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PLC控制系统的扫描工作原理

时间:2020-08-15 08:29 来源:煊荣自动化 煊荣自动化 浏览量:

  PLC控制系统是专用工业控制计算机,通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制。

  PLC控制系统是按集中输入、集中输出、周期性循环扫描的方式进行工作的。PLC的CPU是以分时操作系统方式来处理各项任务的,每一瞬间只能做一件事情,程序的执行是以串行方式依次完成相应元件的控制动作,以循环扫描工作方式周而复始工作。

  PLC控制系统的扫描工作原理

  PLC控制系统是通过反映控制要求的用户程序来执行相应的操作,从而完成控制任务的。CPU只能按分时操作(串行工作)方式,每一次执行一个操作,按程序要求逐个执行。由于CPU的运算处理速度很快,所以从宏观上来看,PLC外部出现的结果似乎是同时(并行)完成的。这种串行工作过程称为PLC控制系统的扫描工作方式。

  (1)PLC控制系统的扫描工作方式

  扫描工作方式在执行用户程序时,扫描是从程序的第一条指令开始,在无中断或跳转控制的情况下,按程序存储顺序的先后,逐条执行。在程序执行完后,再回到第一条指令开始扫描执行,周而复始重复运行。

  PLC控制系统的扫描工作方式与继电器控制的工作原理明显不同。继电器控制装置采用硬逻辑的并行工作方式,如果某个继电器的线圈通电或断电,那么该继电器的所有动合和动断触点不论在控制线路的哪个位置上,都会立即同时动作;而PLC控制系统采用扫描工作方式(串行工作方式),如果某个软元件的线圈被接通或断开,其所有的触点不会立即动作,必须等扫描到该软元件才会动作。但由于PLC的扫描速度快,通常PLC与电气控制装置在I/O的处理结果上并没有什么差别。

  用扫描工作方式执行用户程序时,扫描是从程序第一条指令开始,在无中断或跳转控制的情况下,按程序存储顺序的先后,逐条执行用户程序,直到程序结束。然后再重新开始扫描程序,周而复始重复运行。

  (2)PLC控制系统的扫描过程

  PLC控制系统的扫描工作过程除了执行用户程序外,在每次扫描工作过程中还要完成内部处理、通信服务工作。整个扫描工作过程主要包括内部处理、通信服务、输入采样、程序执行和输出刷新五个阶段。整个过程扫描执行一遍所需的时间称为扫描周期。扫描周期与CPU运行速度、PLC硬件配置及用户程序长短有关,典型值为1~100ms。

  在内部处理阶段,进行PLC自检,检查内部硬件是否正常,对监视定时器(WDT)复位以及完成其他一些内部处理工作。

  在通信服务阶段,PLC控制系统与上位机或其他智能装置实现通信,响应编程器键入的命令,更新编程器的显示内容等。

  当PLC控制系统处于停止(STOP)状态时,仅完成内部处理和通信服务工作。当PLC控制系统处于运行(RUN)状态时,除完成内部处理和通信服务工作外,还要完成输入处理、程序执行、输出处理工作。

  PLC控制系统的扫描工作方式简单直观,便于程序的设计,并为可靠运行提供了保障。当PLC控制系统扫描到的指令被执行后,其结果马上就被后面将要扫描到的指令所利用,而且还可通过CPU内部设置的监视定时器来监视每次扫描是否超过规定时间,避免由于CPU内部故障使程序执行进入无限循环。

 

PLC控制系统的扫描原理

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