【文章內容簡介】 輸入采樣程序執(zhí)行輸出刷新 PLC工作周期的三個階段在輸入采樣階段，PLC以掃描方式按順序將所有輸入端的輸入信號狀態(tài)（“0”或“1”，表現(xiàn)在接線端上是否承受外加電壓）讀入輸入映像寄存器區(qū)。這個過程成為對輸入信號的采樣，或稱輸入刷新，接著轉入程序執(zhí)行階段。在輸入采樣階段結束后，即時輸入信號狀態(tài)發(fā)生改變，輸入映像寄存器區(qū)中的狀態(tài)也不會發(fā)生改變。在程序執(zhí)行階段，在PLC對程序按順序進行掃描，又稱程序處理階段。如果程序用梯形圖表示，則總是按先上后下，先左后右的順序對由節(jié)點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算結果，刷新輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM區(qū)對應位的狀態(tài)。在程序執(zhí)行階段，只有輸入映像寄存器區(qū)存放的輸入采樣值不會發(fā)生改變，其他各種元素在輸出映像寄存器區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲器內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時發(fā)生改變。值得注意的是，在程序的執(zhí)行過程中，排在上面的邏輯行被刷新后的邏輯線圈狀態(tài)或數(shù)據(jù)，會對排在下面的凡是用到這些邏輯線圈的接點或數(shù)據(jù)的邏輯行起作用，而排在下面的邏輯行，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，只有等到下一個掃描周期才可以會對排在上面的邏輯行起作用。起原因就是因為掃描是從上到下順序進行的，前面執(zhí)行的結果可能改變前面的掃描結果，只有到了下一個掃描周期再次掃描前面程序的時候才有可能起作用。如果程序中兩個操作相互用不到對方的操作結果，哪么這兩個操作的程序在整個用戶程序中的相對位置是無關緊要的。當程序執(zhí)行后，進入輸出刷新階段。此時，將輸出映像寄存器區(qū)中所有輸出繼電器的狀態(tài)轉存到輸出鎖存電路，再通過輸出端驅動用戶輸出設備（負載），這就是PLC的實際輸出。 掃描周期計算從嚴格意義上講，在PLC的實際工作過程中，每個掃描周期除了前面所講的輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新三個階段外，還要進行自診斷、與外設（如編程器、上位計算機）通信等處理。即一個掃描周期還應包含自診斷及外設通信等時間。一般來說，同型號的PLC，其自診斷所需的時間相同。通信時間的長度與鏈接等外設多少有關系，如果沒有連接外設，而掃描用戶程序所程序所用的時間則與掃描速度及用戶程序長短有關。對于基本邏輯指令組成用戶程序，二者的乘積即為掃描時間。如果程序中包含用戶特殊指令，則還必須根據(jù)用戶手冊查表計算執(zhí)行這些特殊功能指令的時間。 PLC編程語言簡介在電鍍生產線的控制系統(tǒng)設計當中，所用的編程語言是梯形圖編程語言，為了能更好的了解到PLC的編程語言在PLC的設計當中的應用，集中在PLC的設計當中常用的幾中編程語言。　　在PLC中有多種程序設計語言,它們是梯形圖語言、布爾助記符語言、功能表圖語言、功能模塊圖語言及結構化語句描述語言等。梯形圖語言和布爾助記符語言是基本程序設計語言，它通常由一系列指令組成，用這些指令可以完成大多數(shù)簡單的控制功能，例如，代替繼電器、計數(shù)器、計時器完成順序控制和邏輯控制等，通過擴展或增強指令集，它們也能執(zhí)行其它的基本操作。功能表圖語言和語句描述語言是高級的程序設計語言，它可根據(jù)需要去執(zhí)行更有效的操作，例如，模擬量的控制，數(shù)據(jù)的操縱，報表的打印和其他基本程序設計語言無法完成的功能。功能模塊圖語言采用功能模塊圖的形式，通過軟連接的方式完成所要求的控制功能，它不僅在PLC中得到了廣泛的應用，在集散控制系統(tǒng)的編程和組態(tài)時也常常被采用，由于它具有連接方便、操作簡單、易于掌握等特點，為廣大工程設計和應用人員所喜愛。 掃描周期計算　　程序設計語言梯形圖程序設計語言是用梯形圖的圖形符號來描述程序的一種程序設計語言。采用梯形圖程序設計語言，程序采用梯形圖的形式描述。這種程序設計語言采用因果關系來描述事件發(fā)生的條件和結果。每個梯級是一個因果關系。在梯級中，描述事件發(fā)生的條件表示在左面，事件發(fā)生的結果表示在后面。梯形圖程序設計語言是最常用的一種程序設計語言。它來源于繼電器邏輯控制系統(tǒng)的描述。　　在工業(yè)過程控制領域，電氣技術人員對繼電器邏輯控制技術較為熟悉，因此，由這種邏輯控制技術發(fā)展而來的梯形圖受到了歡迎，并得到了廣泛的應用。梯形圖程序設計語言的特點是：(1)與電氣操作原理圖相對應，具有直觀性和對應性；(2)與原有繼電器邏輯控制技術相一致，對電氣技術人員來說，易于 撐握和學習；(3)與原有的繼電器邏輯控制技術的不同點是，梯形圖中的能流（PowerFLow）不是實際意義的電流，內部的繼電器也不是實際存在的繼電器，因此，應用時，需與原有繼電器邏輯控制技術的有關概念區(qū)別對待； PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)的區(qū)別 PLC控制系統(tǒng)與電氣控制系統(tǒng)相比，有許多相似之處，也有許多不同，不同之處主要有以下幾個方面：(1) 從控制方法上看，電氣控制系統(tǒng)控制邏輯采用硬件接線，利用繼電器機械觸點的串聯(lián)或并聯(lián)等組合成控制邏輯，其連接多且復雜、體積大、功耗大、系統(tǒng)構成后，想再改變或增加功能較為困難。