1.按邏輯運算的單位分
(1)位邏輯它是以位(bit)作為邏輯運算的單位。對PLC而言,位也就是點。就是輸入點、輸出點、內部繼電器的點等。它是PLC實現控制的基礎。
邏輯運算的基本算法為與、或、非3種。
(2)字邏輯它是以多位、字(word)或多字作為邏輯運算的單位。對PLC而言,字也就是通道。但有的廠家,如西門子、施耐德的PLC,把位定義為通道(Chanel),無點的概念,而把這里講的通道稱為字(Word)。
(3)標志值邏輯它是以標志值與預期(設定)值進行比較,并以比較的結果產生相應的邏輯輸出。
2.按邏輯問題的性質分
(1)組合邏輯凡輸出僅與輸入的現況有關,而與輸入的歷史情況無關的邏輯稱為組合邏輯。
組合電路的特點是:
1)無反饋。其輸出僅受輸入信號控制。
2)單一解。輸出的狀態僅由輸人元件現狀的組合直接反映,其結果是惟一的。
3)電路狀態轉換,可以一次實現,沒有中間狀態的過渡。
4)所需輸入元件多,但電路簡單可靠。當然,這么簡單的電路是無需使用PLC的。這里只是分析方便,舉它作為例子而已。
(2)時序邏輯凡輸出不僅與輸入的現況有關,而且還與輸入的歷史狀況有關的邏輯,稱時序邏輯。
最簡單的時序邏輯就是在緒論中介紹的起、保、停電路(圖0-4a)。該圖的10.00線圈工作與否不僅與按鈕(00.00、00.01)的現況,還與它的動作的歷史情況有關。若起動按鈕按,而停車按鈕未按,則10.00工作。
若起動按鈕之后,又按了停車按鈕,則10.00不工作。時序邏輯的特點是它的輸出不僅與當前的輸入有關,而且與輸入歷史形成的當前狀態有關。具體是:
1)反饋:其輸出不僅受輸人信號控制,還受(直接,或間接的)自身觸點的控制;或是用了計數或鎖存(或置位)指令,能記住輸人信號已經作用過的狀況。
2)多解:同樣的輸入現況,可以有多種輸出,其間的不同是由輸人的歷史狀況區分開的。電路的歷史狀況可用計數器、鎖存(或置位)記錄,也可用通過自身觸點的反饋記錄。
3)順序:時序電路的多解的實際取值是由其工作順序確定的。而工作順序又是一步一步或一個節拍一個節拍展開的。而步、節拍的轉換總是由種種輸入引起的。
分析時序電路一般要一步步或一個節拍一個節拍地分析,設計時序電路,也要一步步或一個節拍一個節拍地考慮。
4)競爭:繼電(異步)時序電路,處理不好可能出現“競爭”,即其節拍怎么轉換不大確定。這自然要努力避免的。電子器件的時序電路也有這個問題。但PLC的時序梯形圖,由于它的指令總是按確定的順序執行,其結果總是確定的,無此問題。這也是PLC用于邏輯控制時的優越之處。但要注意指令的安排順序,順序改變將可能導致不同的結果。同時,也要避免用自身的常閉觸點去控制自身的線圈,那樣,也會出現狀態不穩定。無特殊需要,這么設計應力求避免。
時序電路由于有記憶功能,故在電路功能相同的情況下,所需的輸入元件少些。這對于一些難以使用較多的輸入信號的場合,是一個很大的方便。同時,還可節省輸入點。但在邏輯的關系上,時序電路相對也比組合電路復雜些。
時序電路有同步時序與異步時序之分:
1)同步時序:有統一的節拍轉換脈沖,輸入信號改變的作用由節拍脈沖激活予以實現。這可避免在變量變化期間相互的影響,從而避免變化結果的不確定性(冒險競爭)。考慮的關系要簡單一些。
2)異步時序:無統一的節拍轉換脈沖,節拍轉換雖由輸人信號的改變實現。但變量的變化會出現相互影響,考慮的關系要復雜一些。弄不好(對實際的繼電電路而言),還會出現冒險競爭。
PLC的CPU硬件電路就是同步時序邏輯。它的工作就是由同步(時鐘)脈沖統一控制的但PLC程序不可能同步執行,只能是一條一條執行。從這個意義上講,它不可能是同步的,而是異步的。但有兩點值得注意:
1)PLC程序是循環執行,執行后還要靠0刷新予以實現。從這個意義上講,是否也是同步?可否做到指令的執行是異步的,指令的實際作用是同步的?
2)PLC有微分指令:上升沿微分,只在被微分量從0到1的那個掃描周期,這個微分輸出才為1:下降沿微分,只在被微分量從1到0的那個掃描周期,才為1。可否用這個微分信號做同步脈沖信號,也按同步的方法設計部分梯形圖邏輯,也是值得研究的。
機構介紹:
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