PLC 的独特的工作原理（与其他控制系统相比）

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PLC 虽然以微处理器为核心,具有微型计算机的许多特点,但它的工作方式却与微型计算机有很大不同。

微型计算机一般采用等待命令或中断的工作方式,如常见的键盘扫描方式或 I / O 扫描方式,当有键按下或 I / O 动作,则转入相应的子程序或中断服务程序;无键按下,则继续扫描等待。而 PLC 采用循环扫描的工作方式,即 “顺序扫描,不断循环”。

用户程序通过编程器或其它输入设备输入存放在 PLC 的用户存储器中。当 PLC 开始运行时, CPU 根据系统监控程序的规定顺序,通过扫描,完成各输入点状态采集或输入数据采集、用户程序的执行、各输出点状态的更新、编程器键入响应和显示器更新及 CPU 自检等功能。

PLC 的扫描可按固定顺序进行,也可按用户程序规定的顺序进行。这不仅仅因为有的程序不需要每扫描一次,执行一次,也因为在一个大控制系统,需要处理的 I / O 点数较多。通过不同的组织模块的安排,采用分时分批扫描执行方法,可缩短扫描周期和提高控制的实时性。

PLC 采用集中采样、集中输出的工作方式,减少了外界干扰的影响。

PLC 的循环扫描过程分为输入采样 (或输入处理)、程序执行 (或程序处理)和输出刷新 (或输出处理)三个阶段。

1、输入采样阶段

在输入采样阶段, PLC 以扫描方式按顺序将所有输入端的输入状态进行采样,并将采样结果分别存入相应的输入映像寄存器中,此时输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段,在程序执行期间即使输入状态变化,输入映像寄存器的内容也不会改变,输入状态的变化只在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新采样到。

2、程序执行阶段

在程序执行阶段, PLC 是按顺序对程序进行扫描执行,如果程序用梯形图表示,则总是按先上后下、先左后右的顺序进行。若遇到程序跳转指令时,则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时, PLC 从输入映像寄存器将上一阶段采样的输入端子状态读出,从元件映像寄存器中读出对应元件的当前状态,并根据用户程序进行相应运算,然后将运算结果再存入元件寄存器中,对于元件映像寄存器来说,其内容随着程序的执行而发生改变。

3、输出刷新阶段

当所有指令执行完后,进入输出刷新阶段。此时, PLC 将输出映像寄存器中所有与输出有关的输出继电器的状态转存到输出锁存器中,并通过一定的方式输出,驱动外部负载。

PLC 工作过程除了包括上述三个主要阶段外,还要完成内部处理、通信处理等工作。

在内部处理阶段, PLC 检查 CPU 模块内部的硬件是否正常,将监控定时器复位,以及完成一些别的内部工作。在通信服务阶段, PLC 与其它的带微处理器的智能装置实现通信。

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发表于1天前

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