PLC的工作原理
PLC控制系统等效工作电路可分为3个部分，即输入部分、逻辑部分和输出部分。输入部分和输出部分与继电器控制电路相同，逻辑部分是通过编程方法实现的控制逻辑，用软件编程代替继电器电路的功能。
PLC系统等效工作电路图
(1)输入部分输入部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入继电器组成。外部输入信号经PLC输入接线端子驱动输入继电器线圈。每个输入端子与其相同编号的输入继电器有着唯一确定的对应关系。 当外部输入元件处于接通状态时，对应的输入继电器线圈“得电”(注意:这个输入继电器是PLC内部的“软继电器”，即PLC内部存储单元中的某个位)。为使输入继电器的线圈“得电”，即让外部输入元件的接通状态写入与其对应的基本单元中去，输入回路要有电源。输入回路所使用的电源，可以是PLC内部提供的24 V直流电源(其负载能力有限)，也可以是PLC外部的独立交流或直流电源。需要注意的是:输入继电器的线圈只能由来自现场的输入元件(如按钮、传感器、行程开关的触点以及各种检测和保护器件的触点或动作信号等)驱动，而不能用编程的方式去控制。所以，在梯形图程序中，只能使用输入继电器的触点，不能使用输入继电器的线圈。(2)逻辑部分。内部控制逻辑是指由用户程序规定的逻辑关系对输入/输出信号的状态进行监测、判断、运算和处理，然后得到相应的输出。一般用户常使用梯形图语言编程。(3)输出部分。输出部分是由PLC内部以及与内部相隔离的输出继电器的外部动合触点、输出接线端子、外部驱动电路组成，用来驱动外部负载。PLC的内部控制电路中有许多输出继电器，每个输出继电器除了为内部控制电路提供编程用的任意多个动合、动断触点外，还为外部输出电路提供一个实际的与输出接线端子相连的动合触点。驱动外部负载电路的电源必须由外部电源提供，电源种类及规格可根据负载要求去配备。（2) PLC 的工作过程PLC的工作过程与微型计算机有很大的差别。小型PLC的工作过程有两个显著特点：一个是周期性扫描:另一个是集中批处理。PLC在运行过程中总是处于不断循环的顺序扫描过程中。每次扫描所用的时间称为扫描周期或工作周期。CPU 从第一条指令 开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令 开始新的一轮扫描。 PLC 就是这样周而复始地重复上述循环扫描工作的。每个扫描周期长短不一，这主要取决于程序的长短、复杂程度、扫描速度、每一个扫描周期不同的执行情况等。 小型PLC的工作过程大致可以分为4个扫描阶段：公共处扫描阶段（自检），输入采样扫描阶段，执行用户程序阶段，输出刷新扫描阶段。公共处理扫描阶:其包括PLC自检、执行来自外设的命令以及对警戒时钟(即看门狗定时器)清零。输入采样扫描阶段：这是第一个集中批处理阶段。在这个阶段，PLC按顺序逐个采集所有输入端子上的信号，而不管端子上是否接线。CPU顺序读取全部输入端，并将所有采集到的信号写到输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新。输入采样阶段结束后，在当前扫描周期内，输入映像寄存器中的内容不变，所以，一般来说，输入信号的宽度要大于一个扫描周期或者说输入信号的频率不能太高，否则很可能造成信号的丢失。执行用户程序扫描阶段：本阶段PLC对用户程序按从左到右、自上而下的顺序进行扫描，逐个采集所有输入端子上的信号，每扫描到一条指令，所需要的信息从输入映像寄存器或元件映像寄存器中去读取。每次运算结果，都立即写入元件映像寄存器中，以备后边扫描时所利用。对输出继电器的扫描结果，不是马上去驱动外部负载，而是将结果写入元件映像寄存器中的输出映像寄存器中，待输出刷新阶段集中进行批处理。输出刷新扫描阶段： CPU 对全部用户程序扫描结束后，将元件映像寄存器中的各输出继电器状态同时送到输出锁存器中，再由输出锁存器经输出端子去驱动各输出继电器所带的负载。在下一个输出刷新阶段开始之前，输出锁存器的状态不会改变。输出刷新阶段结束后，CPU 将自动进入下一个扫描周期。由PLC的工作特点可知，PLC 对输入/输出的处理规则如下:(1)输入映像寄存器中的数据是在输入采样扫描阶段扫描到的输入信号的状态，在本扫描周期内，这些数据不随外部信号的变化而变化。(2)输出映像寄存器( 包含在元件映像寄存器中)的数据取决于输出指令的执行结果。(3)输出锁存器的数据，由上一次输出刷新期间从输出映像寄存器中集中写入。(4)输出端子的接通和断开状态，由输出锁存器中的数据决定。(5)执行程序中所需要的数据是从输入映像寄存器和输出映像寄存器及其他各元件映像寄存器中读取。
PLC对输入输出的处理规则
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