精品!非常难找的PLC工作原理动画来了
PLC基于电子计算机,但并不等同于普通计算机。普遍计算机进行入出信息变换,多只考虑信息本身,信息的入出,只要人机界面好就可以了。而PLC则还要考虑信息入出的可靠性、实时性,以及信息的使用等问题。特别要考虑怎么适应于工业环境,如便于安装,抗干扰等问题。
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。
下面一组动图,可以帮您很好的理解PLC工作原理!
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▼
热继电器▼
三相闸刀▼
时间继电器▼
手动控制▼
速度继电器▼
星三角启动▼
异步电动机转动原理▼
自动往返控制▼
PLC的基本工作原理:输入采样阶段、用户程序执行阶段
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PLC扫描的工作方式主要分三个阶段,即输入采样阶段、用户程序执行阶段和输出刷新阶段。如图所示。
1.输入采样阶段
在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入的是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
2.用户程序执行阶段
在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算;然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态,或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态,或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即在用户程序执行过程中,只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化,而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化,而且排在上面的梯形图,其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用;相反,排在下面的梯形图,其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的梯形图起作用。
3.输出刷新阶段
当用户程序扫描结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。
输入/输出滞后现象
从PLC的工作过程,可以总结如下几个结论。
·以扫描的方式执行程序,其输入/输出信号间的逻辑关系存在着原理上的滞后。扫描周期越长,滞后就越严重。
·扫描周期除了包括输入采样阶段、用户程序执行阶段、输出刷新阶段三个主要工作阶段所占的时间外,还包括系统管理操作占用的时间。其中,程序执行的时间与程序的长短及指令操作的复杂程度有关,其他基本不变。扫描周期一般为毫微秒级。
·第n次扫描执行程序时,所依据的输入数据是该次扫描周期中采样阶段的扫描值X依据的输出数据有上一次扫描的输出值Y(n-1),也有本次的输出值Yn;所n送往输出端子的信号,即是本次执行全部运算后的最终结果Yn。
·输入/输出响应滞后不仅与扫描方式有关,还与程序设计安排有关。
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