PLC的工作基本原理

    PLC是一种工业控制计算机，它的工作原理建立在计算机工作原理之上，即通过执行反映控制要求的用户程序来完成。但CPU是以分时操作系统方式来处理各项任务的，即计算机在每一瞬间只能做一件事情，而且程序的执行是按程序顺序依次完成相应各电器的动作，所以PLC的工作方式是串行的。PLC采用循环扫描的工作方式，整个工作过程可分为输入处理、程序处理、输出处理3个阶段。工作流程如图1-8所示。
    图1-8    工作流程图    1．输入处理    PLC在执行程序前，将PLC的整个输入端子的ON/OFF状态写入到输入数据存储器中。在执行程序的过程中，即使输入变化，输入存储器的内容也不变，而在下一个周期的输入处理时，写入这种变化。输入滤波器会造成输入响应滞后（约10ms），如采用数字滤波的输入端子，可以通过程序修改滤波时间。    2．程序处理    PLC根据程序存储器的指令内容，从输入数据存储器与其他软器件的数据存储器中读出各软器件的ON/OFF状态，从0步开始进行顺序运算，每次将结果写入数据存储器。因此，各软器件的数据存储器随着程序的执行逐步改变内容。而且，输出继电器的内部触点可利用输出数据存储器的内容执行。    3．输出处理    所有命令执行结束时，向输出数据存储器传送输出继电器的数据存储器的ON/OFF状态，这成为PLC的实际输出。PLC的外部输出触点按输出用器件的响应滞后时间(10ms)动作。    上述方式称为成批I/O方式（或刷新方式）。由此可以看出，全部I/O状态的改变需要一个扫描周期。换言之，I/O的状态保持一个扫描周期。扫描周期是PLC元个很重要的指标，小型PLC的扫描周期一般为十几毫秒。PLC的扫描周期和扫描速度与用户程序的长短有关。毫秒级的扫描时间对一般的工业设备是可以接受的，PLC的响应滞后是允许的。但是对某些要求I/O快速响应的设备，则应采取快速响应的处理措施，如选用高速的CPU，则应提高扫描速度，采用快速响应模块、高速计数模块以及不同的中断处理等措施减少滞后时间。影响I/O滞后的主要因素有：输入滤波的惯性；输出继电器触点的惯性；程序的执行时间；程序设计不当的附加影响。对用户来说，选择一个PLC和合理的编制程序是缩短响应的关键。