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可編程控制器的工作原理與輸入輸出
發(fā)布者:泉州風(fēng)騰自動(dòng)化設(shè)備有限公司  發(fā)布時(shí)間:2023-02-14 11:27:49
任何一種繼電器控制系統(tǒng)是由三個(gè)部分組成的,即輸入部分,邏輯部分,輸出部分,其中輸入部分是指各類按鈕、開關(guān)等;邏輯部分是指由各種繼電器及其觸點(diǎn)組成的實(shí)現(xiàn)一定邏輯功能的控制線路;輸出部分是指各種電磁閥線圈,接通電動(dòng)機(jī)的各種接觸器以及信號(hào)指示燈等執(zhí)行電器。如圖1所示,是一種簡單的繼電器控制系統(tǒng)。

圖1  指示燈控

圖中X1、X2是兩個(gè)按鈕開關(guān),Y1、Y2是兩個(gè)繼電器,T1是時(shí)間繼電器。其工作是過程是:當(dāng)X1、X2任何一個(gè)按鈕按下,線圈Y1接通,Y1的常開觸點(diǎn)閉合,指示燈紅燈亮。此時(shí)時(shí)間繼電器T1同時(shí)接通并開始延時(shí),當(dāng)延時(shí)到2S后,線圈Y2接通,常開觸點(diǎn)閉合,綠燈亮。

從上面這個(gè)例子可以知道,繼電器控制系統(tǒng)是根據(jù)各種輸入條件去執(zhí)行邏輯控制線路,這些邏輯控制線路是根據(jù)控制對象的需要以某種固定的線路連接好的,所以不能靈活變更。

和繼電器控制系統(tǒng)類似,PLC也是由輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成。如圖2所示:

各部分的主要作用是:

輸入部分:收集并保存被控對象實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)的信息(被控對象上的各種開關(guān)量信息或操作命令等)。

邏輯部分:處理輸入部分報(bào)取得的信息,并按照被控對象的實(shí)際動(dòng)作要求正確的反映。

輸出部分:提供正在被控制的裝置中,哪幾個(gè)設(shè)備需要實(shí)施操作處理。

用戶程序通過編程器或其它輸入設(shè)備輸入并存放在PLC的用戶存儲(chǔ)器中。當(dāng)PLC開始運(yùn)行時(shí),CPU根據(jù)系統(tǒng)監(jiān)控程序的規(guī)定順序,通過掃描,完成各輸入點(diǎn)的狀態(tài)采集或輸入數(shù)據(jù)采集、用戶程序的執(zhí)行、各輸出點(diǎn)狀態(tài)更新、編程器鍵入響應(yīng)和顯示更新及CPU自檢等功能。

PLC掃描既可按固定的程序進(jìn)行,也可按用戶程序規(guī)定的可變順序進(jìn)行。

PLC采用集中采樣、集中輸出的工作方式,減少了外界的干擾。

由以上分析,可以把PLC的工作過程為三個(gè)階段,即輸入采樣階段、程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。

(1)輸入采樣階段

PLC在輸入采樣階段,首先掃描所有輸入端子,并將各輸入存入內(nèi)存中各對應(yīng)的輸入映象寄存器。此時(shí),輸入映象寄存器被刷新。接著進(jìn)入程序執(zhí)階段,在程序執(zhí)行階段或輸出階段,輸入映象寄存器與外界隔離,無論信號(hào)如何變化,其內(nèi)容保持不變直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段,才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。

(2)程序執(zhí)行階段

根據(jù)PLC的程序掃描原則,PLC先左后右,先上后下的步序語句逐句掃描。當(dāng)指令涉及到輸入、輸出狀態(tài)時(shí),PLC從輸入映象寄存器中“讀入”對應(yīng)輸入映象寄存器的當(dāng)前狀態(tài),然后,進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算,運(yùn)算結(jié)果再存入元件映象寄存器中,對元件映象寄存器來說,每一個(gè)元件會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。

(3)輸出刷新階段

在所有指令執(zhí)行完畢后,輸出映象寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存寄存器中,通過一定方式輸出,驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。采用集中采樣,集中輸出工作方式的特點(diǎn)是:在采樣周期中,將所有輸入信號(hào)(不管該信號(hào)當(dāng)時(shí)是否采用),一起讀入,此后在整個(gè)程序處理過程中PLC系統(tǒng)與外界隔絕,直到輸出控制信號(hào)到下一個(gè)工作周期再與外界交涉,從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾擾提高了工作的可靠性。

PLC在輸入輸出的處理方面必須尊守以下原則:

①輸入映象寄存器的數(shù)據(jù),取決于輸入端子板上各輸入端子在上一個(gè)周期間的接通、斷開狀態(tài)。

②程序如何執(zhí)行取決于用戶所編程序和輸入輸出映象寄存器的內(nèi)容。

③輸出映象寄存器的數(shù)據(jù)取決于輸出指令的執(zhí)行結(jié)果。

④輸出鎖存器中的數(shù)據(jù),由上一次輸出刷新期間輸出映象寄存器中數(shù)據(jù)決定。

⑤輸出端子的接通斷開狀態(tài),由輸出鎖存器決定。
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