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plc原理,PLC的原理是什么

來源:整理 時間:2023-06-27 12:28:07 編輯:智能門戶 手機(jī)版

1,PLC的原理是什么

可編程控制器,英文稱ProgrammableLogicController,簡稱PLC。PLC是基于電子計算機(jī),且適用于工業(yè)現(xiàn)場工作的電控制器。它源于繼電控制裝置,但它不像繼電裝置那樣,通過電路的物理過程實現(xiàn)控制,而主要靠運(yùn)行存儲于PLC內(nèi)存中的程序,進(jìn)行入出信息變換實現(xiàn)控制。 PLC基于電子計算機(jī),但并不等同于普通計算機(jī)。普遍計算機(jī)進(jìn)行入出信息變換,多只考慮信息本身,信息的入出,只要人機(jī)界面好就可以了。而PLC則還要考慮信息入出的可靠性、實時性,以及信息的使用等問題。特別要考慮怎么適應(yīng)于工業(yè)環(huán)境,如便于安裝,抗干擾等問題。 1.1實現(xiàn)控制要點(diǎn) 輸入輸出信息變換、可靠物理實現(xiàn),可以說是PLC實現(xiàn)控制的兩個基本要點(diǎn)。 輸入輸出信息變換靠運(yùn)行存儲于PLC內(nèi)存中的程序?qū)崿F(xiàn)。PLC程序既有生產(chǎn)廠家的系統(tǒng)程序(不可更改),又有用戶自行開發(fā)的應(yīng)用(用戶)程序。系統(tǒng)程序提供運(yùn)行平臺,同時,還為PLC程序可靠運(yùn)行及信號與信息轉(zhuǎn)換進(jìn)行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設(shè)計。什么樣的控制要求,就應(yīng)有什么樣的用戶程序。 可靠物理實現(xiàn)主要靠輸人(INPUT)及輸出(OUTPUT)電路。PLC的I/O電路,都是專門設(shè)計的。輸入電路要對輸入信號進(jìn)行濾波,以去掉高頻干擾。而且與內(nèi)部計算機(jī)電路在電上是隔離的,靠光耦元件建立聯(lián)系。輸出電路內(nèi)外也是電隔離的,靠光耦元件或輸出繼電器建立聯(lián)系。輸出電路還要進(jìn)行功率放大,以足以帶動一般的工業(yè)控制元器件,如電磁閥、接觸器等等。 I/O電路是很多的,每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)都要有一個I或O電路。PLC有多I/O用點(diǎn),一般也就有多少個I/O用電路。但由于它們都是由高度集成化的電路組成的,所以,所占體積并不大。 輸入電路時刻監(jiān)視著輸入狀況,并將其暫存于輸入暫存器中。每一輸入點(diǎn)都有一個對應(yīng)的存儲其信息的暫存器。 輸出電路要把輸出鎖存器的信息傳送給輸出點(diǎn)。輸出鎖存器與輸出點(diǎn)也是一一對應(yīng)的 這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實際就是PLC處理器I/O口的寄存器。它們與計算機(jī)內(nèi)存交換信息通過計算機(jī)總線,并主要由運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)。把輸人暫存器的信息讀到PLC的內(nèi)存中,稱輸入刷新。PLC內(nèi)存有專門開辟的存放輸入信息的映射區(qū)。這個區(qū)的每一對應(yīng)位(bit)稱之為輸入繼電器,或稱軟接點(diǎn)。這些位置成1,表示接點(diǎn)通,置成0為接點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的,所以,它反映的就是輸入狀態(tài)。 輸出鎖存器與PLC內(nèi)存中的輸出映射區(qū)也是對應(yīng)的。一個輸出鎖存器也有一個內(nèi)存位(bit)與其對應(yīng),這個位稱為輸出繼電器,或稱輸出線圈??窟\(yùn)行系統(tǒng)程序,輸出繼電器的狀態(tài)映射到輸出鎖存器。這個映射也稱輸出刷新。輸出刷新主要也是靠運(yùn)行系統(tǒng)程序?qū)崿F(xiàn)的。這樣,用戶所要編的程序只是,內(nèi)存中輸入映射區(qū)到輸出映射區(qū)的變換,特別是怎么按輸入的時序變換成輸出的時序。這是一個數(shù)據(jù)及邏輯處理問題。由于PLC有強(qiáng)大的指令系統(tǒng),編寫出滿足這個要求的程序是完全可能的,而且也是較為容易的。
PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時,CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后,其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中,并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作
plc是什么原理: 一. 掃描技術(shù)  當(dāng)plc投進(jìn)運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸進(jìn)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,plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。  (一) 輸進(jìn)采樣階段在輸進(jìn)采樣階段,plc以掃描方式依次地讀進(jìn)所有輸進(jìn)狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存進(jìn)i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸進(jìn)采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)進(jìn)用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸進(jìn)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,假如輸進(jìn)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,該輸進(jìn)均能被讀進(jìn)?! ?二) 用戶程序執(zhí)行階段  在用戶程序執(zhí)行階段,plc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(diǎn)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(diǎn)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,只有輸進(jìn)點(diǎn)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(diǎn)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?! ≡诔绦驁?zhí)行的過程中假如使用立即i/o指令則可以直接存取i/o點(diǎn)。即使用i/o指令的話,輸進(jìn)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,這跟立即輸進(jìn)有些區(qū)別?! ?三) 輸出刷新階段  當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,plc就進(jìn)進(jìn)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plc的真正輸出。

