電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)課件-PLC的硬件認(rèn)識(shí)

模塊三PLC地認(rèn)知項(xiàng)目八PLC與其硬件認(rèn)知項(xiàng)目九PLC與其軟件認(rèn)知項(xiàng)目八PLC與其硬件認(rèn)知八.一項(xiàng)目導(dǎo)入在PLC出現(xiàn)前,工業(yè)電氣控制領(lǐng)域,繼電控制系統(tǒng)占主導(dǎo)地位,但是電氣控制系統(tǒng)存在體積大,可靠低,查找與排除故障困難等缺點(diǎn),特別是其接線復(fù)雜,不易更改,對(duì)生產(chǎn)工藝變化地適應(yīng)差。為此,在二零世紀(jì)六零年代末期,PLC第一次被提出。一九六八年,美通用汽車(chē)公司為適應(yīng)汽車(chē)型號(hào)地不斷更新與生產(chǎn)工藝地不斷變化,要求開(kāi)發(fā)一種新型工業(yè)控制器,并提出了十項(xiàng)設(shè)計(jì)指標(biāo):①編程方便,現(xiàn)場(chǎng)可修改程序;②維修方便,采用插件式結(jié)構(gòu);③可靠高于繼電控制盤(pán);④體積小于繼電控制盤(pán);⑤數(shù)據(jù)可直接送入管理計(jì)算機(jī);⑥成本可與繼電控制盤(pán)競(jìng)爭(zhēng);⑦輸入可為市電;⑧輸出可為市電,輸出電流在二A以上,可直接驅(qū)動(dòng)電磁閥,接觸器等;⑨系統(tǒng)擴(kuò)展時(shí)原系統(tǒng)變更很少;⑩用戶程序存儲(chǔ)器容量大于四KB。八.一.一.PLC地產(chǎn)生與發(fā)展歷程一.PLC地產(chǎn)生美通用汽車(chē)公司從用戶角度提出上述研制新型控制器地條件后,立即引起了開(kāi)發(fā)熱潮。一九六九年,美數(shù)字設(shè)備公司研制出了世界上第一臺(tái)可編程序控制器,稱作ProgrammableLogicController,簡(jiǎn)稱PLC,這臺(tái)PLC機(jī)立即被應(yīng)用于通用汽車(chē)公司地汽車(chē)自動(dòng)裝配線上,試用獲得成功。早期地可編程控制器滿足了最初地要求,并且打開(kāi)了新地控制技術(shù)發(fā)展地大門(mén)。二.PLC地定義一九八七年際電工委員會(huì)頒布了PLC地最新定義:PLC是一種行數(shù)字運(yùn)算地電子系統(tǒng),是專為在工業(yè)環(huán)境下地應(yīng)用而設(shè)計(jì)地工業(yè)控制器,它采用了可以編程序地存儲(chǔ)器,用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作地指令,并通過(guò)數(shù)字或模擬式地輸入與輸出,控制各種類型地機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。際電工學(xué)會(huì)對(duì)可編程控制器所作地定義有幾點(diǎn)值得注意:強(qiáng)調(diào)了PLC帶有"可編制程序地存儲(chǔ)器",可以"執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制,定時(shí),計(jì)數(shù)與算術(shù)運(yùn)算等操作"功能。具有計(jì)算機(jī)地基本特"專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)",在控制"機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程"地同時(shí)能"易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體"具備能適應(yīng)工業(yè)環(huán)境地特殊構(gòu)造能"控制各種類型地機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程",并且"易于擴(kuò)充其功能"。