(jié)合的硬件/軟件一體化為目標(biāo)的平臺，充分利用了CASE工具，結(jié)合各類嵌入式芯片的開發(fā)平臺和各種輸入/輸出通道的硬件電路庫，專為機電設(shè)備開發(fā)客制化、具有ODM性質(zhì)的專用PLC。

而在我國嵌入式PLC的發(fā)展空間，首先在于它十分有利于發(fā)揮我國自動化行業(yè)發(fā)展的兩大特點：有相當(dāng)雄厚的為機電設(shè)備配套的市場基礎(chǔ)，并擁有足夠的、性價比優(yōu)的設(shè)計開發(fā)隊伍。我們可以以的成本、較高的質(zhì)量，并按客制化的要求設(shè)計、生產(chǎn)為機電設(shè)備配套的嵌入式PLC，來代替通用PLC。

同時，嵌入式PLC的硬件、軟件、人機界面、通信等各方面的功能設(shè)計靈活，易于剪裁，更貼近各種檔次的機電設(shè)備的要求。嵌入式PLC基于嵌入式系統(tǒng)的技術(shù)基礎(chǔ)，拿來就可用。SOC芯片、嵌入式操作系統(tǒng)與符合工EC61131-3編程語言標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境等優(yōu)勢，使得其在市場上很容易找到

PLC的基本工作方式是順序執(zhí)行用戶程序，每一時鐘周期執(zhí)行一條指令。對用戶程序的執(zhí)行一般有循環(huán)掃描和定時掃描兩種，掃描過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，如圖1所示。

（1）輸入采樣階段。PLC在輸入采樣階段以掃描方式順序讀人所有輸入端子的狀態(tài)，存人輸人寄存器，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。

（2）程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段中順序?qū)γ織l指令進行掃描。先從輸人寄存器讀人所有輸入端子的狀態(tài)。

  圖 PLC程序執(zhí)行過程

（3）輸出刷新階段。所有指令執(zhí)行完畢后，將輸出寄存器中所有的輸出狀態(tài)送到輸出電路，成為PLC的實際輸出。

PLC執(zhí)行完上述的三個階段稱為一個掃描周期

西門子6ES7313-6BG04-0AB0

過零比較器原理

　　圖5-1電壓比較器

　　如圖5-1所示的電壓比較器電路，參考電壓VREF可以是正值也可以是負值。當(dāng)VREF=0，則輸入電壓Vi每次過零時，輸出電壓就要產(chǎn)生跳變。這種比較器稱為過零比較器。

　　當(dāng)輸入信號Vi為一正弦波時，Vi每過零一次，比較器的輸出Vo將產(chǎn)生一次電壓跳變，輸入Vi，輸出Vo，經(jīng)RC微分電路后的輸出Vo’如下圖所示：

　　圖5-3輸入Vi，輸出Vo，經(jīng)RC微分電路后的輸出Vo’波形圖

　　過零比較器作用

　　過零比較器就是翻轉(zhuǎn)閾值為零的比較器。無工作區(qū)域之說，比較器實質(zhì)就是開環(huán)狀態(tài)工作的誤差放大器，以閾值為界，小于閾值則輸出一個邏輯，大于則輸出與剛才相反的邏輯，達到區(qū)分比較結(jié)果的目的。至于是不是單值要看是否有遲滯量存在。

　　過零比較器電路分析

　　1）R11作為上拉電阻，作用不大，取值范圍很寬，當(dāng)運放使用LM358的時候，不用也可以。不過，有些比較器是集電極開路的，當(dāng)使用集電極開路的比較器的時候，這個上拉電阻是必須的。

　　2）運算放大器組成一個施密特觸發(fā)器（也叫做滯回觸發(fā)器），使觸發(fā)信號有一個滯回，從而使觸發(fā)后能夠可靠翻轉(zhuǎn)，避免小的干擾信號造成觸發(fā)器誤動作。R10叫做滯回電阻，也可以稱作正反饋電阻。

　　由于有了R10，電路才有了滯回特性。調(diào)節(jié)R10的大小，可以調(diào)節(jié)滯回的深淺。當(dāng)R10無窮大（開路）的時候，電路就失去了滯回特性，從而變成了一個單純的比較器。

　　為了更好地說明R10的作用，我們假定VCC是10伏。那么，當(dāng)沒有R10的時候（R10開路），輸入到2腳的電壓低于5負的時候，1腳輸出為高電平。2腳高于5伏的時候，1腳輸出低電平。這里沒有滯回特性。運放就是作為一個比較器。如果在5伏左右，有一個零點幾伏的干擾信號疊加進來，就會使比較器產(chǎn)生誤動作，頻繁地來回翻轉(zhuǎn)。

　　過零比較器特點

　　由于集成運放的凈輸入電壓和凈輸入電流均近似為零，從而保護了輸入級；

　　由于集成運放并沒有工作到非線性區(qū)，因而在輸入電壓過零時，其內(nèi)部的晶體管不需要從截止區(qū)逐漸進入飽和區(qū)，或從飽和區(qū)逐漸進入截止區(qū)，所以提高了輸出電壓的變化速度。