數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)裝調(diào) 課件 019 PLC工作原理

PLC工作原理本書編寫組ContentsPage目錄03信息刷新方式04輸入／輸出滯后時(shí)間01PLC的工作方式和工作過程02PLC掃描工作方式的特點(diǎn)3PLC的工作方式和工作過程

PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。

CPU對(duì)用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)掃描，并用周期性地集中采樣、集中輸出的方式來完成的。4掃描周期主要包括（1）讀輸入階段。每次掃描周期的開始，先讀取輸入點(diǎn)的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域。

（2）執(zhí)行程序階段。用戶程序執(zhí)行階段，PLC按照梯形圖的順序，自左而右，自上而下的逐行掃描。

（3）處理通信請(qǐng)求階段。（4）執(zhí)行CPU自診斷測(cè)試階段。（5）寫輸出階段。5

PLC的掃描過程：6

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輸入采樣階段

PLC以掃描方式順序讀入輸入端子的通斷狀態(tài)（ON/OFF），并寫入相應(yīng)的輸入狀態(tài)寄存器中，即刷新輸入，接著轉(zhuǎn)入程序執(zhí)行階段。

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程序執(zhí)行階段

PLC按先左后右，自上而下的順序?qū)γ織l指令進(jìn)行掃描，并將相應(yīng)的運(yùn)算和處理結(jié)果寫入輸出狀態(tài)寄存器中。

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輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完畢后，輸出狀態(tài)寄存器的通斷狀態(tài)轉(zhuǎn)寫入輸出鎖成器中，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的輸出設(shè)備，產(chǎn)生PLC的實(shí)際輸出。經(jīng)過這三個(gè)階段，PLC完成一個(gè)掃描周期。

“順序掃描、不斷循環(huán)”7工作原理:PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，包括內(nèi)部處理、通訊操作、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理幾個(gè)階段。

PLC執(zhí)行的五個(gè)階段，稱為一個(gè)掃描周期，PLC完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。8PLC與微機(jī)、繼電接觸器工作方式比較：PLC的工作方式：循環(huán)掃描（串行）微機(jī)的工作方式：等待命令繼電接觸器的工作方式：并行9PLC掃描工作方式的特點(diǎn)：

簡(jiǎn)單直觀，簡(jiǎn)化了程序的設(shè)計(jì)，并為PLC的可靠運(yùn)行提供了保證；

系統(tǒng)監(jiān)視定時(shí)器WDT可監(jiān)視每次掃描的時(shí)間，并在每個(gè)掃描周期內(nèi)都要對(duì)WDT進(jìn)行復(fù)位操作。如果系統(tǒng)的硬件或用戶軟件發(fā)生了故障，WDT就會(huì)超時(shí)自動(dòng)報(bào)警，并停止PLC的運(yùn)行，從而避免了程序進(jìn)入死循環(huán)的故障。10信息刷新方式

輸入刷新是在輸入采樣階段進(jìn)行

輸出刷新是在輸出采樣階段進(jìn)行輸入刷新除了在輸入采樣階段進(jìn)行外，在程序執(zhí)行階段每隔一定時(shí)間還要刷新一次。

輸出刷新除了在輸出處理階段進(jìn)行外，在程序執(zhí)行階段，凡是程序中有輸出指令的地方，該指令執(zhí)行后又立即進(jìn)行一次輸出刷新。11輸入／輸出滯后時(shí)間輸入輸出滯后時(shí)間又稱為系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是指從PLC外部輸入信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻起至它所控制的有關(guān)外部輸出信號(hào)發(fā)生變化的時(shí)刻止之間的時(shí)間間隔。輸入輸出滯后時(shí)間由輸入電路的濾波時(shí)間、輸出模塊的滯后時(shí)間和因掃描工作方式產(chǎn)生的滯后時(shí)間三部分所組成。12輸入模塊的RC濾波電路用來濾除由輸入端引起的干擾噪聲，消除因外接輸入觸點(diǎn)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生抖動(dòng)引起的不良影響。濾波時(shí)間常數(shù)決定了輸入濾波時(shí)間的長(zhǎng)短,其典型值為10ms左右。輸出模塊的滯后時(shí)間與模塊開關(guān)元件的類型有關(guān)：繼電器型輸出電路的滯后時(shí)間一般最大值在10ms左右。雙向可控硅型輸出電路的滯后時(shí)間在負(fù)載被接通時(shí)的滯后時(shí)間約為1ms，負(fù)載由導(dǎo)通到斷開時(shí)的最大滯后時(shí)間為10ms。晶體管型輸出電路的滯后時(shí)間一般在1ms左右。13最短響應(yīng)時(shí)間:

在一個(gè)掃描周期剛結(jié)束時(shí)就收到了有關(guān)輸入信號(hào)的變化狀態(tài)，則下一個(gè)掃描周期一開始這個(gè)變化信號(hào)就可以被采樣到，這時(shí)響應(yīng)時(shí)間最短最短響應(yīng)時(shí)間=輸入延遲時(shí)間+1個(gè)掃描周期+輸出延遲時(shí)間最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間：在一個(gè)掃描周期剛開始收就收到一個(gè)輸入信號(hào)的變化狀態(tài)，由于存在輸入延遲，則在當(dāng)前掃描周期內(nèi)這個(gè)輸入信號(hào)對(duì)輸出不會(huì)起作用，要到下一個(gè)周期快結(jié)束時(shí)的輸出刷新階段，輸出才會(huì)做出反應(yīng)，這個(gè)響應(yīng)時(shí)間最長(zhǎng)。最長(zhǎng)響應(yīng)時(shí)間=輸入延遲時(shí)間+2個(gè)掃描周期+輸出延遲時(shí)間PLC的輸入輸出之間的響應(yīng)總有時(shí)間差，產(chǎn)生