西門子PLC總代理商-萍鄉(xiāng)
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PLC的循環(huán)處理過程的各個階段有哪些
CPU的程序分為操作系統(tǒng)和用戶程序。操作系統(tǒng)用來處理PLC的啟動、刷新過程映像輸入/輸出區(qū)、調(diào)用用戶程序、處理中斷和錯誤、管理存儲區(qū)和通信等任務(wù)。
用戶程序由用戶生成,用來實現(xiàn)用戶要求的自動化任務(wù)。STEP7將用戶編寫的程序和程序所需的數(shù)據(jù)放置在塊中,功能塊FB和功能FC是用戶編寫的子程序,系統(tǒng)功能塊SFB 和系統(tǒng)功能SFC是操作系統(tǒng)提供給用戶使用的標(biāo)準(zhǔn)子程序,它們和組織塊OB 統(tǒng)稱為邏輯塊。
PLC得電或由STOP模式切換到RUN模式時,CPU執(zhí)行啟動操作,將沒有斷電保持功能的位存儲器、定時器和計數(shù)器清零,中斷堆棧和塊堆棧的內(nèi)容,復(fù)位保存的硬件中斷等。此外還要執(zhí)行一次用戶生成的“系統(tǒng)啟動”組織塊 OB100,完成用戶*的初始化操作。以后PLC采用循環(huán)執(zhí)行用戶程序的方式,這種運行方式也稱為掃描工作方式。
在PLC的存儲器中,設(shè)置了一片區(qū)域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài),它們分別稱為過程映像輸入?yún)^(qū)和過程映像輸出區(qū)。PLC梯形圖中的其他編程元件也有對應(yīng)的存儲區(qū)。
下面是循環(huán)處理的各個階段的任務(wù)(見圖1-4)
1)操作系統(tǒng)啟動循環(huán)時間監(jiān)控。
2)CPU將過程映像輸出區(qū)的數(shù)據(jù)寫到輸出模塊。
3)CPU讀取輸入模塊的輸入狀態(tài),并存入過程映像輸入?yún)^(qū)。
4)CPU處理用戶程序,執(zhí)行用戶程序中的指令。
5)在循環(huán)結(jié)束時,操作系統(tǒng)執(zhí)行其他任務(wù),例如下載和刪除塊,接收和發(fā)送全局數(shù)據(jù)等。
6)CPU返回階段,重新啟動循環(huán)時間監(jiān)控。
在啟動完成后,每次循環(huán)都要調(diào)用一次組織塊0B1。OB1是用戶程序中的主程序,它可以調(diào)用別的邏輯塊(FB、FC、SFB或SFC)。循環(huán)程序處理過程可以被某些事件中斷。如果有中斷事件出現(xiàn),當(dāng)前正在執(zhí)行的塊被暫停執(zhí)行,并自動調(diào)用分配給該事件的組織塊。該組織塊被執(zhí)行完后,被暫停執(zhí)行的塊將從被中斷的地方開始繼續(xù)執(zhí)行。
在循環(huán)程序處理過程中,CPU并不直接訪問I/O模塊中的輸入?yún)^(qū)和輸出區(qū),而是訪問CPU內(nèi)部的過程映像區(qū)。
在寫輸出模塊階段,CPU將過程映像輸出區(qū)的狀態(tài)傳送到輸出模塊。梯形圖中某一數(shù)字量輸出位(例如Q4.0)的線圈“通電”時,對應(yīng)的過程映像輸出位為1狀態(tài)。信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后,繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電,其常開觸點閉合,使外部負載通電工作。若梯形圖中輸出位的線圈“斷電”,對應(yīng)的過程映像輸出位為0狀態(tài),在寫輸出模塊階段之后,繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈斷電,其常開觸點斷開,外部負載斷電,停止工作。
在讀輸入模塊階段,PLC把所有外部輸入電路的接通/斷開狀態(tài)讀入過程映像輸入?yún)^(qū)。外部輸入電路接通時,對應(yīng)的過程映像輸入位(例如 I0.0)為1狀態(tài),梯形圖中該輸入位的常開觸點接通,常閉觸點斷開。外部輸入電路斷開時,對應(yīng)的過程映像輸入位為0狀態(tài),梯形圖中該輸入位的常開觸點斷開,常閉觸點接通。
某一編程元件對應(yīng)的位為1狀態(tài)時,稱該編程元件的狀態(tài)為ON,該位為0狀態(tài)時,稱該編程元件的狀態(tài)為OFF。在程序執(zhí)行階段,即使外部輸入電路的狀態(tài)發(fā)生了變化,過程映像輸入位的狀態(tài)也不會隨之而變,輸入信號變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描循環(huán)周期的讀取輸入模塊階段被讀入過程映像輸入?yún)^(qū)。
PLC的用戶程序由若干條指令組成,指令在存儲器中順序排列。在沒有跳轉(zhuǎn)指令和塊調(diào)用指令時,CPU從條指令開始,逐條順序地執(zhí)行用戶程序,直到用戶程序結(jié)束之處。在執(zhí)行指令時,從過程映像輸入?yún)^(qū)或別的存儲區(qū)中將有關(guān)編程元件的0、1狀態(tài)讀出來,并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運算,運算的結(jié)果寫入到對應(yīng)的存儲區(qū)中,因此,各編程元件的存儲區(qū)的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而變化。
掃描循環(huán)時間
循環(huán)時間(Cycle Time)是指操作系統(tǒng)執(zhí)行一次如圖1-4所示的循環(huán)操作所需的時間,循環(huán)時間又稱為掃描循環(huán)時間(Scan Cycle Time)或掃描周期。循環(huán)時間與用戶程序的長短、指令的種類和CPU執(zhí)行指令的速度有很大的關(guān)系。當(dāng)用戶程序較長時,指令執(zhí)行時間在循環(huán)時間中占相當(dāng)大的比例。在PLC處于運行模式時,可以從CPU的模塊信息對話框或OB1的局部變量獲得大循環(huán)時間、小循環(huán)時間和上一次的循環(huán)時間。
循環(huán)時間會因為下列事件而延長中斷處理、診斷和故障處理、測試和調(diào)試功能、通信、傳送和刪除塊、壓縮用戶程序存儲器、讀/寫微存儲卡(MMC)等。
詞條
詞條說明
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