[01437982]输出位信息的读写与时序控制器

PLC输出端口的控制主要采用输出锁存器的输出端与输出驱动电路连接,输出锁存器的输入端与输出映像存储器的输出端连接,在PLC输出刷新过程中将输出映像存储器的每个位单元的内容传输给输出锁存器相对应的位单元中;PLC在用户程序执行过程中对输出映像存储器进行读和写操作,对于高速输出指令的执行是直接将输出信息传输给输出锁存器,并对输出映像存储器相对应的位单元内容进行刷新;在应用ARM微处理器作为PLC控制核心的系统中,如果ARM没有专门的位处理指令,在执行输出位信息的指令时,需要将执行结果的位信息状态通过移位方式存入输出指令指定的寄存器中,并将该寄存器的16位或32位其它位清0,再和从输出映像存储器读出16位或32位输出信息进行或运算,或运算结果写入输出映像存储器;在PLC逻辑运算指令中,如果某个输出软元件为操作数,需要从输出映像存储器读出16位或32位输出信息,通过移位方式获得该输出软元件位信息参与逻辑运算;高速输出位信息指令的执行也与普通的输出位信息指令执行过程基本相同,只是运算结果还需要写入输出锁存器;这样,在PLC执行输出位信息指令,高速输出位信息指令和PLC逻辑运算指令某个输出软元件为操作数的情况下,应用ARM微处理器作为PLC控制核心的系统中,PLC其处理过程需要执行多条ARM指令,对PLC执行用户程序的速度产生影响,不利于提高PLC执行用户程序的速度。 为了解决上述技术问题,自主研制一种输出位信息的读写与时序控制器,应用FPGA的并行处理功能设计硬连接电路,包括PLC输出端口与输出锁存器,PLC输出映像存储器,地址命令写入模块,写入位信息存储模块,高速输出位信息控制器和位信息读写控制模块和脉冲分配器;目的在于提供一种能够自主完成命令所要求功能的PLC输出位信息的读写与时序控制器,实现与PLC执行用户程序指令的并行操作;实现输出位信息功能时,只需要控制器内部时序2个脉冲控制,第一个脉冲写入PLC输出位信息的命令,第二个脉冲写入位信息,其控制器将在脉冲的作用下独立完成位信息的写入操作;需读取PLC输出位信息时,同样只需2个脉冲控制,第一个脉冲写入读取PLC输出位信息的命令,第二个脉冲即可读出位信息传输到PLC系统数据总线的D0位;充分利用了FPGA并行操作的功能,减少PLC系统对输出位信息读写的数据处理的程序操作,进而提高PLC执行用户程序的速度。 输出位信息的读写与时序控制器具有如下有益效果和特点： （1）能够自主完成模块命令的功能,实现并行操作。在模块内部时序脉冲的作用下独立完成位信息的写入操作,充分应用了FPGA的并行操作处理功能,实现命令的执行操作与PLC用户程序执行过程的并行操作。 （2）读取输出位信息操作速度快。PLC系统将命令传输给模块之后,每隔2个PLC系统时钟周期可以向模块发送下一条执行的指令,命令执行速度快。 （3）PLC输出端口的数量易于灵活配置。 PLC输出端口的数量可以根据需要配置为32位、64位或128位等。 本发明专利于2015年07月08日获得授权,依据该发明技术的研究思路,应用FPGA的并行处理功能,将进一步完善该发明技术的功能,并将积极与生产机电液一体化装备、自动化装置和仪器仪表生产厂家联系,实现发明技术的转让和产品化,为广西经济建设服务。