10张PLC的工作原理机械动图，你学会了吗，动图解析PLC工作原理

PLC的工作原理：

PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。

PLC的一个扫描周期必经输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。

PLC在输入采样阶段：首先以扫描方式按顺序将所有暂存在输入锁存器中的输入端子的通断状态或输入数据读入，并将其写入各对应的输入状态寄存器中，即刷新输入。随即关闭输入端口，进入程序执行阶段。

PLC在程序执行阶段：按用户程序指令存放的先后顺序扫描执行每条指令，经相应的运算和处理后，其结果再写入输出状态寄存器中，输出状态寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。

输出刷新阶段：当所有指令执行完毕，输出状态寄存器的通断状态在输出刷新阶段送至输出锁存器中，并通过一定的方式（继电器、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。

本期内容，由电气设备产品“选型、预算、询价、采购”首选平台——电老虎网整理推荐10张PLC工作原理动图，很直观。分别为：PLC顺序控制、PLC正反转控制、按钮开关、冲孔加工、断电延时型时间继电器、多点控制、滚轮式行程开关、红绿灯、机械手、交流接触器。

PLC顺序控制

按钮开关

PLC正反转控制

冲孔加工

断电延时型时间继电器

多点控制

滚轮式行程开关

红绿灯

机械手

交流接触器

详解PLC的工作原理

PLC 采用循环扫描工作方式，当 PLC 投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映像区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映像区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，完成一个扫描周期。如此循环，直到停止运行，如图 7.15 所示。每个扫描过程顺序分为 3个阶段，每重复一次就是一个扫描周期。

图7.15 循环扫描工作方式

1.输入采样阶段

这一阶段也称输入刷新阶段，即 PLC 以扫描方式按顺序先将所有输入端的信号状态读入输入状态寄存器(输入器映像区)。输入采样结束后，即使输入信号状态发生改变，输入状态寄存器(输入器映像区)中的相应内容也不会发生改变。

2.程序执行阶段

PLC将按梯形图从上至下、从左到右的顺序，对由各种继电器、定时器、计数器等的接点构成的梯形图控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新输出继电器或系统内部继电器的状态。

3.输出刷新阶段

当所有的指令执行完毕时，PLC输出状态寄存器(输出器映像区)中所有状态通过输出电路输出驱动用户输出设备(负载)，也就是PLC的输出刷新阶段。输出刷新后，PLC再次执行输入采样，开始一个新的扫描周期。

图7.16所示为继电器控制：用一个按钮开关SB1(输入信号)控制3个输出量：KM1、KM2、KM3。电路中KM2与KM3具有相同的响应速度(SB1闭合→KM1接通→KM2、KM3同时接通)。

用PLC做成同样的控制梯形图，用一个输入信号I0.0控制3个输出量：Q0.1、Q0.2、Q0.3，如图7.17所示。以3个扫描周期(如图7.18所示)说明控制过程中输出的滞后问题：

图7.16 继电器控制

图7.17 PLC控制梯形图

图7.18 扫描周期分析

第一个周期：输入信号还未进入映像区，I0.0输入映像寄存器中的状态为“OFF”，所有输出Q0.1、Q0.2、Q0.3当然均为“OFF”。

第二个周期：在输入采样阶段，I0.0 输入信号进入映像区，I0.0输入映像寄存器中的状态变为“ON”。由于先扫描到 Q0.2 时，Q0.1尚处在断开状态，所以 Q0.2=“OFF”;而在第二周期中，Q0.1 在输出映像寄存器中的状态在程序执行后变为“ON”，所以，后扫描的Q0.3在其输出映像寄存器中的状态也变为“ON”。这样，第二周期的结果为：输出端子Q0.2=“OFF”，Q0.1=Q0.3=“ON”。

第三个周期：由于Q0.1在其输出映像寄存器中的状态已为“ON”，此时Q0.2才能接通为“ON”。

显然，Q0.2的响应滞后Q0.3一个扫描周期，在输入条件为“ON”时，Q0.2的输出延迟响应。若在梯形图中，将Q0.2和Q0.3互换位置，则执行结果使Q0.3的响应滞后于Q0.2一个扫描周期。

实际上，输入输出滞后现象除了与上述PLC的“集中输入刷新，顺序扫描工作方式”有关，还与输入滤波器的时间常数以及输出继电器机械滞后有关。对于一般工业控制设备，这些滞后现象是完全允许的。但对于有些设备，需要I/O迅速响应的，则应采用快速响应模块、高速计数模块及中断处理，并且编制程序应尽量简捷，选择扫描速度快的PLC机种，从而减少滞后时间。

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