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上海楓暨工業(yè)自動化設備有限公司

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  (一) 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(nèi)。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。

  (二) 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(nèi)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(nèi)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。

  (三) 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(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。這時，才是plc的真正輸出。

  比較下二個程序的異同：

  程序1：

  程序2：

  這兩段程序執(zhí)行的結果*一樣，但在plc中執(zhí)行的過程卻不一樣。

  ※ 程序1只用一次掃描周期，就可完成對%m4的刷新；

  ※ 程序2要用四次掃描周期，才能完成對%m4的刷新。

  這兩個例子說明：同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執(zhí)行的結果也不同。另外，也可以看到：采用掃描用戶程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區(qū)別。當然，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

  一般來說，plc的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時間的總和。

  二. plc的i/o響應時間

  為了增強plc的抗*力，提高其可*性，plc的每個開關量輸入端都采用光電隔離等技術。

  為了能實現(xiàn)繼電器控制線路的硬邏輯并行控制，plc采用了不同于一般微型計算機的運行方式(掃描技術)。

  以上兩個主要原因，使得plc得i/o響應比一般微型計算機構成的工業(yè)控制系統(tǒng)滿的多，其響應時間至少等于一個掃描周期，一般均大于一個掃描周期甚至更長。

  所謂i/o響應時間指從plc的某一輸入信號變化開始到系統(tǒng)有關輸出端信號的改變所需的時間。其zui短的i/o響應時間與zui長的i/o響應時間如圖所示： 

  第(n-1)個

  掃描周期

  zui短i/o響應時間：

  zui長i/o響應時間

  siemens plc在中國的產(chǎn)品，根據(jù)規(guī)模和性能的大小，主要有 s7-200 s7-300 和s7-400三種，下面就簡單介紹一下該三種產(chǎn)品的一些特性。

  s7-200

  針對低性能要求的摸塊化小控制系統(tǒng)，它zui多可有7個模塊的擴展能力，在模塊中集成背板總線，它的網(wǎng)絡聯(lián)接有rs-485通訊接口和profibus兩種，可通過編程器pg訪問所有模塊，帶有電源、cpu和i/o的一體化單元設備。

  其中的擴展模塊（em）有以下幾種：數(shù)字量輸入模塊（di）——24vdc 和 120/230vac；數(shù)字量輸出（do）——24vdc 和 繼電器；模擬量輸入模塊（ai）——電壓、電流、電阻和熱電偶；模擬量輸出模塊——電壓和電流。  還有一個比較特殊的模塊-通訊處理器（cp）——該塊的功能是可以把s7-200作為主站連接到as-接口（傳感器和執(zhí)行器接口），通過as-接口的從站可以控制多達248個設備，這樣就可以顯著的擴展s7-200的輸入和輸出點數(shù)。