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据,并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。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。
(二)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()。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
在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。即使用I/O指令的话,输入过程影像的值不会被更新,程序直接从I/O模块取值,输出过程影像寄存器会被立即更新,这跟立即输入有些区别。
(三)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。
LC输出部接点,并且重回步骤一。
此三步骤称为PLC之扫描周期,而完成所需的时间称为PLC 之反应时间,PLC 输入讯号之时间若小于此反应时间,则有误读的可能性。每次程式执行后与下一次程式执行前,输出与输入状态会被更新一次,因此称此种运作方式为输出输入端“程式结束再生”。
1.PLC扫描周期(T)
扫描周期T=(输入—点时间*输入端子数)+(指令执行速度*指令的条数)+(输出一点的时间*输出端子书)+故障诊断时间+通讯时间
从上式可看出,扫描周期已经决定了:
1.CPU执行执行的速度
2.执行每条指令所占用的时间
3.程序中指令条数的多少
指令执行所需的时间和用户程序的长短、指令的种类和CPU执行速度是有很大关系,一般来说,一个扫描的过程中,故障诊断时间,通信时间,输入采样和输出刷新所占的时间较少,执行的时间是占了绝大部分。
1、PLC的特点
具有以下鲜明的特点。
(1)功能完善,组合灵活,扩展方便,实用性强。现代PLC所具有的功能及其各种扩展单元、智能单元和特殊功能模块,可以方便、灵活地组成不同规模和要求的控制系统,以适应各种工业控制的需要。以开关量控制为其特长;也能进行连续过程的PID回路控制;并能与上位机构成复杂的控制系统,如和等,实现生产过程的综合自动化。
(2)使用方便,编程简单,采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言,而无需计算机知识,因此系统开发周期短,现场调试容易。 PLC的运用能够做到在线修改程序,改变控制的方案而无需拆开机器设备。它能在不同环境下运行,可靠性十分强悍。
(3)安装简单,容易维修。PLC可以在各种工业环境下直接运行,只需将现场的各种设备与PLC相应的I/O端相连接,写入程序即可运行。各种模块上均有运行和故障指示装置,便于用户了解运行情况和查找故障。PLC还有强大的自检功能,这为它的维修提供了方便。
(4)抗干扰能力和可靠性能力都强,远高于其他各种机型。隔离和滤波,是抗干扰的两大主要措施。对PLC的内部电源还采取了屏蔽、稳压、保护等措施,以减少外界干扰,保证供电质量。另外使输入/输出接口电路的电源彼此独立,以免电源之间的干扰。正确的选择接地地点和完善的接地系统是PLC控制系统抗电磁干扰的重要措施之一。为适应工作现场的恶劣环境,还采用密封、防尘、抗震的外壳封装结构。通过以上措施,保证了PLC能在恶劣环境中可靠工作,使平均故障间隔时间长,故障修复时间短。
(5)环境要求低。PLC的技术条件能在一般高温、振动、冲击和粉尘等恶劣环境下工作,能在强电磁干扰环境下可靠工作。这是PLC产品的市场生存价值。
(6)易学易用。PLC是面向工矿企业的工控设备,接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。PLC编程大多采用类似继电器控制电路的梯形图形式,对使用者来说,不需要具备计算机的专门知识,因此,很容易被一般工程技术人员所理解和掌握。