【正文】 2. 與編程器交換信息的掃描階段 用戶程序通過編程器寫入 PLC，以及用編程器進行在線監(jiān)視和修改時， CPU將總線的控制權交給編程器， CPU處于被動狀態(tài)。當編程器完成處理工作或達到信息交換的規(guī)定時間， CPU重新得到總線權，并恢復主動狀態(tài)。 在這一掃描階段，用戶可以通過編程器修改內(nèi)存程序，啟動或停止 CPU，讀 CPU狀態(tài)，封鎖或開放輸入 /輸出，對邏輯變量和數(shù)字變量進行讀寫等。 3. 與數(shù)字處理器 DPU交換信息的掃描階段 當系統(tǒng)配有數(shù)字處理器時，一個掃描周期中才包含這一階段。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 4. 網(wǎng)絡進行通信的掃描階段 在配有網(wǎng)絡的 PLC系統(tǒng)中，才有通信掃描階段。在這一階段， PLC與 PLC之間， PLC與磁帶機或與上位計算機之間進行信息交換。 5. 用戶程序掃描階段 PLC處于運行狀態(tài)時，一個掃描周期中包含了用戶程序掃描階段。 在用戶程序掃描階段，對應于用戶程序存儲器所存的指令，PLC從輸入狀態(tài)暫存區(qū)和其他軟元件的狀態(tài)暫存區(qū)中將有關元件的通 /斷狀態(tài)讀出，從第一條指令開始順序執(zhí)行，每一步的執(zhí)行結果均存入輸出狀態(tài)暫存區(qū)。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 6. 輸入 /輸出 (I/O)服務掃描階段 CPU在執(zhí)行用戶程序時，使用的輸入值不是直接從實際輸入端得到的，運算的結果也不直接送到實際輸出端，而是在內(nèi)存中設置了兩個暫存區(qū)，一個是輸入暫存區(qū)或稱輸入映像寄存器，一個是輸出暫存區(qū)或稱輸出映像寄存器。用戶程序中所用到的輸入值是輸入狀態(tài)暫存區(qū)的值，運算結果放在輸出狀態(tài)暫存區(qū)中。圖 I/O服務階段的信息流程圖。在輸入服務 (輸入采樣及輸入刷新 )掃描過程中， CPU 將實際輸入端的狀態(tài)讀入輸入狀態(tài)暫存區(qū)。在輸出服務 (輸出刷新與鎖存 )掃描過程中， CPU將輸出狀態(tài)暫存區(qū)的值同時傳送到輸出狀態(tài)鎖存器。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 由于輸入 /輸出暫存區(qū)的設置，使 PLC對輸入 /輸出的處理具有以下特點： 輸入狀態(tài)暫存區(qū)的數(shù)據(jù)，取決于輸入服務階段各實際輸入點的通 /斷狀態(tài)。在用戶程序執(zhí)行階段，輸入狀態(tài)暫存區(qū)的數(shù)據(jù)不再隨輸入的變化而變化。 在用戶程序執(zhí)行階段，輸出狀態(tài)暫存區(qū)的內(nèi)容隨程序執(zhí)行結果不同而隨時改變，但輸出狀態(tài)鎖存器的內(nèi)容不變。 在輸出服務階段，將用戶程序執(zhí)行階段的最終結果由輸出狀態(tài)暫存區(qū)傳遞到輸出狀態(tài)鎖存器。輸出端子的狀態(tài)由輸出狀態(tài)鎖存器決定。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 I/O服務階段與用戶程序執(zhí)行階段 輸入端子輸入濾波及光電耦合輸入狀態(tài)暫存器輸出狀態(tài)鎖存器輸出狀態(tài)暫存器輸出光電耦合及功率放大輸出端子輸入? ? ? ? ? ? ? ?輸出梯形圖輸入采 樣階段 用戶程 序執(zhí)行階段輸出執(zhí) 行階段電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 二 小型 PLC的工作過程 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 上 電清 I / O 和內(nèi)部 電器復位定 時器檢查總 線及 I / O 邊接情 況復位監(jiān) 視定時器檢查硬 件和程序存 儲器復位監(jiān) 視定時器輸出刷 新執(zhí)行用 戶程序輸入采 樣復位監(jiān) 視定時器執(zhí)行來 自外設( 如編程器 ) 的命令正確？置錯誤 標志和光顯 示錯誤還 是報警？