ICS trusted T8451
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：祖巧麗
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可編程邏輯控制器是種專(zhuān)門(mén)為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來(lái)控制各種類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程。
工作原理
當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，可編程邏輯控制器的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。
輸入采樣階段
在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)的單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶(hù)程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
可編程邏輯控制器
用戶(hù)程序執(zhí)行階段
在用戶(hù)程序執(zhí)行階段，可編程邏輯控制器總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線(xiàn)路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。
即，在用戶(hù)程序執(zhí)行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。
在程序執(zhí)行的過(guò)程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點(diǎn)。即使用I/O指令的話(huà)，輸入過(guò)程影像寄存器的值不會(huì)被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過(guò)程影像寄存器會(huì)被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。
輸出刷新階段
當(dāng)掃描用戶(hù)程序結(jié)束后，可編程邏輯控制器就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí)，才是可編程邏輯控制器的真正輸出。
RTU
RTU，是SCADA系統(tǒng)的基本組成單元。RTU是安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的電子設(shè)備，用來(lái)監(jiān)視和測(cè)量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場(chǎng)的傳感器和設(shè)備，負(fù)責(zé)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)和控制。RTU將測(cè)得的狀態(tài)或信號(hào)轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，它還將從*計(jì)算機(jī)發(fā)送來(lái)得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的功能控制。
RTU通?？梢苑譃?種基本類(lèi)型——“單板RTU”和“模塊RTU”。“單板RTU”在一個(gè)版子中集中了所有的I/O接口。“模塊RTU”有一個(gè)單獨(dú)的CPU模塊，同時(shí)也可以有其他的附加模塊，通常這些附加模塊是通過(guò)加入一個(gè)通用的“backplane”來(lái)實(shí)現(xiàn)的（像在PC機(jī)的主板上插入附加板卡一樣）。
RTU是一種耐用的現(xiàn)場(chǎng)智能處理器，它支持SCADA控制中心與現(xiàn)場(chǎng)器件間的通訊。它是一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)獲取與控制單元。它的作用是在遠(yuǎn)端控制控制現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，獲得設(shè)備數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳給SCADA系統(tǒng)的調(diào)度中心。至少應(yīng)具備以下功能：
現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)及工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)、控制與報(bào)警。例如：數(shù)據(jù)采集及處理、現(xiàn)場(chǎng)控制、數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)通信）、現(xiàn)場(chǎng)及遠(yuǎn)程報(bào)警等等；某些RTU還具備流量累計(jì)等一系列針對(duì)特定應(yīng)用領(lǐng)域的計(jì)量功能等等。
由于RTU是的器件，現(xiàn)在還沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在通訊方面，通常情況下一個(gè)產(chǎn)家的RTU是不能和另一個(gè)產(chǎn)家的RTU混用的。協(xié)議的轉(zhuǎn)化和競(jìng)爭(zhēng)已經(jīng)形成了一個(gè)產(chǎn)業(yè)。近期中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)專(zhuān)家咨詢(xún)委員會(huì)將向市場(chǎng)發(fā)布RTU的通用標(biāo)準(zhǔn)，這些標(biāo)準(zhǔn)大致包括如下：
通信標(biāo)準(zhǔn)DNPs和IEC870。
RTU編程標(biāo)準(zhǔn)IEC1131-3。
*處理器單元可以包含一個(gè)內(nèi)置的或獨(dú)立的modem。這些modems可以通過(guò)無(wú)條件租借的聲音級(jí)線(xiàn)或類(lèi)似的聲道如：微波、無(wú)線(xiàn)電、光纖。也可以用異步串行數(shù)據(jù)端口來(lái)代替modem，來(lái)擴(kuò)展通訊設(shè)備zui大可達(dá)36.6Kbaud。
*處理器連續(xù)的選擇輸入通道將當(dāng)前的狀態(tài)或模擬量和以前的狀態(tài)作對(duì)比。如果模擬量的改變超過(guò)了死區(qū)限，就會(huì)向監(jiān)控中心通知發(fā)生了狀態(tài)改變；如果沒(méi)有改變發(fā)生，一個(gè)簡(jiǎn)短的確認(rèn)信號(hào)會(huì)返回到監(jiān)控中心。所有其他的信息都是在連續(xù)選取信息將交叉存取的，在忽略選取掃描時(shí)間沖突時(shí)，獲得*的響應(yīng)時(shí)間。
