四、PLC的工作原理

　　1.PLC的掃描

　　用戶程序通過編程器輸入并存放在PLC的用戶存儲器中，當PLC運行時，用戶程序中有眾多的操作需要去執(zhí)行，但CPU是不能同時執(zhí)行多個操作的，它只能按分時操作原理工作，即每一時刻只執(zhí)行一個操作。由于CPU的運算處理速度很高，使得外部出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)從宏觀上看好像是同時完成的。這種按分時原則、順序執(zhí)行程序的各種操作的過程稱為CPU對程序的掃描。執(zhí)行一次掃描的時間稱為掃描周期。

　　當PLC投入運行時，它首先執(zhí)行系統(tǒng)程序和CPU自檢等工作，然后開始順序執(zhí)行用戶程序。PLC的用戶程序由若干條指令（語句）組成，這些指令在存儲器中是按步序號的順序排列的。用戶程序的執(zhí)行是按順序掃描工作方式完成的。在沒有中斷或跳轉(zhuǎn)控制的情況下，CPU從第一條指令開始，順序逐條地執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束。每掃描完一次程序就構(gòu)成一個掃描周期，然后再返回第一條指令開始新的一輪掃描，PLC就是這樣周而復始地重復上述的掃描周期。

　　2.PLC的工作過程

　　PLC是在系統(tǒng)軟件的控制和指揮下，采用循環(huán)順序掃描的方式工作的，其工作過程就是程序的執(zhí)行過程，它分為輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。

　　1）輸入采樣階段。在輸入采樣階段，PLC用掃描方式，把所有輸入端的外部輸入信號的通/斷狀態(tài)一次寫入到輸入映像寄存器中，此時，輸入映像寄存器被刷新。接著進入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行或輸出階段，輸入映像寄存器與外界隔離，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容也不會隨之改變。輸入信號變化了的狀態(tài)，只能在下一個掃描周期的輸入采樣階段才被讀入。換句話說，再輸入采樣階段采樣結(jié)束之后，無論輸入信號如何變化，輸入映像寄存器的內(nèi)容保持不變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入新的內(nèi)容。

　　2）程序執(zhí)行階段。在程序執(zhí)行階段，PLC逐條解釋和執(zhí)行程序。若是梯形圖程序，則按先上后下、先左后右的順序進行掃描（執(zhí)行）。若遇到跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。在順序執(zhí)行程序時，所需要的輸入狀態(tài)由輸入映像寄存器讀出，所需要的其他元件的狀態(tài)從元件映像寄存器中讀出，而將執(zhí)行結(jié)果寫入到元件映像寄存器中。對于每個元件來說，元件映像寄存器中所存的內(nèi)容會隨著程序執(zhí)行的進程而變化。

　　3）輸出刷新階段。當所有的用戶程序執(zhí)行完成后，集中將元件映像寄存器中的輸出元件的狀態(tài)轉(zhuǎn)存到輸出鎖寄存器中，經(jīng)過輸出模塊隔離和功率放大，轉(zhuǎn)換成被控設備所能接收的電壓或電流信號后，再去驅(qū)動被控制的用戶輸出設備。

　　3.騰控科技PLC特點

　　該系統(tǒng)選用騰控科技T-920PLC，PLC特點如下：①編程方法簡單易學；②功能強，性能價格比高；③硬件配套齊全，使用方便，適應性強；④可靠性高，抗干擾能力強；⑤系統(tǒng)的設計、安裝、調(diào)試工作量少。

　　騰控科技T-920：支持IEC61131-3標準的編程環(huán)境；18路DI，光電隔離?？杉孀?路高速計數(shù)或1路差分編碼器計數(shù)；12路DO，觸點容量250V/5A或DC30V/5A；2路AI，10位A/D，可選輸入0-5V或0-20mA；提供1個10M/100M以太網(wǎng)接口，支持MODBUS/TCP協(xié)議，支持IEC60870-5-104協(xié)議；2個RS232/RS485接口，支持MODBUS協(xié)議或者自由口編程；AC90～264V供電，最大功耗小于12W；對外提供1路直流24V電源，最大功率5W；工作溫度：-40℃～85℃濕度：5%～95%RH無凝露，IP20防護。