plc控制器的工作原理分析

PLC控制器指的是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡稱PLC），是一種具有微處理機的數(shù)字電子設備，用于自動化控制的數(shù)字邏輯控制器，可以將控制指令隨時加載內存內儲存與執(zhí)行。

PLC（可編程邏輯控制器）控制器是一種基于數(shù)字計算機技術的工業(yè)控制設備，它能夠監(jiān)測輸入信號并執(zhí)行編程邏輯，然后產生相應的輸出信號控制外部設備。

PLC控制器的工作原理大致如下：

輸入模塊：監(jiān)測外部輸入信號（如傳感器的信號）。

CPU（中央處理器）：解讀輸入信號，執(zhí)行程序邏輯，并將輸出信號發(fā)送給輸出模塊。

輸出模塊：根據(jù)CPU的指令產生相應的輸出信號，控制外部設備的運行（如電機的啟動停止、閥門的開關等）。

編程軟件：用于編寫程序邏輯，將程序下載到PLC控制器中。

一。 掃描技術

當PLC投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。

1、輸入采樣階段 在輸入采樣階段

PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，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地掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(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)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內的狀態(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)行結果會對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)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

在程序執(zhí)行的過程中如果使用立即I/O指令則可以直接存取I/O點。即使用I/O指令的話，輸入過程影像寄存器的值不會被更新，程序直接從I/O模塊取值，輸出過程影像寄存器會被立即更新，這跟立即輸入有些區(qū)別。

3、輸出刷新階段

當掃描用戶程序結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

在實際應用中，PLC控制器常常需要與其他設備（如人機界面、傳感器、執(zhí)行機構等）配合使用，構成完整的自動化控制系統(tǒng)。PLC控制器具有可編程性、可靠性高、易于擴展、靈活性好等優(yōu)點，廣泛應用于自動化控制領域。