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時間：2023-09-20

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CPU讀寫存放在I/O映像寄存器的PLC程序

在分析PLC工作方式之前，首先分析一下繼電器控制系統(tǒng)的工作方式。一種繼電器控制系統(tǒng)如圖2-7所示，它有三條支路。當按下按鈕SB1，中間繼電器K得電，中間繼電器K的常開觸點閉合，接觸器KM1、KM2同時得電動作，所以，繼電器控制系統(tǒng)采用的是并行工作方式。

1.PLC工作原理

與繼電器控制系統(tǒng)相比，PLC的工作原理是建立在計算機工作原理基礎上的，是通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的。CPU是以分時操作方式來處理各項任務的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以，程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應各電器的動作，在時間上形成串行工作方式。PLC的工作方式是一個不斷循環(huán)的順序掃描工作方式，每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期。用PLC實現(xiàn)圖2-7繼電器控制系統(tǒng)的功能，如圖2-8所示。CPU 從**條指令開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結束，然后返回**條指令開始新的一輪掃描。PLC就是這樣周而復始地重復上述循環(huán)掃描的。由于CPU運算速度較高，各電器的動作似乎是同時完成的，但實際I/O的響應是有滯后的。圖2-8中，左邊是PLC的輸入端，PLC采集現(xiàn)場的各種控制信息。右邊是PLC的輸出端，將程序執(zhí)行的結果按照順序完成相應的電器動作。在PLC的存儲器中，

圖2-8用PLC實現(xiàn)功能控制系統(tǒng)簡圖

設置了一片區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號，分別稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。CPU以字節(jié)(8位)為單位來讀寫I/O映像寄存器。PLC采集輸入信號有兩種方式:

(1)集中采樣輸入方式一般在掃描周期的開始或結束將所有輸入信號(輸入元件的通/斷狀態(tài))采集并存放到輸入映像寄存器(PII)中。當外接的輸入電路閉合時，對應的輸入映像寄存器為“1”狀態(tài)，梯形圖中對應的常開觸點閉合。反之，外接電路斷開時，對應的輸入映像寄存器為“0”狀態(tài)，梯形圖中對應的常開觸點斷開，常閉觸點接通。執(zhí)行用戶程序所需輸入狀態(tài)均在輸入映像寄存器中取用，而不是實際的I/O點。

(2)立即輸入方式隨程序的執(zhí)行需要哪一個輸入信號就直接從輸入端或輸入模塊取用這個輸入狀態(tài)，如“立即輸入指令”就是這樣。此時，輸入映像寄存器的值未被較新，到下一次集中采樣輸入時才變化。

同樣，PLC對外部的輸出控制也有集中輸出和立即輸出兩種方式。集中輸出方式在執(zhí)行用戶程序時不是得到一個輸出就向外輸出一個，而是把執(zhí)行用戶程序所得的所有輸出，先后全部存放在輸出映像寄存器(PIQ)中，執(zhí)行完用戶程序后所有輸出一次性向輸出端或輸出模塊輸出，使輸出部件動作。這樣做的好處在于:程序執(zhí)行階段的輸入值是固定的，程序執(zhí)行完后再用輸出映像寄存器的值較新輸出點，使系統(tǒng)的運行較加穩(wěn)定，同時，用戶程序讀寫I/O映像寄存器比讀寫I/O點快得多，提高了程序執(zhí)行速度。立即輸出方式是在執(zhí)行用戶程序時將該輸出立即向輸出端或輸出模塊輸出，如“立即輸出指令”就是這樣，此時輸出映像寄存器的內容也較新。

PLC對I/O信號的傳送還有其他方式。例如，有的 PLC采用I/O刷新指令，在需要的地方設置這類指令，可對此時的全部或部分輸入點信號讀入一次，以刷新輸入映像寄存器內容；或將此時的輸出立即向輸出端或輸出模塊輸出。又如，有的 PLC上有I/O的禁止功能，實際上是關閉了I/O傳送服務，這意味著此時的I/O信號不讀入、也不輸出、

PLC有RUN 和STOP兩種工作模式:在RUN 模式下，通過執(zhí)行用戶程序來實現(xiàn)控制功能；在STOP模式，CPU不執(zhí)行用戶程序，可以用編程軟件創(chuàng)建和編輯用戶程序，設置PLC的硬件功能，并將用戶程序和硬件設置信息下載到PLC。如果有致命錯誤，在它之前不允許從STOP模式進入RUN 模式。PLC操作系統(tǒng)存儲非致命錯誤，供用戶檢查，但不會從RUN 模式自動進入STOP模式。

可以用模式開關來改變工作模式。CPU 模塊上的模式開關在STOP位置時，將停止用戶程序的運行:在RUN位置時，將啟動用戶程序的運行。模式開關在STOP或TERM(Terminal，終端)位置時，電源通電后CPU自動進入STOP模式:在 RUN 位置時，電源通電后自動進入RUN 模式。

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