plc的基本工作原理

　一.扫描技能

　　当PLC投入作业后，其作业进程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序施行和输出改写三个阶段。完毕上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个作业期间，PLC的CPU以必定的扫描速度重复施行上述三个阶段。

　　(一)输入采样阶段

　　在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入全部输入情况和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样完毕后，转入用户程序施行和输出改写阶段。在这两个阶段中，即便输入情况和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的情况和数据也不会改动。因而，假设输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度有必要大于一个扫描周期，才调保证在任何情况下，该输入均能被读入。

　　(二)用户程序施行阶段

　　在用户程序施行阶段，PLC总是按由上而下的次第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面的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的次第对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后依据逻辑运算的效果，改写该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的情况；或许改写该输出线圈在I/O映象区中对应位的情况；或许承认是否要施行该梯形图所规矩的特别功用指令。

　　即，在用户程序施行进程中，只要输入点在I/O映象区内的情况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存储区内的情况和数据都有或许发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序施行效果会对排在下面的但凡用到这些线圈或数据的梯形图起效果；相反，排在下面的梯形图，其被改写的逻辑线圈的情况或数据只能到下一个扫描周期才调对排在其上面的程序起效果。

　　(三)输出改写阶段

　　当扫描用户程序完毕后，PLC就进入输出改写阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的情况和数据改写全部的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真实输出。

　　相同的若干条梯形图，其摆放次第不同，施行的效果也不同。其他，选用扫描用户程序的作业效果与继电器控制设备的硬逻辑并行作业的效果有所区别。当然，假设扫描周期所占用的时刻对整个作业来说可以疏忽，那么二者之间就没有什么区别了。

　　一般来说，PLC的扫描周期包括自确诊、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自确诊、通讯、输入采样、用户程序施行、输出改写等全部时刻的总和。

　　可编程控制器，英文称ProgrammableLogicController，简称PLC。PLC是依据电子计算机，且适用于工业现场作业的电控制器。它源于继电控制设备，但它不像继电设备那样，经过电路的物理进程完毕控制，而首要靠作业存储于PLC内存中的程序，进行入出信息转化完毕控制。

　　PLC依据电子计算机，但并不等同于一般计算机。遍及计算机进行入出信息转化，多只考虑信息自身，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，以及信息的运用等问题。特别要考虑怎样适应于工业环境，如便于安装，抗干扰等问题。

　　1.1完毕控制要害

　　输入输出信息转化、可靠物理完毕，可以说是PLC完毕控制的两个根柢要害。

　　输入输出信息转化靠作业存储于PLC内存中的程序完毕。PLC程序既有生产厂家的系统程序(不可更改)，又有用户自行开发的运用（用户）程序。系统程序供应作业渠道，同时，还为PLC程序可靠作业及信号与信息转化进行必要的公共处理。用户程序由用户按控制要求规划。什么样的控制要求，就应有什么样的用户程序。

　　可靠物理完毕首要靠输人（INPUT）及输出（OUTPUT）电路。PLC的I/O电路，都是专门规划的。输入电路要对输入信号进行滤波，以去掉高频干扰。而且与内部计算机电路在电上是隔绝的，靠光耦元件树立联络。输出电路表里也是电隔绝的，靠光耦元件或输出继电器树立联络。输出电路还要进行功率放大，以足以带动一般的工业控制元器件，如电磁阀、接触器等等。

　　I/O电路是很多的，每一输入点或输出点都要有一个I或O电路。PLC有多I/O用点，一般也就有多少个I/O用电路。但由于它们都是由高度集成化的电路组成的，所以，所占体积并不大。

　　输入电路时刻监视着输入情况，并将其暂存于输入暂存器中。每一输入点都有一个对应的存储其信息的暂存器。

　　输出电路要把输出锁存器的信息传送给输出点。输出锁存器与输出点也是一一对应的

　　这儿的输入暂存器及输出锁存器实际便是PLC处理器I/O口的存放器。它们与计算机内存交流信息经过计算机总线，并首要由作业系统程序完毕。把输人暂存器的信息读到PLC的内存中，称输入改写。PLC内存有专门开荒的存放输入信息的映射区。这个区的每一对应位（bit）称之为输入继电器，或称软接点。这些方位成1，标明接点通，置成0为接点断。由于它的情况是由输入改写得到的，所以，它反映的便是输入情况。

