如何理解PLC的扫描周期

如何理解PLC的扫描周期,第1张

1、当可编程逻辑控制器投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。不同型号的PLC控制器,循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。

2、输入采样阶段。在输入采样阶段,PLC控制器以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。

3、用户程序执行阶段。在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

4、输出刷新阶段。当扫描用户程序结束后,PLC控制器就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC控制器的真正输出。同样的若干条梯形图,其排列次序不同,执行的结果也不同。另外,采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。

PLC在运行(RUN)模式,反复不停地重复图1-2所示的5个阶段的任务。在停止(STOP)模式,只执行上面两个阶段的任务。

在内部处理阶段,PLC完成硬件自检测和将监控定位时器复位等内部工作。在通信服务阶段,PLC处理与计算机、编程器以及别的智能装置的通信。PLC这种循环执行任务的工作方式称为扫描工作方式。

在PLC的存储器中,设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态,它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器(见图1-3)。PLC梯形图中其他编程元件也有对应的映像存储区,它们统称为元件映像寄存器。

在输入处理阶段,PLC一次性集中地读入所有外部输入电路的接通/断开状态,并用二进制数的形式将它们存入输入映像寄存器。

PLC的用户程序由若干条指令组成,指令在存储器中顺序排列。在没有跳转指令时,CPU从第一条指令开始,逐条顺序地执行用户程序,直到用户程序结束。执行指令时,从元件映像寄存器中将有关编程元件的0、1状态读出来,并根据指令的要求执行相应的逻辑运算,最后的运算结果写入到线圈或输出类指令对应的元件映像寄存器中。

在输出处理阶段,CPU一次性集中地将输出映像寄存器的0、1状态传送到输出模块。PLC这种输入、输出方式称为批量输入与批量输出。

PLC的工作方式是循环扫描加中断处理

plc特点1可靠性高,抗干扰能力强

高可靠性是电气控制设备的关键性能。PLC由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性。例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。从PLC的机外电路来说,使用PLC构成控制系统,和同等规模的继电接触器系统相比,电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一,故障也就大大降低。此外,PLC带有硬件故障自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息。在应用软件中,应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序,使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。这样,整个系统具有极高的可靠性也就不奇怪了。

2配套齐全,功能完善,适用性强

PLC发展到今天,已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。可以用于各种规模的工业控制场合。除了逻辑处理功能以外,现代PLC大多具有完善的数据运算能力,可用于各种数字控制领域。近年来PLC的功能单元大量涌现,使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展,使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

3易学易用,深受工程技术人员欢迎

PLC作为通用工业控制计算机,是面向工矿企业的工控设备。它接口容易,编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

4系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。

5体积小,重量轻,能耗低

以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。

应用中的注意事项:在编写PLC程序之前,首先应对系统的特点和运行过程进行分析。在一般的工业生产过程中,系统内每台设备开始时均处于初始状态。一、初始状态包括1、供设备用电的电源正常。2、设备选择在自动方式,即PLC控制方式。3、该设备的保护、控制及信号已复位。在确定每台设备均满足初始状态后,由 *** 作员下达起动命令,整个系统从初始状态出发进入起动过程。自检中任一台设备不满足起动的初始条件均不能进行起动 *** 作。在起动过程中各设备状态不断改变,各个单体设备根据工艺流程顺序起动运行,向稳定运行状态前进,最后进入稳定运行状态。稳定运行状态的时间视生产情况确定。当一段生产工作完成后,由 *** 作员 *** 作或由停车条件自动发出停车命令,系统即进入停止过程,待最后一台设备停止完毕后,整个系统又回到了初始状态,等待下一周期。二、过程1、在初始阶段,系统各设备自检发生的故障

a.供电电源或设备不正常。b.设备控制状态是否选择自动方式。c.未排除故障。2、起动故障常见起动故障为起动超时故障,即PLC驱动输出继电器动作,在正常时间内电动机未能相应起动。3、运行故障在系统运行中,可能出现电动机过载跳闸、自动方式被人为改变、保护人身和设备安全的急停开关动作等突发性事件或故障。以上故障和信号任一种出现,均应将PLC程序立即转入执行停止命令阶段,按程序设定停止生产流程,对于这种需立即中止生产过程的故障,称之为一类故障。在实际生产中还有另一种故障不需要立即停止生产流程,如除尘器,该类设备在整个生产流程中属于附属设备,如不运行也不会影响生产的正常进行,当其发生故障时,PLC系统可先停掉该设备并向 *** 作员发出声、光报警信号,由总调度室指派维修人员进行设备检修而PLC系统可继续执行生产主流程程序,这类故障可称为二类故障。

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