【正文】 相反，排在下面的指令，其被刷新的線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。 1. 輸入采樣過程 在輸入采樣階段， PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O緩沖區(qū)中相應(yīng)的單元內(nèi)。 (2) 除了執(zhí)行用戶程序所占用的時(shí)間外，掃描周期還包括系統(tǒng)管理操作所占用的時(shí)間。 可編程控制器的工作原理 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 5. 幾點(diǎn)說明 (1) PLC以循環(huán)掃描的方式工作，輸入 /輸出的邏輯關(guān)系上存在滯后現(xiàn)象。對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)來說，只有執(zhí)行完用戶程序后的 I/O狀態(tài)才是該系統(tǒng)的確定狀態(tài)，作為輸出鎖存的依據(jù)。在程序執(zhí)行結(jié)束 (或下次掃描用戶程序前 )PLC才將輸出緩沖區(qū)的內(nèi)容通過鎖存器輸出到端子上，刷新后的輸出狀態(tài)一直保持到下次的輸出刷新。在傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)中，輸出是由物理器件加導(dǎo)線連接而成的電路來實(shí)現(xiàn)的。輸出刷新就是將新的運(yùn)算結(jié)果從輸出緩沖區(qū)送到 PLC的輸出端。當(dāng) PLC的方式開關(guān)置于RUN(運(yùn)行 )時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng)方式開關(guān)置于 STOP(停止 )時(shí)，不執(zhí)行后 3個(gè)階段。通常工業(yè)控制要求 PLC的掃描周期在 6ms～ 30ms以下。有些情況下也插入中斷方式，允許中斷正在掃描運(yùn)行的程序，以處理緊急任務(wù)。如果一個(gè)線圈接通或斷開，該線圈的所有觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作，必須等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。在實(shí)際設(shè)計(jì)中，應(yīng)該注意輸入 /輸出電路的動(dòng)作特點(diǎn)、電壓、負(fù)載電流等參數(shù)。只有熟悉了這部分內(nèi)容，在程序設(shè)計(jì)中才能合理地進(jìn)行資源分配，從而編寫出高水平的應(yīng)用程序。與梯形圖相比，易于實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算，編寫的程序非常簡(jiǎn)潔和緊湊。 3. 順序功能圖 順序功能圖也是一種圖形化的編程語言，用來編寫順序控制的程序 (如機(jī)械手控制程序 )。梯形圖中的觸點(diǎn)只有常開和常閉兩種，觸點(diǎn)可以是 PLC外部開關(guān)連接的輸入繼電器的觸點(diǎn)，也可以是 PLC內(nèi)部繼電器的觸點(diǎn)或內(nèi)部定時(shí)器、計(jì)數(shù)器等的觸點(diǎn)。 可編程控制器的資源與編程語言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 (4) 功能塊圖 (Function Block Diagram， FBD) 適合于典型固定復(fù)雜算法控制，如 PID調(diào)節(jié)等。絕大多數(shù)的 PLC是專用總線、專用通信網(wǎng)絡(luò)及協(xié)議。與專用內(nèi)部繼電器類似，每一個(gè)都有專門的用途。一個(gè)定時(shí)器或計(jì)數(shù)器的線圈一般只能使用一次，但其常開和常閉觸點(diǎn)都沒有使用次數(shù)的限制，在編程時(shí)可以重復(fù)使用。每一個(gè)計(jì)數(shù)脈沖上升沿使原來的數(shù)值減 1。時(shí)鐘脈沖一般有 1ms、 10ms和 100ms，有些 PLC還提供 1s的時(shí)鐘，可以滿足不同的應(yīng)用需求。這類繼電器的觸點(diǎn)和線圈在程序中都可以使用，但線圈一般只能用 1次，而對(duì)應(yīng)的常開和常閉觸點(diǎn)則可以無限制地重復(fù)使用。輸出繼電器的線圈由程序控制，其外部輸出主觸點(diǎn)接到PLC的輸出端子上，以供驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載使用，其余常開 /常閉觸點(diǎn)供內(nèi)部程序使用。在不同的指令操作下，其工作狀態(tài)可以無記憶，也可以有記憶，還可以作脈沖數(shù)字元件使用。對(duì)于交流輸入的 PLC，電源電壓為 AC100 V～ 240 V。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 電源 PLC中不同的電路單元需要不同的工作電源，如 CPU和 I/O電路要采用不同的工作電源。 開關(guān)量模塊按電壓水平分有 220 VAC、 110 VAC、 24 VDC等規(guī)格；按隔離方式分有繼電器輸出、晶閘管輸出和晶體管輸出等類型。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 輸入 /輸出模塊 輸入模塊和輸出模塊通常稱為 I/O模塊或 I/O單元。 ① 內(nèi)部繼電器 與開關(guān)輸出一樣，每個(gè)內(nèi)部繼電器占用系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū)中的一位，但不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，只供用戶在編程中使用。 