NY錯誤報警電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 小型 PLC的工作過程可以分為四個掃描階段。 ① 一般處理掃描階段。在此掃描階段 PLC復位 WDT，檢查I/O總線和程序存儲器。 ② 執(zhí)行外設命令掃描階段。在此階段 PLC執(zhí)行編程器、圖形編程器等外設輸入的命令。 ③ 執(zhí)行用戶程序掃描階段。 ④ 數(shù)據(jù)輸入 /輸出掃描階段。與大中型 PLC的 I/O服務階段類似。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 三 輸入 /輸出響應的滯后現(xiàn)象 響應時間的大小與以下因素有關： ① 輸入濾波的時間常數(shù) (輸入延遲 )； ② 輸出繼電器的機械滯后 (輸出延遲 )； ③ PLC的循環(huán)掃描工作方式； ④ PLC的輸入采樣、輸出刷新的特殊處理方式； ⑤ 用戶程序中語句的安排，程序的優(yōu)化。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 PLC的最短響應時間 數(shù)據(jù)入 / 出 時間輸入采 樣/ 輸出刷新時 間掃描時 間 掃描時 間執(zhí)行指 令 執(zhí)行指 令掃描輸入輸出輸入延 遲時間輸出延 遲時間最短 I / O 響應時 間C P U 讀輸入 ( 采 樣)電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 PLC的最長響應時間 最長響應時間＝輸入延遲時間＋二個掃描周期＋輸出延遲時間 輸入采 樣/ 輸出刷新時間掃描輸入輸出最短 I / O 響應時 間C P U 讀輸入 ( 采樣)掃描時 間 掃描時 間執(zhí)行指 令 執(zhí)行指 令輸入延 遲時間輸出延 遲時間電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 PLC的使用步驟 1．系統(tǒng)設計 通過系統(tǒng)設計確定被控制對象的動作及動作順序。例如用CPM2A來控制一個報警器或加熱器周期性通 (ON)和斷 (OFF)，TIM000導通時間 5 s， TIM001斷開時間 3 s。 2． I/O分配 通過 I/O分配確定哪些信號是送到 PLC的，并分配給相應的輸入端號，哪些信號是由 PLC送到被控對象的，并分配給相應的輸出端號。此外，對用到的 PLC內(nèi)部的計數(shù)器、定時器等也要進行分配。 PLC是通過編號來識別信號的。 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 I/O分配表 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 例題的接線圖 0 0 0 0 20 0 0 0 3C O M C O MD C 2 4 V0 1 0 0 0C P M 2 A報警燈S B 1S B 2AC2 2 0 V～電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 例題的梯形圖和時序圖 0 1 0 0 0T I M0 0 1T I M0 0 02 0 0 0 00 0 0 0 2 0 0 0 0 32 0 0 0 02 0 0 0 0T I M 0 0 1T I M 0 0 0T I M 0 0 02 0 0 0 05 . 0 s3 . 0 s ON5 . 0 sON5 . 0 sON5 . 0 sON3 . 0 s 3 . 0 s 3 . 0 sO F F O F F O F F0 0 0 0 20 0 0 0 30 1 0 0 0電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 4．助記符機器程序 助 記 符 程 序 電氣控制與 PLC 第四章 PLC結構和工作原理 5．編輯程序 編輯程序檢查程序中每條語句是否有語法錯誤，若有則修改。這項工作在編程器上進行。 6．調(diào)試程序 調(diào)試程序檢查程序是否能正確完成邏輯要求，若不合要求，可以在編程器上修改。 程序設計 (包括畫梯形圖、寫助記符程序、編輯、甚至調(diào)試 )也可在別的工具上進行。如 IBMPLC機，只要這個計算機配有相應編程的軟件。 7．保存程序 調(diào)試通過的程序，可利用寫入器固化在 EPROM中或保存在磁帶上備用。