　　输出锁存器与PLC内存中的输出映射区也是对应的。一个输出锁存器也有一个内存位（bit）与其对应，这个位称为输出继电器，或称输出线圈。靠作业系统程序，输出继电器的情况映射到输出锁存器。这个映射也称输出改写。输出改写首要也是靠作业系统程序完毕的。这样，用户所要编的程序只是，内存中输入映射区到输出映射区的转化，特别是怎样按输入的时序转化成输出的时序。这是一个数据及逻辑处理问题。由于PLC有健壮的指令系统，编写出满足这个要求的程序是彻底或许的，而且也是较为简单的。

　　1.2完毕控制进程

　　简略地说，PLC完毕控制的进程一般是：

　　输入改写--再作业用户程序--再输出改写--再输入改写--再作业用户程序--再输出改写……永不连续地循环重复地进行着。

　　有了上述进程，用PLC结束操控显着是或许的。因为：有了输入改写，可把输入电路监控得到的输入信息存入PLC的输入映射区；经作业用户程序，输出映射区将得到转化后的信息；再经输出改写，输出锁存器将反映输出映射区的情况，并通过输出电路发生相应的输出。又因为这个进程是永不连续地循环重复地进行着，所以，输出总是反映输入的改动的。仅仅照料的时刻上，略有滞后。当然，这个滞后不宜太大，否则，所结束的操控不那么及时，也就失掉操控的意义。

　　为此，PLC的作业速度要快。速度快、实施指令时刻短，是PLC结束操控的基础。事实上，它的速度是很快的，实施一条指令，多的几微秒、几十微秒，少的才零点几，或零点零几微秒。并且这个速度还在不断提高中。

　　公共处理作业有：循环时刻监控、外设服务及通讯处理等。

　　监控循环时刻的目的是防止"死循环"，防止程序不能重复不断地重复实施。方法是用"看门狗"（Watchingdog）。只需循环超时，它可报警，或作相应处理.

　　外设服务是让PLC可接受编程器对它的操作，或通过接口向输出设备如打印机输出数据.

　　通讯处理是结束PLC与PLC，或PLC与核算机，或PLC与其它工业操控设备或智能部件间信息交流的。这也是增强PLC操控才能的需求。

　　也就是说，实践的PLC作业进程总是：公共处理--I/O改写--作业用户程序--再公共处理--……重复不停地重复着。

　　1.3可编程操控器结束操控的方法

　　用这种不断地重复作业程序结束操控称扫描方法。是用核算机进行实时操控的一种方法。此外，核算机用于操控还有连续方法。在连续方法下，需处理的操控先央求连续，被照料后正作业的程序连续作业，转而去处理连续作业（作业有关连续服务程序）。待处理完连续，又回来作业本来程序。哪个操控需求处理，哪个就去央求连续。哪个不需处理，将不被答理。显着，连续方法与扫描方法是不同的。

　　在连续方法下，核算机能得到充分利用，急迫的使命也能得到及时处理。但是，假定一起来了几个都要处理的使命该怎么办呢？优先级高的还好办，低的呢？或许会出现照料不到之处。所以，连续方法不大适合于作业现场的日常运用。

　　但是，PLC在用扫描方法为主的情况下，也不架空连续方法。即，许多操控都用扫描方法，单个急需的处理，容许连续这个扫描作业的程序，转而去处理它。这样，可做到一切的操控都能照料到，单个应急的也能进行处理。

　　PLC的实践作业进程比这儿讲的还要杂乱一些，剖析其基本原理，也还有一些理论问题。有关人员假定能把上面介绍的入出转化、物理结束--信息处理、I/O电路--空间、时刻联络--扫描方法并辅以连续方法，作为一种思路加以研讨，弄清了它，也就好了解PLC是怎样去结束操控的，也就好把捉住PLC基本原理的要点了。