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PLC的軟件組成和原理說(shuō)明

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PLC的軟件由系統(tǒng)程序和用戶程序組成。

 

系統(tǒng)程序由PLC制造廠商設(shè)計(jì)編寫(xiě),并存入PLC的系統(tǒng)存儲(chǔ)器中,用戶不能直接讀寫(xiě)與更改。系統(tǒng)程序一般包括系統(tǒng)診斷程序、輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序及監(jiān)控程序等。

 

PLC的用戶程序是用戶利用PLC的編程語(yǔ)言,根據(jù)控制要求編制的程序。在PLC的應(yīng)用中,最重要的是用PLC的編程語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)用戶程序,以實(shí)現(xiàn)控制目的。


由于PLC是專門為工業(yè)控制而開(kāi)發(fā)的裝置,其主要使用者是廣大電氣技術(shù)人員,為了滿足他們的傳統(tǒng)習(xí)慣和掌握能力,PLC的主要編程語(yǔ)言采用比計(jì)算機(jī)語(yǔ)言相對(duì)簡(jiǎn)單、易懂、形象的專用語(yǔ)言。

 

1.圖形式指令結(jié)構(gòu)

2.明確的變量常數(shù)

3.簡(jiǎn)化的程序結(jié)構(gòu)
4.簡(jiǎn)化應(yīng)用軟件生成過(guò)程

5.強(qiáng)化調(diào)試手段

 

3、PLC的基本工作原理

 

PLC掃描的工作方式主要分三個(gè)階段,即輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。如圖所示


圖片

 

1.輸入采樣階段

 

在輸入采樣階段,PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中,即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,I/O映象區(qū)中相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。


因此,如果輸入的是脈沖信號(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.用戶程序執(zhí)行階段

 

在用戶程序執(zhí)行階段,PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí),又總是先掃描梯形圖左邊由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路,并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算;然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果,刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài),或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài),或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即在用戶程序執(zhí)行過(guò)程中,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)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I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面的梯形圖,其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用;相反,排在下面的梯形圖,其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的梯形圖起作用。

 

3.輸出刷新階段

 

當(dāng)用戶程序掃描結(jié)束后,PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。這時(shí),才是PLC的真正輸出。

 

輸入/輸出滯后現(xiàn)象

 從PLC的工作過(guò)程,可以總結(jié)如下幾個(gè)結(jié)論:

 

1、以掃描的方式執(zhí)行程序,其輸入/輸出信號(hào)間的邏輯關(guān)系存在著原理上的滯后。掃描周期越長(zhǎng),滯后就越嚴(yán)重。

 

2、掃描周期除了包括輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段、輸出刷新階段三個(gè)主要工作階段所占的時(shí)間外,還包括系統(tǒng)管理操作占用的時(shí)間。其中,程序執(zhí)行的時(shí)間與程序的長(zhǎng)短及指令操作的復(fù)雜程度有關(guān),其他基本不變。掃描周期一般為毫微秒級(jí)。

 

3、第n次掃描執(zhí)行程序時(shí),所依據(jù)的輸入數(shù)據(jù)是該次掃描周期中采樣階段的掃描值X依據(jù)的輸出數(shù)據(jù)有上一次掃描的輸出值Y(n-1),也有本次的輸出值Yn;所n送往輸出端子的信號(hào),即是本次執(zhí)行全部運(yùn)算后的最終結(jié)果Yn。

 

4、輸入/輸出響應(yīng)滯后不僅與掃描方式有關(guān),還與程序設(shè)計(jì)安排有關(guān)。


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