2) 系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū) 系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū)包括 I/O緩沖區(qū)以及各類軟元件，如工作寄存器、內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器、變址寄存器等。在斷電情況下，存儲(chǔ)器內(nèi)的所有內(nèi)容保持不變。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器 (內(nèi)存 )主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC不可缺少的組成單元。如此循環(huán)運(yùn)行，直到 PLC處于編程狀態(tài)，用戶程序停止運(yùn)行。 (4) 在 PLC進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)后，從用戶程序存儲(chǔ)器中逐條讀取指令，并分析、執(zhí)行該指令。工作的時(shí)序 (節(jié)奏 )則由振蕩信號(hào)控制。整體式 PLC一般由 CPU板、 I/O板、顯示面板、內(nèi)存和電源等組成，一般按 PLC性能又分為若干型號(hào)，并按 I/O點(diǎn)數(shù)分為若干規(guī)格。對(duì)于初學(xué)者而言，只要熟悉一種 PLC的組成和指令系統(tǒng)，在涉及其他 PLC時(shí)就可以做到觸類旁通，舉一反三。此外還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。 (1) CPU接收從編程器或計(jì)算機(jī)輸入的程序和數(shù)據(jù)，并送入用戶程序存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)。 當(dāng) PLC處于運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，首先以掃描的方式接收現(xiàn)場(chǎng)各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入相應(yīng)的輸入緩沖區(qū)。此外， CPU模塊上還有許多設(shè)定開關(guān)，用以對(duì) PLC進(jìn)行設(shè)定，如設(shè)定工作方式和內(nèi)存區(qū)等。有些 PLC的存儲(chǔ)器容量固定，不能擴(kuò)展，多數(shù) PLC則可以擴(kuò)展存儲(chǔ)器。 2. PLC中存儲(chǔ)空間的分配 雖然各種 PLC的 CPU的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù) PLC的工作原理，其存儲(chǔ)空間一般包括系統(tǒng)程序存儲(chǔ)區(qū)、系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū) (包括 I/O緩沖區(qū)和系統(tǒng)軟元件等 )和用戶程序存儲(chǔ)區(qū) 3個(gè)部分。 (2) 系統(tǒng)軟元件存儲(chǔ)區(qū) 除了 I/O緩沖區(qū)以外，系統(tǒng) RAM存儲(chǔ)區(qū)還包括PLC內(nèi)部各類軟元件 (內(nèi)部繼電器、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和工作寄存器等 )的存儲(chǔ)區(qū)。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 ③ 定時(shí)器和計(jì)數(shù)器 PLC提供了許多定時(shí)器和計(jì)數(shù)器，數(shù)量從幾十個(gè)到幾千個(gè)不等，用于滿足工業(yè)生產(chǎn)中定時(shí)控制和計(jì)數(shù)控制的要求。 I/O模塊分為開關(guān)量輸入 (Digital Input， DI)、開關(guān)量輸出 (Digital Output， DO)、模擬量輸入 (Analog Input， AI)和模擬量輸出(Analog Output， AO)等模塊。 可編程控制器的基本結(jié)構(gòu) 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 編程設(shè)備 常見的編程設(shè)備有簡(jiǎn)易手持編程器、智能圖形編程器和基于 PC的專用編程軟件。有些機(jī)型還向外提供 24V的直流電源，用于給外部輸入信號(hào)或傳感器供電，避免了由于電源污染或電源不合格而引起的問題，同時(shí)也減少了外部連線，方便了用戶。常用的有輸入繼電器、輸出繼電器、內(nèi)部繼電器 (分為通用和專用兩種 )、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器 (分為通用和專用等類型 )等。內(nèi)部的常開 /常閉兩種觸點(diǎn)供編程時(shí)隨時(shí)使用，使用次數(shù)不限。但是，這些觸點(diǎn)不能直接驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載，外部負(fù)載的驅(qū)動(dòng)必須通過輸出繼電器來實(shí)現(xiàn)。它們一般既可單個(gè)使用，也能以字節(jié) (由 8個(gè)繼電器組成 )、字 (由 16個(gè)繼電器組成 )或雙字 (由 32個(gè)繼電器組成 )的形式使用。在當(dāng)前值計(jì)到 0時(shí)，相應(yīng)的常開 /常閉觸點(diǎn)都動(dòng)作，常開的閉合，常閉的斷開；斷電時(shí)自動(dòng)復(fù)位，所有的觸點(diǎn)釋放，不保存中間數(shù)值，當(dāng)前值又變?yōu)樵O(shè)定值。在系統(tǒng)上電重新運(yùn)行時(shí)，計(jì)數(shù)器就接著斷電時(shí)的參數(shù)值繼續(xù)計(jì)數(shù)。 可編程控制器的資源與編程語言 第 4章 可編程控制器的結(jié)構(gòu)和工作原理 1