可编程控制器的工作原理详解

PLC不像计算机那样只要顺序执行程序就可以完成控制任务，而是采用循环扫描的工作方式，即执行完一次用户程序后，又返回去执行第二次、第三次、……直至停机。PLC的工作过程分为3个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图1-4所示。在每一个扫描周期内，PLC定时采集现场的全部有关信息，存放在某一指定的存储区域——输入映像区。执行用户程序时所需的现场信息都从输入映像区取用，而不是直接取自外设。同样，对输出给被控对象的控制信息，也不采用形成一个就去输出改变一个的控制方法，而是先把控制信息存放在某个特定区域——输出映像区，当扫描结束后，将输出映像区的控制信息集中输出，进而改变被控对象的状态。输入映像区和输出映像区统称I/O映像区。

图1-4　PLC的扫描工作过程

1.输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描方式读入输入端的状态并存入输入映像区的相应寄存器中，接着进入程序执行阶段。在非输入采样阶段，无论输入状态如何变化，输入映像寄存器的内容都保持不变，直到进入下一个扫描周期的输入采样阶段，PLC才会将输入端的状态读入输入映像寄存器中。(www.xing528.com)

2.程序执行阶段

在程序执行阶段，根据梯形图程序先左后右、先上后下的扫描原则，PLC顺序扫描用户程序，遇到跳转指令，则根据转移条件决定程序的走向。若指令中的元件为输出元件，则使用当时输出映像寄存器中的状态值进行运算。若程序的结果为输出元件，则将运算结果写入输出映像寄存器。输出映像寄存器中的每一个元件会随着程序执行的进程而变化。

3.输出刷新阶段

在程序执行完毕后，输出映像寄存器中的继电器的通断状态传送至输出锁存器，形成PLC的实际输出，驱动相应外设。

以上是PLC的扫描工作过程。只要PLC处于RUN状态，它就反复地循环工作。PLC的扫描周期就是它完成一个完整循环扫描所需的工作周期，即从读入输入状态到发出输出信号所用的时间，它与程序的步数、时钟频率以及所用指令的执行时间有关。一般输入采样和输出刷新只需要1～2ms，所以扫描时间主要由用户程序执行时间决定。