PLC的原理是什么

2,PLC的工作原理

簡單的說,PLC由CPU,存儲器、I/0接口、內(nèi)嵌的精簡高效操作系統(tǒng)組成。用戶可以根據(jù)自己的需要配置(擴(kuò)展)自己的I/0(輸入、輸出)的類型及數(shù)量,用戶按自己的控制需求編寫控制程序下載到PLC的存儲器內(nèi),PLC在運(yùn)行的時候,PLC內(nèi)的操作系統(tǒng)能運(yùn)行用戶的程序,根據(jù)用戶程序通過輸入端子完成輸入信號(開關(guān)、觸點(diǎn)、傳感器等)的讀取,并進(jìn)行處理運(yùn)算,把運(yùn)算處理的結(jié)果輸出到輸出端子,以控制用戶的執(zhí)行機(jī)構(gòu)(閥門、線圈、指示燈等)。從而完成用戶所需的控制功能。
PLC 采用集中采樣、集中輸出、循環(huán)掃描的工作方式。特點(diǎn):集中采樣是指在一個掃描周期內(nèi), PLC 對輸入狀態(tài)的采樣只在輸入采 樣階 段進(jìn)行, 當(dāng)進(jìn)入程序執(zhí)行階段后輸入端將被封鎖。集中輸出是指在一個掃描周期內(nèi), PLC 只在輸出刷新階段才將輸出映像寄存 器中與輸出有關(guān)的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖存 器中, 對輸出接口進(jìn)行刷新,在其他階段 輸出狀態(tài)一直保存在輸出映像寄存器中。循環(huán)掃描是指 PLC 在一個掃描周期內(nèi)需要執(zhí)行多個操作, 它采用分時掃描的方式 按順序逐個執(zhí)行,周而復(fù)始重復(fù)運(yùn)行。
文章轉(zhuǎn)自 技成自動化培訓(xùn)網(wǎng) PLC是采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時,CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序,按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描,如無跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中,還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段:首先以掃描方式按順序?qū)⑺袝捍嬖谳斎腈i存器中的輸入端子的通斷狀態(tài)或輸入數(shù)據(jù)讀入,并將其寫入各對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中,即刷新輸入。隨即關(guān)閉輸入端口,進(jìn)入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段:按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令,經(jīng)相應(yīng)的運(yùn)算和處理后,其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中,輸出狀態(tài)寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。輸出刷新階段:當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢,輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中,并通過一定的方式(繼電器、晶體管或晶閘管)輸出,驅(qū)動相應(yīng)輸出設(shè)備工作。
plc系統(tǒng)組成及各部分的功能 一.系統(tǒng)組成。 二.各部分的作用。 1. cpu運(yùn)算和控制中心 起“心臟”作用。 縱:當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中,然后cpu根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能(系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序),把用戶程序翻譯成plc內(nèi)部所認(rèn)可的用戶編譯程序。 橫:輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進(jìn),cpu將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映象寄存器。然后由cpu把數(shù)據(jù)和程序有機(jī)地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映象寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲器中,然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動器。 組成:cpu由控制器、運(yùn)算器和寄存器組成。這些電路集成在一個芯片上。cpu通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與i/o接口電路相連接。 2. 存儲器 具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。 分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。 系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序,包括管理程序,監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、rom組成。