三菱电机小型可编程序控制器应用指南：PLC运行原理与顺序控制

1.扫描工作方式

PLC有两种工作模式，即运行（RUN）模式与停止（STOP）模式。在运算模式中，PLC通过反复执行反应控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使PLC的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是不断地重复执行，直至PLC停机或切换到STOP工作模式。

除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，PLC还要完成内部处理、通信服务等工作，一次循环可以分为5个阶段，如图3-1所示。PLC的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入－输出关系来看，处理程序似乎是同时完成的。

在内部处理阶段，PLC检查CPU模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些其他内部工作。

图3-1 扫描过程

在通信服务阶段，PLC与其他带微处理器的智能装置通信，响应编程设备输入的命令，更新编程设备的显示内容。

当PLC处于停止（STOP）模式时，只执行以上两个阶段的操作。PLC处于运行（RUN）模式时，还要完成另外3个阶段的操作。

PLC执行程序的过程是通过循环执行如图3-2所示的处理顺序而实现顺序控制的。分为3个阶段，即输入处理阶段、程序处理阶段、输出处理阶段。

2.扫描周期

PLC在RUN工作模式时，执行一次图3-1所示的扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值约为1～100ms。扫描周期与用户程序的长短、指令的种类和CPU执行指令的速度有很大的关系。当用户程序较长时，指令执行时间在扫描周期中占相当大的比例。编程软件可以监测扫描周期的当前值、最大值和最小值。(www.xing528.com)

1）输入处理

PLC在执行程序前，将PLC的所有输入端子的ON／OFF状态读入映像区。程序执行过程中即使输入发生变化，输入映像区的内容也不会变化，在执行下一个循环的输入处理时读取该变化。此外，输入触点即使从ON→OFF变化，或OFF→ON变化，可判断其ON／OFF之前，根据输入滤波器的情况可能有出现响应延迟。

2）程序处理

图3-2 PLC执行程序的过程

PLC根据程序内存中的指令内容，从输入映像区和其他软元件的映像区中读出各软元件的ON／OFF状态，然后从0步依次开始运算，并将每次得出的结果写入到映像区。因此，各软元件的映像区随着程序的执行逐步改变其内容。

此外输出继电器的内部触点根据输出映像区的内容而执行动作。

3）输出处理

所有指令执行结束后，输出映像区中的ON／OFF状态会传送至输出锁存内存，这个就作为PLC的实际输出。

PLC的外部输出用触点，经过输出用元器件的响应延迟时间后动作。