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2024年4月13日发(作者:hypermesh查找单元)
PLC的工作原理
可编程控制器,英文称ProgrammableLogicController,简称PLC。PLC是基于电
子计算机,且适用于工业现场工作的电控制器。它源于继电控制装置,但它不像继电装置
那样,通过电路的物理过程实现控制,而主要靠运行存储于PLC内存中的程序,进行入
出信息变换实现控制。
PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换,多
只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出
的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安
装,抗干扰等问题。
当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和
输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的
CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
1.输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入
I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在
这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也
不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才
能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
2.用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在
扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后
右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算,然后根据逻辑运算的结果,
刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区
中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
即,在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变
化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发
生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数
据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到
下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。
3. 输出刷新阶段
当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象
区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,
才是PLC的真正输出
同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,采用扫描用户程
序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。当然,如果扫描周期
所占用的时间对整个运行来说可以忽略,那么二者之间就没有什么区别了。
一般来说,PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等,即一个扫描周期等于自诊断、通
讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。
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