第四章_PLC的结构和工作原理.ppt

6. 输入/输出(I/O)服务扫描阶段 CPU在执行用户程序时，使用的输入值不是直接从实际输入端得到的，运算的结果也不直接送到实际输出端，而是在内存中设置了两个暂存区，一个是输入暂存区或称输入映像寄存器，一个是输出暂存区或称输出映像寄存器。用户程序中所用到的输入值是输入状态暂存区的值，运算结果放在输出状态暂存区中。图2.3.2给出了用户程序执行阶段与I/O服务阶段的信息流程图。在输入服务(输入采样及输入刷新)扫描过程中，CPU 将实际输入端的状态读入输入状态暂存区。在输出服务(输出刷新与锁存)扫描过程中，CPU将输出状态暂存区的值同时传送到输出状态锁存器。 由于输入/输出暂存区的设置，使PLC对输入/输出的处理具有以下特点： 输入状态暂存区的数据，取决于输入服务阶段各实际输入点的通/断状态。在用户程序执行阶段，输入状态暂存区的数据不再随输入的变化而变化。 在用户程序执行阶段，输出状态暂存区的内容随程序执行结果不同而随时改变，但输出状态锁存器的内容不变。 在输出服务阶段，将用户程序执行阶段的最终结果由输出状态暂存区传递到输出状态锁存器。输出端子的状态由输出状态锁存器决定。 I/O服务阶段与用户程序执行阶段 二 小型PLC的工作过程 小型PLC的工作过程可以分为四个扫描阶段。 ① 一般处理扫描阶段。在此扫描阶段PLC复位WDT，检查I/O总线和程序存储器。 ② 执行外设命令扫描阶段。在此阶段PLC执行编程器、图形编程器等外设输入的命令。 ③ 执行用户程序扫描阶段。 ④ 数据输入/输出扫描阶段。与大中型PLC的I/O服务阶段类似。 三 输入/输出响应的滞后现象 响应时间的大小与以下因素有关： ① 输入滤波的时间常数(输入延迟)； ② 输出继电器的机械滞后(输出延迟)； ③ PLC的循环扫描工作方式； ④ PLC的输入采样、输出刷新的特殊处理方式； ⑤ 用户程序中语句的安排，程序的优化。 PLC的最短响应时间 PLC的最长响应时间 最长响应时间＝输入延迟时间＋二个扫描周期＋输出延迟时间 4.3.2 PLC的使用步骤 1．系统设计 通过系统设计确定被控制对象的动作及动作顺序。例如用CPM2A来控制一个报警器或加热器周期性通(ON)和断(OFF)，TIM000导通时间5 s，TIM001断开时间3 s。 2．I/O分配 通过I/O分配确定哪些信号是送到PLC的，并分配给相应的输入端号，哪些信号是由PLC送到被控对象的，并分配给相应的输出端号。此外，对用到的PLC内部的计数器、定时器等也要进行分配。PLC是通过编号来识别信号的。 I/O分配表 例题的接线图 例题的梯形图和时序图 4．助记符机器程序 助 记 符 程 序 5．编辑程序 编辑程序检查程序中每条语句是否有语法错误，若有则修改。这项工作在编程器上进行。 6．调试程序 调试程序检查程序是否能正确完成逻辑要求，若不合要求，可以在编程器上修改。 程序设计(包括画梯形图、写助记符程序、编辑、甚至调试)也可在别的工具上进行。如IBM-PLC机，只要这个计算机配有相应编程的软件。 7．保存程序 调试通过的程序，可利用写入器固化在EPROM中或保存在磁带上备用。 ④ 编程软件的多样化和高级化、标准化：采用多种编程语言，有面向顺序控制的步进顺序语言和面向过程控制系统的流程图语言，后者是一种面向功能块的语言，能够表示过程中动态变量与信号的相互联结；还有与计算机兼容的高级语言，如BASIC、C及汇编语言；另外还有专用的高级语言，例如三菱的MELSAP采用编译的方法将语句变为梯形图程序；也有采用布尔逻辑语言的，CPU能直接执行AND、OR、XOR、NOT操作，这种语言执行速度很快，但不很直观。PLC也将具有数据库，并可实现整个网络的数据库共享，还将不断发展自适应控制和专家系统。 ⑤ 构成形式的分散化和集散化：PLC与I/O口分散，分散的每个I/O口输入输出点数可以少到十几个点，分散的单元可以是几十个或上百个，通信和网络功能逐步增强。作为CIMS、CIPS的分支不断发展，PLC本身也可分散，分散的PLC与上位机结合构成集散系统，分散地进行控制，这就便于构成多层分布式控制，以实现整个工厂或企业的自动化控制和管理。不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可方便地联网，实现资源共享，加上功能强大的网络监控软件，就构成大型