PLC控制器是如何工作的?PLC控制器核心詳細(xì)介紹
本文中,小編將對控制器" target="_blank">PLC控制器予以介紹,如果你想對它的詳細(xì)情況有所認(rèn)識,或者想要增進(jìn)對它的了解程度,不妨請看以下內(nèi)容哦。
一、PLC控制器工作原理
當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過程一般分為三個階段,即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運(yùn)行期間,PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個階段。下面,我們來看一下PLC在前兩個階段是如何工作的。
1.輸入采樣階段 在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此,如果輸入是脈沖信號,則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期,才能保證在任何情況下,該輸入均能被讀入。
2.用戶程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段,PLC始終自上而下依次掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每個梯形圖時,總是先掃描梯形圖左側(cè)的觸點(diǎn)構(gòu)成的控制電路,對觸點(diǎn)構(gòu)成的控制電路按左右、上下的順序進(jìn)行邏輯運(yùn)算。 , 然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中邏輯線圈對應(yīng)位的狀態(tài);或刷新I/O映像區(qū)輸出線圈對應(yīng)位的狀態(tài);或者判斷是否執(zhí)行梯形圖指定的特殊功能指令。
在用戶程序執(zhí)行過程中,只有I/O映像區(qū)中輸入點(diǎn)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化,而I/O映像區(qū)或系統(tǒng)RAM中的其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化存儲區(qū)域不會改變。數(shù)據(jù)可能會發(fā)生變化,排在上面的梯形圖,程序執(zhí)行結(jié)果會影響排在下面的使用這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖;反之則刷新排在下方的梯形圖。邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能影響它上面的程序,直到下一個掃描周期。
在程序執(zhí)行過程中,如果使用立即數(shù)I/O指令,可以直接訪問I/O點(diǎn)。即使使用 I/O 指令,輸入過程映像寄存器的值也不會更新。程序直接從I/O模塊取值,輸出過程映像寄存器會立即更新,這與立即輸入有些不同。
二、PLC構(gòu)成核心——CPU介紹
從結(jié)構(gòu)上分,PLC分為固定式和組合式(模塊式)兩種。固定式PLC包括CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等,這些元素組合成一個不可拆卸的整體。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架,這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。
CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(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,同時,診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進(jìn)入運(yùn)行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號,去指揮有關(guān)的控制電路。
CPU主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),是PLC不可缺少的組成單元。
在使用者看來,不必要詳細(xì)分析CPU的內(nèi)部電路,但對各部分的工作機(jī)制還是應(yīng)有足夠的理解。CPU的控制器控制CPU工作,由它讀取指令、解釋指令及執(zhí)行指令。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運(yùn)算器用于進(jìn)行數(shù)字或邏輯運(yùn)算,在控制器指揮下工作。寄存器參與運(yùn)算,并存儲運(yùn)算的中間結(jié)果,它也是在控制器指揮下工作。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),它們決定著PLC的工作速度,IO數(shù)量及軟件容量等,因此限制著控制規(guī)模。
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