另外，繼電器的觸點數(shù)量有限。所以電氣控制系統(tǒng)的靈活性和擴展性受到很大的限制。而PLC采用了計算機技術，其控制邏輯是以程序的方式存放在存儲器中，要改變控制邏輯只需改變程序，因而很容易改變或增加系統(tǒng)功能。系統(tǒng)連線少、體積小、功能小，而且PLC所謂“軟繼電器”實質上是存儲器單元的狀態(tài)，所以“軟繼電器”的觸點數(shù)量是無限的，PLC控制系統(tǒng)的靈活性和可擴展性好。(2) 從工作方式上看，在繼電器控制電路中，當電源接通時，電路中所有繼電器處于受制約狀態(tài)，即該吸合的繼電器都同時吸合，不該吸合的繼電器受某種條件限制而不能吸合，這種工作方式稱為并行工作方式。而PLC的用戶程序是按一定順序循環(huán)執(zhí)行，所以各軟繼電器都處于周期性循環(huán)掃描接通中，受同一條件制約的各個繼電器的動作次序決定于程序掃描順序，這種工作方式稱為串行工作方式。 (3)從控制速度上看，繼電器控制系統(tǒng)依靠機械觸點的動作以實現(xiàn)控制，工作效率低，機械觸點還會出現(xiàn)抖動問題。而PLC通過程序指令控制半導體電路來實現(xiàn)控制的，速度快，程序指令執(zhí)行時間在微妙級，且不會出現(xiàn)觸點抖動問題。 (4)從定時和計數(shù)控制上看，電氣控制系統(tǒng)采用時間繼電器的延時動作進行時間控制，時間繼電器的延時時間易受環(huán)境溫度和溫度變化的影響，定時精度不高。而PLC采用半導體集成電路作定時器，時鐘脈沖由晶體振蕩器產生，精度高，定時范圍寬，用戶可以根據(jù)需要在程序中設定定時值，修改方便，不受環(huán)境的影響，且PLC具有計數(shù)功能，而電氣控制系統(tǒng)一般不具備計數(shù)功能。 (5)從可靠性和可維護性上看，由于電氣控制系統(tǒng)使用了大量的機械觸點，其存在機械磨損、電弧燒傷等，壽命短，系統(tǒng)的聯(lián)系多，所以可靠性和可維護性較差。而PLC大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，其壽命長、可靠性高,PLC還具有自診斷功能，能查出自身故障，隨時顯示給操作人員，并能動態(tài)地監(jiān)視控制程序的執(zhí)行情況，為現(xiàn)場調試和維護提供方便。 PLC在工業(yè)產品中的應用在1987年國際電工委員會（International Electrical Committee）頒布的PLC標準草案中對PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計?！?1世紀，PLC會有更大的發(fā)展。技術上，計算機技術的新成果會更多地應用于可編程控制器的設計和制造上，會有運算速度更快、存儲容量更大、智能更強的品種出現(xiàn)；產品規(guī)模上，會進一步向超小型及超大型方向發(fā)展；從產品的配套性上看，產品的品種會更豐富、規(guī)格更齊全，完美的人機界面、完備的通信設備會更好地適應各種工業(yè)控制場合的需求；伴隨著計算機網(wǎng)絡的發(fā)展，可編程控制器作為自動化控制網(wǎng)絡和國際通用網(wǎng)絡的重要組成部分，將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領域發(fā)揮越來越大的作用。本文介紹以FX2N系列PLC為核心的電鍍生產線控制，詳細闡述了其工作原理、基本功能框圖、關鍵設計技術及軟件工作流程，極高的性價比。可編程控制器作為控制器的自動控制系統(tǒng)，實質上就是一種用于工業(yè)控制的專用計算機，它既可進行開關量的控制，又可實現(xiàn)模擬量的控制。PLC 采用了典型的計算機結構，主要由中央處理器、存儲器、輸入輸出接口電路、電源等組成。CPU是整個PLC的核心，起神經中樞的作用。它按照PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中。存儲器是具有記憶功能的半導體電路，分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。 PLC 雖具有微機的許多特點，但它的工作方式與微機有很大不同。微機一般采用等待命令的工作方式，而PLC則采用循環(huán)掃描工作方式。在PLC中用戶程序按先后順序存放。在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)對每個程序，處理器從第一條指令開始執(zhí)行，直至遇到結束符后又返回第一條，如此周而復始不斷循環(huán)，每一個循環(huán)成為一個掃描周期。掃描周期的長短去決定于以下幾個因素：一是處理器執(zhí)行指令的速度；二是執(zhí)行每條指令占用的時間；三是程序中指令條數(shù)的多少。一個掃描周期大致可分為輸入/輸出刷新和執(zhí)行指令兩個階段。 河南城建學院本科畢業(yè)設計（論文） 電鍍生產線總體設計方案 3 電鍍生產線的總體設計方案 電鍍行車設計思路 總體設計方案分為硬件設計與軟件設計兩大部分，是以可編程控制器來進行控制和數(shù)據(jù)的處理與傳輸，同時配以相應硬件電路來控制升降電動機、前后電動機動作，來實現(xiàn)電鍍行車的全自動運行。電鍍行車采用遠距離控制，起吊物品是有待進行電鍍的各種產品零件。根據(jù)電鍍加工工藝的要求，圖中電鍍槽、回收液槽、清洗槽槽中裝有各種電鍍液。實際生產中電鍍槽的數(shù)量由電鍍工藝要求決定，本設計中以3個電鍍槽進行介紹，在該系統(tǒng)中，每個槽位的定位由行