[发明专利]一种PLC梯形图代码硬解题方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及可编程逻辑控制器，尤其涉及一种PLC梯形图代码硬解题方法。

[背景技术]

随着国内自动化企业数量规模不断扩大，PLC的需求量也日益突显，梯形图解题为PLC的核心功能，高效、快速、准确、稳定的解题功能是判定PLC性能的重要标准。梯形图解题分为二种方式，一种是使用程序实现，称为软件解题；另一种为使用专用的芯片来进行，称为硬件解题。本专利为使用硬件芯片来实现梯形图的解题。它较软解题方式有着运行速度快，性能稳定等特点。

目前市场大部分PLC解题方式采用的是使用通用处理器（主控CPU）来实现梯形图解题功能，通用处理器处理解题速度慢，正确率低，稳定性差，不能满足PLC在运动控制、脉冲输出、高速计数等性能的需要。

[发明内容]

本发明要解决的技术问题是提供一种解析速度快，性能稳定的PLC梯形图代码硬解题方法，以改善PLC在运动控制、脉冲输出、高速计数等方面的性能。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种PLC梯形图代码硬解题方法， PLC采用主控CPU和解题专用CPU双核架构模式，PLC系统运算处理由主控CPU完成，梯形图代码解题由解题专用CPU成：

1）主控CPU运行处理非梯形图代码内容，主控CPU在运行过程中发现是梯形图代码，即将控制权移交给解题专用CPU进行梯形图代码解题；

2）解题专用CPU在进行梯形图代码解析过程中遇到功能块指令时，解题专用CPU将控制权移交给主控CPU调用功能块函数进行处理；

3）两个CPU相互切换完成梯形图代码的解题过程。

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU解题专用CPU定义的寄存器组包括：垂直短路指示寄存器、 功能块向量寄存器、前导列状态寄存器、梯形图程序指针寄存器、高亮和模式控制寄存器、解题运行命令寄存器、功能块输出寄存器和解题配置寄存器。

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU所述的垂直短路指示寄存器为列格式寄存器，用来保存梯形图解析过程中，当前列哪一行有元件以及元件之间的关系；所述的功能块向量寄存器用于当解题遇到功能块指令时，将功能块号与功能块的前导列输入状态以及特殊向量位存在此寄存器，解题专用CPU将控制权交给主控CPU后，主控CPU通过读这个寄存器去调用对应的功能块函数。

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU所述的前导列状态寄存器用于记录解析过程中，当前列和前一个列的输出状态。将前一个列的输出状态作为当前列的输入状态，并根据当前列元件的开关，计算当前列的输出；所述的高亮和模式控制寄存器用于支持上位机编程软件的实时监视和调试功能，将运行中的中间状态通过此寄存器在高亮码状态下传给主控CPU。

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU所述的解题运行命令寄存器写任意数据均可启动一次解题专用CPU工作，至解题专用CPU遇到功能块、高亮码、结束码跳出运行，将控制权交还给主控CPU。 

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU所述的功能块输出寄存器用于当功能块运行完毕后，输出功能块节点导通状态；所述的解题配置寄存器用来配置解题专用CPU的运行模式、速度、程序空间和IO空间。

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU主控CPU将控制权移交给解题专用CPU的过程包括：

1)主控CPU向解题专用CPU控制器发出命令；

2)解题专用CPU置高互斥请求线；

3)主控CPU在检测到该请求后，在一下个时钟周期锁住系统总线，然后置高互斥应答线，同时断开本身片选总线与外部的联系；

4)解题专用CPU在接到应答线后，置高占用线，同时将外部总线接管，并在下一个时钟周期开始运算解题。

以上所述的PLC梯形图代码硬解题方法，解题专用CPU 解题专用CPU将控制权移交给主控CPU的过程包括：

1)解题专用CPU当发现有外部中断，或者遇到需要调用主控CPU运算，或者程序运算完毕需要将控制权交回给主控CPU时，解题专用CPU断开总线的主控制，同时将占用线和请求线同时释放；

2)主控CPU检测到占用线和请求线释放后，将应答线释放，同时接管外部总线，并在下一个时钟周期释放系统总线，开始程序的接着运行；