廠家使用的,內(nèi)容不可更改,斷電不消失。 用戶存儲器:分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機(jī)存取存儲器(ram)組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源,壽命一般為3~5年。 3.輸入/輸出接口 (1)輸入接口: 光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。 發(fā)光二級管:在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號,發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同的光信號。 光電三級管:在光信號的照射下導(dǎo)通,導(dǎo)通程度與光信號的強(qiáng)弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi),輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。 輸入接口電路工作過程:當(dāng)開關(guān)合上,二極管發(fā)光,然后三極管在光的照射下導(dǎo)通,向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開,二極管不發(fā)光,三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成plc內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號。 (2)輸出接口 plc的繼電器輸出接口電路 工作過程:當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1,有電流流過,繼電器線圈有電流,然后常開觸點(diǎn)閉合,提供負(fù)載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0,則沒有電流流過,繼電器線圈沒有電流,然后常開觸點(diǎn)斷開,斷開負(fù)載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負(fù)載動作或不動作。 三種類型: 繼電器輸出:有觸點(diǎn)、壽命短、頻率低、交直流負(fù)載 晶體管輸出:無觸點(diǎn)、壽命長、直流負(fù)載 晶閘管輸出:無觸點(diǎn)、壽命長、交流負(fù)載 4.編程器 編程器分為兩種,一種是手持編程器,方便。我們實驗室使用的就是手持編程器。二種是通過plc的rs232口。與計算機(jī)相連。然后敲擊鍵盤。通過nstp-gr軟件(或windows下軟件)向plc內(nèi)部輸入程序。 第二節(jié) plc的基本工作原理 一.plc采用“順序掃描,不斷循環(huán)”的工作方式 1.每次掃描過程。集中對輸入信號進(jìn)行采樣。集中對輸出信號進(jìn)行刷新。 2.輸入刷新過程。當(dāng)輸入端口關(guān)閉時,程序在進(jìn)行執(zhí)行階段時,輸入端有新狀態(tài),新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進(jìn)行下一次掃描時,新狀態(tài)才被讀入。 3.一個掃描周期分為輸入采樣,程序執(zhí)行,輸出刷新。 4.元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。 5.掃描周期的長短由三條決定。(1)cpu執(zhí)行指令的速度(2)指令本身占有的時間(3)指令條數(shù) 6.由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象,即輸入/輸出響應(yīng)延遲。 二.plc與繼電器控制系統(tǒng)、微機(jī)區(qū)別 1.plc與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別 前者工作方式是“串行”,后者工作方式是“并行”。 前者用“軟件”,后者用“硬件”。 2.plc與微機(jī)區(qū)別 前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷” plc 編程方式 plc最突出的優(yōu)點(diǎn)采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。 plc編程語言有梯形圖、布爾助記符語言,等等。尤其前兩者為常用。 梯形圖語言特點(diǎn): 1.每個梯形圖由多個梯級組成。 2.梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)某一梯級的邏輯運(yùn)算結(jié)果為“1”時,有假想的電流通過。 3.繼電器線圈只能出現(xiàn)一次,而它的常開、常閉觸點(diǎn)可以出現(xiàn)無數(shù)次。 4.每一梯級的運(yùn)算結(jié)果,立即被后面的梯級所利用。 5.輸入繼電器受外部信號控制。只出現(xiàn)觸點(diǎn),不出現(xiàn)線圈。 第四節(jié) 主要技術(shù)性能 用戶程序存儲容量:是衡量可存儲用戶應(yīng)用程序多少的指標(biāo)。通常以字或k字為單位。16位二進(jìn)制數(shù)為一個字,每1024個字為1k字。plc以字為單位存儲指令和數(shù)據(jù)。
不知道你需要什么樣的解釋我通俗點(diǎn)說吧,最早的計算機(jī)就是由好多的接觸器晶體管組成的,現(xiàn)在的計算機(jī)都是由集成電路組成,PLC也是一樣,就是通過使用集成電路的運(yùn)算,處理來實現(xiàn)原來都由線路和繼電器完成的電器控制的控制原理

