CPU（Central  Process  Unit）

 

CPU是PLC的核心組成部分，與通用微機(jī)的CPU一樣，它在PLC系統(tǒng)中的作用類似于人體的內(nèi)經(jīng)，故稱為“電腦”。其功能是：

 

a、按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能，接收并存儲(chǔ)從編程器輸入的用戶程序和數(shù)據(jù)。

b、用掃描方式接收現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置的狀態(tài)式數(shù)據(jù)，并存入映象寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中。

c、診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過(guò)程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤。

 

d、在PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從存儲(chǔ)器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過(guò)指令解釋后按指令規(guī)定的任務(wù)，產(chǎn)生相應(yīng)的信號(hào)，去啟閉有關(guān)控制門電路。分時(shí)分渠道地去執(zhí)行數(shù)據(jù)的存取、傳送、組合、比較和變換等作業(yè)，完成用戶程序中規(guī)定的邏輯式算術(shù)運(yùn)算等任務(wù)。根據(jù)運(yùn)算結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志位的狀態(tài)和輸出映象寄存器的內(nèi)容，再由輸出映象寄存器的位狀態(tài)式數(shù)據(jù)寄存器的有關(guān)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)輸出控制、制表、打印式數(shù)據(jù)通訊等。

 

PLC常用的CPU主要采用通用微處理器、單片機(jī)或雙極型位片式微處理器。通用的微處理器常用的是8位機(jī)和16位機(jī)，如Z80A、8085、8086、6502、M6800、M6809、M68000等。單片機(jī)常用的有8039、8049、8031、8051等。雙極型位片式微處理器常用的有AMD2900、AMD2903等。

 

①用通用微處理器作CPU

 

在低檔PLC中，用Z80A做CPU較為普遍，Z80A用于PLC有如下長(zhǎng)處： Z80（或Z80A）CPU及其配套的芯片廉價(jià)、普及、通用，用這套芯片制成的PC，給維修及推廣普及帶來(lái)方便。Z80有獨(dú)立的輸入/輸出指令,而且指令格式較短，執(zhí)行時(shí)間也較短，這樣有利于掃描周期的縮短。Z80輸入/輸出指令格式較短，相應(yīng)的輸入/輸出設(shè)備編碼也較短，所以相應(yīng)的譯碼硬件器較簡(jiǎn)單。由于Z80的信息是采用輸入/輸出映射方式，因而設(shè)計(jì)流程序時(shí)，對(duì)輸入/輸出與存儲(chǔ)器尋址容易區(qū)別。

 

②用單片機(jī)作CPU

 

自從1974年出現(xiàn)單片機(jī)以來(lái)，已有不少產(chǎn)品采用單片機(jī)做可編程序控制器。日本三菱F系列PLC就采用美國(guó)公司MES－48系列的單片機(jī)8049和8039做處理器，8039單片機(jī)在一塊片子上集成了8位的CPU，128×8的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。27條輸入/輸出線，T0、T1、INT測(cè)試線及8位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，時(shí)鐘振蕩電路等。

 

自80年代以來(lái)，出現(xiàn)了集成度更高。功能更強(qiáng)，并帶有“布爾機(jī)”而又便于作數(shù)據(jù)通信的MCS-51系列單片機(jī)以及功能更高的16位單片機(jī)，大有取代MCS－48系列之勢(shì)。日本三菱的F2系列PLC即采用CPU8031。MCS－51系列單片機(jī)是美國(guó)公司在MCS－48單片機(jī)基礎(chǔ)上，于80年代初推出的產(chǎn)品，具有高集成度、高可靠性、高功能、高速度、低價(jià)格等特點(diǎn)。它有三個(gè)代表產(chǎn)品：8051、8751和8031，它們分別有不同的應(yīng)用特性。8051是以4K字節(jié)EPR0M代替4K字節(jié)的R0M的8051； 8031是內(nèi)部無(wú)R0M8051。必須外接EPR0M；美國(guó)公司的96系列的單片機(jī)，字長(zhǎng)為16，運(yùn)算速度比51系列更高，這必將為好檔次的PLC開發(fā)和應(yīng)用帶來(lái)美好的遠(yuǎn)景。用單片機(jī)制成的PLC有以下顯著特點(diǎn)：為機(jī)電設(shè)備一體化創(chuàng)造了條件，因?yàn)橛蓡纹瑱C(jī)制成PLC，體積更小。同時(shí)PLC邏輯功能很強(qiáng)，并且具有數(shù)值運(yùn)算和通信接口。

 

③用位片式微處理器作CPU

 

位片式微處理器的主要特點(diǎn)是：速度快、靈活性強(qiáng)、效率高等特點(diǎn)。可以進(jìn)行“級(jí)聯(lián)”，易于“流水線”作業(yè)。