plc的基本組成和工作原理

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯plc的基本組成和工作原理 plc的基本組成可分為兩大部分：硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。 硬件系統(tǒng)是指組成PLC的全部物理電子電路，其中主要有：中央處理器(CPU)、存儲器、輸入/輸出(Input/Output)接口、通信接口、編程器和電源等部分，此外還有擴展設(shè)備和EPROM的讀寫板和打印機等選配的設(shè)備。為了維護、修理的便利，很多PLC采納模塊結(jié)構(gòu)。由中央處理器、存儲器組成主控模塊，輸入單元組成輸入模塊，輸出單元組成輸出模塊，三者通過專用總線構(gòu)成主機，并由電源模塊集中對其供應(yīng)電能。 編程器可采納袖珍式編程器，也可采納安裝有特地plc編程軟件的通用計算機，通過編程口對

2、PLC進行編程。 軟件系統(tǒng)是指管理、掌握、使用PLC，確保PLC正常工作的一整套程序。這些程序有的來自PLC生產(chǎn)廠家，也有的來自用戶。一般稱前者為系統(tǒng)程序，后者為用戶程序。系統(tǒng)程序是指掌握和完成PLC各種功能的程序，側(cè)重于管理PLC的各種資源、掌握和協(xié)調(diào)各硬件的正常動作及關(guān)系，以便充分發(fā)揮整個可編程掌握器的使用效率，便利廣闊用戶的直接使用。用戶程序是指使用者依據(jù)生產(chǎn)工藝要求編寫的掌握程序，它側(cè)重于應(yīng)用，以及輸入、輸出之間的規(guī)律掌握關(guān)系。 PLC等效電路中的繼電器并不是實際的物理繼電器，它實質(zhì)上是存儲器單元的一個“位”寄存器?！拔弧奔拇嫫鞯臓顟B(tài)為“1”時，相當(dāng)于繼電器接通；“位”寄存器的狀態(tài)為“

3、0”時，則相當(dāng)于繼電器斷開。因此，稱這些繼電器為“軟繼電器”。 PLC是采納“挨次掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的，即在PLC運行時，CPU依據(jù)用戶按掌握要求事先編制好并保存于用戶程序存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開頭逐條挨次執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束，然后重新返回第一條指令，開頭下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。 PLC的一個掃描周期必需經(jīng)過輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段及其他一些幫助階段，其中的輸入采樣和輸出刷新在有的場合也稱為I/O刷新。 輸入采樣階段：首先以掃描方式將全部輸入

4、端子的通(ON)斷(OFF)狀態(tài)轉(zhuǎn)換成電平的凹凸?fàn)顟B(tài)“1”或“0”并保存入輸入鎖存器中；然后，將其寫入各自對應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入；隨即關(guān)閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。 程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后挨次掃描執(zhí)行每條指令，經(jīng)相應(yīng)的運算和處理后，其結(jié)果再寫入輸出狀態(tài)寄存器中，輸出狀態(tài)寄存器中全部的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而轉(zhuǎn)變。 輸出刷新階段：當(dāng)全部指令執(zhí)行完畢，輸出狀態(tài)寄存器的通(ON)斷(OFF)狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器中，并通過肯定的方式（繼電器、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應(yīng)被控設(shè)備工作。 PLC的上述工作方式稱之為掃描工作方式，即PLC運行時，需要進行大量的操作，這

5、使得PLC中的CPU只能依據(jù)分時操作原理，按肯定的挨次，每一時刻執(zhí)行一個操作。當(dāng)PLC運行時，在經(jīng)過初始化后，即進入掃描工作方式，且周而復(fù)始地重復(fù)進行，因此也稱PLC的工作方式為“循環(huán)掃描工作方式”。 可以看出，PLC在初始化后，進入循環(huán)掃描。PLC一次掃描的過程，包括公共處理、執(zhí)行程序、循環(huán)時間計算處理、I/O刷新、RS-232端口服務(wù)和外設(shè)端口服務(wù)共五個階段，其所需時間稱為一個工作周期（或掃描周期）。明顯，PLC的掃描周期與用戶程序的長短和該PLC的掃描速度緊密相關(guān)。 PLC在進入循環(huán)掃描前的初始化過程，主要是將全部輸入/輸出、內(nèi)部幫助、特別幫助、幫助記憶繼電器區(qū)域清零，并完成定時器預(yù)置，

6、識別擴展單元等任務(wù)，以保證它們在進入循環(huán)掃描后，正確無誤地工作。 進入循環(huán)掃描后，在公共處理階段，復(fù)位監(jiān)視定時器，進行硬件和用戶內(nèi)存檢查等。一切正常后，才能進行下一步的操作。假如有特別狀況，則依據(jù)錯誤的嚴(yán)峻程度發(fā)出報警或錯誤警示，甚至停止PLC運行。 在程序執(zhí)行階段，CPU按從左向右，自上而下的挨次對每條指令進行解釋、執(zhí)行，CPU從輸入映像寄存器(每個輸入繼電器對應(yīng)一個輸入映像寄存器，其通/斷狀態(tài)對應(yīng)為“1/0”)和元件映像寄存器（即與各種內(nèi)部繼電器、輸出繼電器對應(yīng)的寄存器）中讀出各繼電器的狀態(tài)，依據(jù)用戶程序給出的規(guī)律關(guān)系串（與）并（或）關(guān)系等進行規(guī)律運算，并將運算結(jié)果再寫入元件映像寄存器中。

7、 在掃描周期計算處理階段，若設(shè)定掃描周期為固定值（可由用戶通過DM6619設(shè)定），則進入等待循環(huán)，直到該指定值到達，再往下進行；若設(shè)定掃描周期為不定值（即打算于用戶程序的長短等），則進行掃描周期的計算。 在I/O刷新階段，進行I/O刷新。CPU從輸入電路中讀取各輸入點狀態(tài)，并將此狀態(tài)寫入輸入映像寄存器中；同時將元件映像寄存器的狀態(tài)(1/0)傳送到輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路隔離和功率放大，驅(qū)動外部負(fù)載。 在外設(shè)端口服務(wù)階段，完成與外設(shè)端口連接的外圍設(shè)備或通信適配器的通信處理。循環(huán)掃描的工作方式，既簡潔直觀，又便于用戶程序的設(shè)計，且為PLC的牢靠運行供應(yīng)了牢靠地保障。這種工作方式，使PLC一旦掃描到用戶程序某一指令