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在这个阶段,PLC逐个扫描每个输入端口,将所有输入设备的当前状态保存到相应的存储区,我们把专用于存储输入设备状态的存储区称为输入映像寄存器,以线圈形式标出的X403、X407,实际上是输入映像寄存器的形象比喻。
输入映像寄存器的状态被刷新后,将一直保存,直至下一个循环才会被重新刷新,当输入采样阶段结束后,如果输入设备的状态发生变化,也只能在下一个周期才能被PLC接收到。2.程序执行阶段
PLC将所有的输入状态采集完毕后,进入用户程序的执行阶段。所谓用户程序的执行,并非是系统将CPU的工作交由用户程序来管理,CPU所执行的指令仍然是系统程序中的指令。在系统程序的指示下,CPU从用户程序存储区逐条读取用户指令,经解释后执行相应动作,产生相应结果,刷新相应的输出映像寄存器,期间需要用到输入映像寄存器、输出映像寄存器的相应状态。
当CPU在系统程序的管理下扫描用户程序时,按照先上后下、先左后右的顺序依次读取梯形图中的指令。中的用户程序为例,CPU读到的是常开触点X403,在输入映像寄存器中找到X403的当前状态,接着从输出映像寄存器中得到Y432的当前状态,两者的当前状态进行“或”逻辑运算,结果暂存;CPU读到的下一条梯形图指令是X407的常闭触点,同样从输入映像寄存器中得到X407的状态,将X407常闭触点的当前状态与上一步的暂存结果进行逻辑“与”运算,后根据运算结果得到输出线圈Y432的状态(“ON”或者“OFF”),并将其保存到输出映像寄存器中,也就是对输出映像寄存器进行了刷新。请注意,在程序执行过程中用到了Y432的状态,这个状态是上一个周期执行的结果。
当用户程序被完全扫描一遍后,所有的输出映像都被依次刷新,系统将进入下一个阶段,即输出刷新阶段。3.输出刷新阶段
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在这个阶段,系统程序将输出映像寄存器中的内容传送到输出锁存器中,经过输出接口或输出端子输出,驱动外部负载。输出锁存器一直将状态保持到下一个循环周期,而输出映像寄存器的状态
SEAL已经成为西门子在中国低压业务研发的中心。电力试验室的建立将提高西门子的产品在全球市场上的竞争力,吸引地区高层次人才,加深自主知识产权与专利的研究,为开发节能、环保的新技术、新产品等方面提供良好的平台。
根据上述过程的描述,可对PLC工作过程的特点如下:
1)PLC采用集中采样、集中输出的工作方式,这种方式减少了外界干扰的影响。
2)PLC的工作过程是循环扫描的过程,循环扫描时间的长短取决于指令执行速度、用户程序的长度等因素。
3)输出对输入的响应有滞后现象。PLC采用集中采样、集中输出的工作方式,当采样阶段结束后,输入状态的变化将要等到下一个采样周期才能被接收,这个滞后时间的长短又主要取决于循环周期的长短。影响滞后时间的因素还有输入电路滤波时间、输出电路的滞后时间等。
4)输出映像寄存器的内容取决于用户程序扫描执行的结果。
5)输出锁存器的内容,由上一次输出刷新期间输出映像寄存器中的数据决定。
6)PLC当前实际的输出状态,由输出锁存器的内容决定。
需要补充说明的是,当系统规模较大、I/O点数众多、用户程序比较长时,单纯采用上面的循环扫描工作方式会使系统的响应速度明显降低,甚至会丢失、错漏高频输入信号,大多数大中型PLC在尽量提高程序指令执行速度的也采取了一些其他措施来加快系统响应速度。例如采用定周期输入采样、输出刷新,直接输入采样、直接输出刷新,中断输入、输出,或者开发智能I/O模块,模块本身带有CPU,可以与主机的CPU并行工作,分担一部分任务,从而加快整个系统的执行速度。第四节PLC的硬件基础
在程序执行阶段是动态的。
苏州西门子电器有限公司是西门子在中国早成立的运营公司之一,这些年不断增加资金和人才投入,截至2011年,雇员数已超过2100名。公司位于苏州高新区,占地面积约87000平方米,其中、二期厂房和三期研发大楼都已建成投入使用,已有厂房建筑面积达39000平方米,四期厂房建成后建筑面积将超过7万平方米。新厂房符合LEED绿色建筑认证要求。