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門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)。它采用一種可編程的存儲器，在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，通過數(shù)字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機(jī)械設(shè)備或生產(chǎn)過程。

　　工作原理

　　當(dāng)可編程邏輯控制器投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(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)行上述三個階段。

　　輸入采樣階段

　　在輸入采樣階段，可編程邏輯控制器以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(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)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，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)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，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

　　用戶程序執(zhí)行階段

　　在用戶程序執(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程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(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，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(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)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

　　在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，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)動相應(yīng)的外設(shè)。這時，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)場的電子設(shè)備，用來監(jiān)視和測量安裝在遠(yuǎn)程現(xiàn)場的傳感器和設(shè)備，負(fù)責(zé)對現(xiàn)場信號、工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測和控制。RTU將測得的狀態(tài)或信號轉(zhuǎn)換成可在通信媒體上發(fā)送的數(shù)據(jù)格式，它還將從*計算機(jī)發(fā)送來得數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成命令，實現(xiàn)對設(shè)備的功能控制。

　　RTU通常可以分為2種基本類型——“單板RTU”和“模塊RTU”。“單板RTU”在一個版子中集中了所有的I/O接口。“模塊RTU”有一個單獨的CPU模塊，同時也可以有其他的附加模塊，通常這些附加模塊是通過加入一個通用的“backplane”來實現(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)場智能處理器，它支持SCADA控制中心與現(xiàn)場器件間的通訊。它是一個獨立的數(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)場信號及工業(yè)設(shè)備的監(jiān)測、控制與報警。例如：數(shù)據(jù)采集及處理、現(xiàn)場控制、數(shù)據(jù)傳輸（網(wǎng)絡(luò)通信）、現(xiàn)場及遠(yuǎn)程報警等等；某些RTU還具備流量累計等一系列針對特定應(yīng)用領(lǐng)域的計量功能等等。

　　由于RTU是的器件，現(xiàn)在還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，尤其是在通訊方面，通常情況下一個產(chǎn)家的RTU是不能和另一個產(chǎn)家的RTU混用的。協(xié)議的轉(zhuǎn)化和競爭已經(jīng)形成了一個產(chǎn)業(yè)。近期中國自動化學(xué)會專家咨詢委員會將向市場發(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內(nèi)置的或獨立的modem。這些modems可以通過無條件租借的聲音級線或類似的聲道如：微波、無線電、光纖。也可以用異步串行數(shù)據(jù)端口來代替modem，來擴(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)作對比。如果模擬量的改變超過了死區(qū)限，就會向監(jiān)控中心通知發(fā)生了狀態(tài)改變；如果沒有改變發(fā)生，一個簡短的確認(rèn)信號會返回到監(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，在忽略選取掃描時間沖突時，獲得*的響應(yīng)時間。