西門子s7-300CPU

PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn),，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般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(dòng)作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序無鍵按下則繼續(xù)掃描,。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中,，用戶程序按先后順序存放,，如：           

1        ×  ×  ×  ×

2        ×  ×  ×  ×

3        ×  ×  ×  ×

10  ×  ×  ×  ×

11  ED

CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條,。如此周而復(fù)始不斷循環(huán),。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài),，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理,，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)。整個(gè)工作過程可分為五個(gè)階段：自診斷,，與編程器等的通信,，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行,，輸出刷新,，其工作過程框圖如圖所示：

PLC工作過程框圖

1）每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序,。自診斷內(nèi)容為I/O部分,、存儲(chǔ)器、CPU等,，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯(cuò),。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描,。

2）PLC檢查是否有與編程器和計(jì)算機(jī)的通信請(qǐng)求,，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如接收由編程器送來的程序,、命令和各種數(shù)據(jù),，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù),、出錯(cuò)信息等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示,。如果有與計(jì)算機(jī)等的通信請(qǐng)求，也在這段時(shí)間完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送任務(wù),。

 3）PLC的中央處理器對(duì)各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描,，將輸人端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中，這就是輸入采樣階段,。

 4）中央處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行,，以對(duì)輸人和原輸出狀態(tài)（這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）進(jìn)行“處理"，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯,、算術(shù)運(yùn)算,，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中,，這就是程序執(zhí)行階段。

 5）當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時(shí),，集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號(hào),，以驅(qū)動(dòng)被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段,。

 PLC經(jīng)過這五個(gè)階段的工作過程,，稱為一個(gè)掃描周期。完成一個(gè)周期后,，又重新執(zhí)行上述過程,，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一,，在不考慮第二個(gè)因素（與編程器等通信）時(shí),，掃描周期T為：

 T＝（讀入一點(diǎn)時(shí)間×輸入點(diǎn)數(shù)）+（運(yùn)算速度×程序步數(shù)）＋（輸出一點(diǎn)時(shí)間×輸出點(diǎn)數(shù)）十故障診斷時(shí)間

顯然掃描時(shí)間主要取決于程序的長(zhǎng)短，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上,，這對(duì)于工業(yè)設(shè)備通常沒有什么影響,。但對(duì)控制時(shí)間要求較嚴(yán)格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng),，就應(yīng)該精確的計(jì)算響應(yīng)時(shí)間,，細(xì)心編排程序，合理安排指令的順序,，以盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)延時(shí)等不良影響,。

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