可編程控制器是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的工作原理是與計(jì)算機(jī)工作原理基本一致，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實(shí)現(xiàn)的。
是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在plc運(yùn)行時(shí)，cpu從第一條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結(jié)束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。plc的工作過程包括內(nèi)部處理、通信處理、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個(gè)階段，如圖所示。全過程掃描一次所用的時(shí)間稱為掃描周期或工作周期。
圖plc的工作過程
在內(nèi)部處理階段，plc檢查cpu模塊內(nèi)部各硬件是否正常。
在通信處理階段，cpu自動(dòng)檢測各通信接口的狀態(tài)，處理通信請求。
plc有兩種工作狀態(tài)，即停止(stop)狀態(tài)和運(yùn)行(run)狀態(tài)。當(dāng)plc處于停止(stop)狀態(tài)時(shí)，只完成內(nèi)部處理和通信處理工作。當(dāng)plc處于運(yùn)行(run)狀態(tài)時(shí)，還要完成其他三個(gè)階段。
cpu在處理程序時(shí)，輸入信號(hào)不是直接從輸入點(diǎn)讀取的，運(yùn)算結(jié)果也并不直接送到實(shí)際輸出點(diǎn)。在plc的存儲(chǔ)器中，設(shè)置了兩個(gè)映像寄存器：輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，用于存放輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的狀態(tài)。輸入映像寄存器和輸出寄存器統(tǒng)稱i/o映像寄存器。
plc的程序執(zhí)行過程一般分為輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理三個(gè)階段。
(1)輸入處理階段
在輸入處理階段，plc以掃描方式依次地讀人所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入輸入映像寄存器中。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，由于輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。因此不會(huì)造成運(yùn)算結(jié)果的混亂，保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
(2)程序執(zhí)行階段
在用戶程序執(zhí)行階段，根據(jù)plc梯形圖程序掃描原則，plc按先左后右，先上后下的順序逐句掃描。然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新輸出映像寄存器的狀態(tài)，輸出映像寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在輸入映像寄存器內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在輸出映像寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時(shí)發(fā)生變化。因掃描是從上到下順序進(jìn)行，所以前面程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)后面的程序起作用，影響后面程序的執(zhí)行結(jié)果；而后面掃描的結(jié)果卻不能影響前面的掃描結(jié)果，只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)上面的程序起作用。
(3)輸出處理階段
當(dāng)所有指令執(zhí)行完畢后，plc就進(jìn)入輸出刷新階段。輸出映像寄存器的狀態(tài)被送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。
(4) plc循環(huán)掃描工作的特點(diǎn)
在一個(gè)掃描周期內(nèi)，輸入狀態(tài)在輸入采樣階段進(jìn)行．輸出狀態(tài)在輸入刷新階段才被送出，這種方式稱為集中采樣、集中輸出。
①定時(shí)集中采樣。plc對(duì)輸入端子的掃描只是在輸入處理階段進(jìn)行，直到下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才對(duì)輸入狀態(tài)端進(jìn)行新的掃描。這種定時(shí)集中采樣的工作方式，保證了cpu執(zhí)行程序時(shí)和輸入端子隔離斷開，輸入端的變化不會(huì)影響cpu的工作，提高了plc的抗干擾能力。
②集中輸出。plc在一個(gè)工作周期內(nèi)，其輸出暫存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸出指令執(zhí)行的結(jié)果而變化，而輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)一直保持不變，直到輸出階段才對(duì)輸出鎖存器的數(shù)據(jù)刷新。這種集中輸出的工作方式使plc在執(zhí)行程序時(shí)，輸出鎖存器一直與輸出端子處于隔離斷開狀態(tài)，從而也保證了plc的抗干擾能力，提高了plc的可靠性。
一般小型plc采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度，但從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力．系統(tǒng)的可靠性強(qiáng)。對(duì)大中型plc，由于i/o點(diǎn)數(shù)多，控制功能強(qiáng)，采用可變的掃描順序，可以采用分時(shí)分批地進(jìn)行順序掃描，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，縮短掃描周期。
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