西門子變頻器MM430-110K/3

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PLC可以分為輸入部分、邏輯部分和輸出部分組成

    輸入部分：它收集并保存被控對象實際運行的數據和信息。例如，它收集來自被控制對象上的各種開關信息或操作臺上的操作命令等。

    邏輯部分：處理輸入部分所取得的信息，并按照被控對象實際的動作要求作出反映。

    輸出部分：提供正在被控制的許多裝置中，哪幾個設備需要實時操作處理。

    1．PLC工作過程

    PLC采用循環掃描工作方式，這種工作方式與其他微機工作方式有很大區別。微機控制采用等待命令的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，有鍵按下或I/O動作則轉入相應的子程序，無輸入則繼續掃描。

    1.1PLC的掃描周期

    可編程控制器的工作過程包括兩部分：自診斷及通信響應的固定過程和用戶程序執行過程，如圖5-1所示。PLC在每次執行用戶程序之前，都先執行故障自診斷程序、復位、監視、定時等內部固定程序，若自診斷正常，繼續向下掃描，然后PLC檢查是否有與編程器、計算機等的通信請求。如果有與計算機等的通信請求，則進行相應處理。當PLC處于停止（STOP）狀態時，只循環進行前兩個過程。而在PLC處于運行（RUN）狀態時，PLC從內部處理、通信操作、輸入掃描、執行用戶程序、輸出刷新五個工作階段循環工作。每完成一次以上五個階段所需要的時間稱為一個掃描周期。

    掃描周期是PLC的一個重要指標，小型PLC的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。PLC的掃描周期長短取決于掃描速度和用戶程序的長短。毫秒級的掃描時間對于一般工業設備通常是允許的，PLC對輸入的短暫滯后也是允許的。但對某些I/O快速響應的設備，則應采取相應的處理措施。如選擇高速CPU，提高掃描速度；選擇快速響應模塊、高速計數模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時間。對于用戶來說，要提高編程能力，盡可能優化程序；而在編寫大型設備的控制程序時，盡量減少程序長度，選擇分支或跳步程序等，都可以減少用戶程序執行時間。

    1.2PLC的用戶程序執行過程

    對于用戶來說，在編寫用戶程序或選擇設備時，必須清楚下面介紹的三個階段，即用戶程序執行過程的原理。

    PLC采用集中處理的方法，即對輸入掃描信號、執行用戶程序和輸出刷新都采用集中分批處理的工作方式。

    （1）輸入掃描在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號，并將輸入信號存入輸入映像區，輸入映像存儲器被刷新。在程序執行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離，其內容保持不變，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號刷新。可見，PLC在執行程序和處理數據時，不直接使用現場當時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區中的數據。如果輸入設備能使PLC輸入端形成閉合回路，對應輸入端編號的內部輸入繼電器內保存為”1”，即相當于繼電器線圈導通。在程序執行過程中，該編號對應的觸點動作；如果輸入設備能使輸入開路，則對應輸入端編號的內部輸入繼電器內保存為”0”，即相當于繼電器線圈沒導通，在程序執行過程中，該編號對應的觸點不動作。如果在PLC處于非輸入掃描的階段，PLC外的輸入設備狀態發生了變化，內部輸入繼電器也不會發生變化，要等到下一個輸入掃描階段才能根據此時的輸入狀態來刷新。所以，對于少于十幾毫秒的輸入信號，經常采集不到。

    （2）執行程序在執行用戶程序過程中，PLC按梯形圖程序順序自上而下、從左至右逐個掃描執行，即按助記符指令表的先后順序執行。但遇到程序跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序跳轉地址。程序執行過程中，PLC從輸入映像區中取出輸入變量的當前狀態，然后進行由程序確定的邏輯運算或其他運算，根據程序指令將運算結果存入相應的內部繼電器中，包括輸出繼電器、內部輔助繼電器、定時器、計數器等。輸出繼電器的信號存放在輸出映像區，即輸出繼電器與PLC外部的同編號的輸出點對應。

    在程序執行過程中，同一周期內，前面的邏輯結果影響后面的觸點，即后執行的程序可能用到前面的中間運算結果；但同一周期內，后面的運算結果不影響前面的邏輯關系。該掃描周期內除輸入繼電器以外的所有內部繼電器的終狀態（導通與否），將影響下一個掃描周期各觸點的開與閉。

    （3）輸出刷新程序執行階段的運算結果被存入輸出映像區，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產生本周期的控制輸出。如果內部輸出繼電器的狀態為”1”，則輸出繼電器觸點閉合。全部輸出設備的狀態要保持一個掃描周期。