PLC执行过程

PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。 1．输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。 2．程序执行阶段 ### PLC执行过程详解 #### 一、概述 可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简称PLC）是一种专为工业环境下使用的数字运算处理器，它采用一种可编程的存储器，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术运算等操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。PLC的执行过程主要包括三个关键阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。 #### 二、输入采样阶段 在输入采样阶段，PLC按照预先设定的扫描周期对所有输入端口的输入状态进行采样，并将这些状态信息存储到输入映象寄存器中。这个阶段非常重要，因为它决定了PLC如何理解当前的输入状态。一旦输入状态被采样并存储到输入映象寄存器中，即使外部输入信号发生改变，输入映象寄存器中的状态信息也不会随之更新，直到下一个扫描周期再次执行输入采样阶段。这意味着，一旦进入程序执行阶段，输入映象寄存器中的数据就会保持不变，直到新的输入采样阶段。 #### 三、程序执行阶段 在程序执行阶段，PLC按照预先编写的用户程序，按顺序执行指令。如果程序使用梯形图表示，则通常遵循“先上后下，先左后右”的执行顺序。当遇到条件判断或跳转指令时，PLC会根据指令中的条件决定是否执行跳转。在处理指令时，PLC会从输入映象寄存器和元件映象寄存器中读取输入和输出状态，然后根据用户程序进行相应的逻辑运算，并将计算结果存入元件映象寄存器中。元件映象寄存器的内容会在整个程序执行过程中不断更新，反映了程序执行过程中各个变量的状态变化。 #### 四、输出刷新阶段 当所有的用户程序执行完毕后，PLC进入输出刷新阶段。在这个阶段，PLC会将输出映象寄存器中的状态信息转存到输出锁存器中，并通过相应的输出接口将这些状态信息输出，从而驱动外部负载。输出刷新阶段确保了输出状态的准确性和一致性。值得注意的是，对于同一个输出点，在一个扫描周期内可能会有多个指令对其赋值，但最终有效的输出状态是由最后一个指令确定的。 #### 五、PLC的工作模式 PLC的工作模式有两种：运行模式（RUN）和停止模式（STOP）。在RUN模式下，PLC会按照固定的步骤循环执行任务，包括内部处理、通信服务、输入处理、程序执行和输出处理。而在STOP模式下，PLC仅执行内部处理和通信服务这两个步骤，不进行任何输入采样和程序执行。 #### 六、PLC的响应时间和优化 由于PLC采用了扫描工作方式，因此存在一定的输入/输出响应滞后。这种滞后主要是由输入信号的采样周期、输出信号的刷新周期以及程序执行时间等因素造成的。对于小型PLC而言，为了提高系统的抗干扰能力和可靠性，通常采用集中采样和集中输出的方式。而大型PLC则可能采取定期采样、定期输出或使用智能I/O接口等方式来提高响应速度。 #### 七、总结 PLC的执行过程是一个有序且高效的循环扫描过程。通过精确控制每个阶段的操作，PLC能够有效地管理输入信号、执行复杂的控制逻辑，并及时地更新输出信号，从而实现对工业自动化系统的精确控制。无论是小型还是大型PLC，通过合理的程序设计和优化，都能在保证控制精度的同时，提高系统的响应速度和稳定性。