PLC的工作原理

3,PLC原理是什么呢

PLC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?!  】删幊踢壿嬁刂破鳌 《⒂脩舫绦驁?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(diǎn)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(diǎn)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?! 〖?,在用戶程序執(zhí)行過程中,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?! ≡诔绦驁?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(diǎn)。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。  三、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。
plc是什么原理: 一. 掃描技術(shù)  當(dāng)plc投進(jìn)運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸進(jìn)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,plc的cpu以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段?! ?一) 輸進(jìn)采樣階段在輸進(jìn)采樣階段,plc以掃描方式依次地讀進(jìn)所有輸進(jìn)狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存進(jìn)i/o映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸進(jìn)采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)進(jìn)用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸進(jìn)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,假如輸進(jìn)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,該輸進(jìn)均能被讀進(jìn)?! ?二) 用戶程序執(zhí)行階段  在用戶程序執(zhí)行階段,plc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(diǎn)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(diǎn)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,只有輸進(jìn)點(diǎn)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(diǎn)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?! ≡诔绦驁?zhí)行的過程中假如使用立即i/o指令則可以直接存取i/o點(diǎn)。即使用i/o指令的話,輸進(jìn)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,這跟立即輸進(jìn)有些區(qū)別?! ?三) 輸出刷新階段  當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,plc就進(jìn)進(jìn)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plc的真正輸出。
PLC的工作原理最初研制生產(chǎn)的 PLC主要用于代替?zhèn)鹘y(tǒng)的由繼電器接觸器構(gòu)成的控制裝置,但這兩者的運(yùn)行方式是不相同的: (1)繼電器控制裝置采用硬邏輯并行運(yùn)行的方式,即如果這個繼電器的線圈通電或斷電,該繼電器所有的觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))在繼電器控制線路的哪個位置上都會立即同時動作。 (2)PLC的CPU則采用順序邏輯掃描用戶程序的運(yùn)行方式,即如果一個輸出線圈或邏輯線圈被接通或斷開,該線圈的所有觸點(diǎn)(包括其常開或常閉觸點(diǎn))不會立即動作,必須等掃描到該觸點(diǎn)時才會動作。 為了消除二者之間由于運(yùn)行方式不同而造成的差異,考慮到繼電器控制裝置各類觸點(diǎn)的動作時間一般在 100ms以上,而PLC掃描用戶程序的時間一般均小于100ms,因此,PLC采用了一種不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式---掃描技術(shù)。這樣在對于I/O響應(yīng)要求不高的場合,PLC與繼電器控制裝置的處理結(jié)果上就沒有什么區(qū)別了。 1、掃描技術(shù) 當(dāng) PLC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,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。 (1)輸入采樣階段 在輸入采樣階段, PLC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)得單元內(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。 (2)用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段, PLC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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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。 (1)輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后, PLC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PLC的真正輸出。 比較下二個程序的異同:程序 1:程序 2: 這兩段程序執(zhí)行的結(jié)果完全一樣,但在 PLC中執(zhí)行的過程卻不一樣。程序1只用一次掃描周期,就可完成對%M4的刷新; 程序2要用四次掃描周期,才能完成對%M4的刷新。 這兩個例子說明:同樣的若干條梯形圖,其排列次序不同,執(zhí)行的結(jié)果也不同。另外,也可以看到:采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,如果掃描周期所占用的時間對整個運(yùn)行來說可以忽略,那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。 一般來說, PLC的掃描周期包括自診斷、通訊等,如下圖所示,即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。 2、PLC的I/O響應(yīng)時間 為了增強(qiáng) PLC的抗干擾能力,提高其可靠性,PLC的每個開關(guān)量輸入端都采用光電隔離等技術(shù)。 為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制, PLC采用了不同于一般微型計算機(jī)的運(yùn)行方式(掃描技術(shù))。 以上兩個主要原因,使得 PLC得I/O響應(yīng)比一般微型計算機(jī)構(gòu)成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多,其響應(yīng)時間至少等于一個掃描周期,一般均大于一個掃描周期甚至更長。 所謂 I/O響應(yīng)時間指從PLC的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關(guān)輸出端信號的改變所需的時間。其最短的I/O響應(yīng)時間與最長的I/O響應(yīng)時間如圖所示: 最短 I/O響應(yīng)時間: 最長 I/O響應(yīng)時間: 以上是一般的 PLC的工作原理,但在現(xiàn)代出現(xiàn)的比較先進(jìn)的PLC中,輸入映像刷新循環(huán)、程序執(zhí)行循環(huán)和輸出映像刷新循環(huán)已經(jīng)各自獨(dú)立的工作,提高了PLC的執(zhí)行效率。在實際的工控應(yīng)用之中,編程人員應(yīng)當(dāng)知道以上的工作原理,才能編寫出質(zhì)量好、效率高的工藝程序。

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