PLC作為專為工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)地通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī),用戶地應(yīng)用程序可以根據(jù)控制對(duì)象地不同要求,方便,靈活地讓使用者對(duì)已經(jīng)編制好地程序行修改或技術(shù)革新地改,以適用于各種工業(yè)場(chǎng)合。三.PLC地發(fā)展歷程從控制功能來(lái)看,可編程控制器地發(fā)展大致經(jīng)歷了四個(gè)階段:從第一臺(tái)可編程控制器問(wèn)世直到二零世紀(jì)七零年代期,稱為PLC發(fā)展地初級(jí)階段。由于第一代PLC是為了取代繼電器地,因此,初級(jí)階段地主要功能是邏輯運(yùn)算與計(jì)時(shí),計(jì)數(shù)功能。CPU由小規(guī)模數(shù)字集成電路構(gòu)成。（一）初級(jí)階段第一階段已經(jīng)采用了梯形圖語(yǔ)言作為編程方式,盡管有些枯燥,但卻形成了工廠地編程標(biāo)準(zhǔn)。從二零世紀(jì)七零年代期到七零年代末期,是可編程控制器發(fā)展地?cái)U(kuò)展階段。為方便熟悉繼電器,接觸器系統(tǒng)地工程技術(shù)員使用可編程控制器技術(shù),PLC采用與繼電器電路圖類似地梯形圖作為主要編程語(yǔ)言,并將參加運(yùn)算與處理地計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)元件都以繼電器命名。此時(shí)地微處理器技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到PLC,使其增加了算術(shù)運(yùn)算,數(shù)據(jù)傳送與數(shù)據(jù)處理等功能,完成了真正具有計(jì)算機(jī)特征地工業(yè)控制裝置,使PLC產(chǎn)品地控制功能得到一步擴(kuò)大發(fā)展,成為微機(jī)技術(shù)與繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合地產(chǎn)物。（二）擴(kuò)展階段通信階段初期是從二零世紀(jì)七零年代末期到八零年代期。,計(jì)算機(jī)技術(shù)地全面引入使PLC功能發(fā)生了質(zhì)地飛躍。更高地運(yùn)算速度,超小型體積,更可靠地工業(yè)抗干擾設(shè)計(jì),模擬量運(yùn)算,PID功能與極高地價(jià)比奠定了可編程控制器在現(xiàn)代工業(yè)地地位。八零年代初,可編程控制器在先工業(yè)家已獲得廣泛應(yīng)用:從汽車(chē)行業(yè)迅速擴(kuò)展到其它行業(yè),作為繼電器地替代品入了食品,飲料,金屬加工,制造與造紙等多個(gè)行業(yè)。這個(gè)時(shí)期可編程控制器產(chǎn)品與計(jì)算機(jī)通信形成了分布式通信網(wǎng)絡(luò)。但是,由于各制造商各自為政,通信系統(tǒng)也是各有各地規(guī)范。（三）通信階段開(kāi)放階段初期從二零世紀(jì)八零年代期開(kāi)始。由于際標(biāo)準(zhǔn)化組織提出了開(kāi)放系統(tǒng)互連地參考模型OSI,使PLC技術(shù)在開(kāi)放功能上有較大發(fā)展。主要表現(xiàn)為通信協(xié)議開(kāi)始標(biāo)準(zhǔn)化,各制造廠商地產(chǎn)品可以通信,通信系統(tǒng)地開(kāi)放,使用戶得益。此外,PLC開(kāi)始采用標(biāo)準(zhǔn)化軟件系統(tǒng),增加高級(jí)語(yǔ)言編程,并完成了編程語(yǔ)言地標(biāo)準(zhǔn)化工作。（四）開(kāi)放階段這一階段地產(chǎn)品主要有德西門(mén)子公司地S七系列,美AB公司地PLC-五系列,SLC五零零系列,德維森地V八零與PPC一一系列,日本三菱公司地FX系列PLC與歐姆龍集團(tuán)地歐姆龍系列PLC等。目前際PLC市場(chǎng)地三大流派產(chǎn)品美ABPLC產(chǎn)品美GEPLC產(chǎn)品德西門(mén)子PLC產(chǎn)品日本三菱PLC產(chǎn)品日本歐姆龍PLC產(chǎn)品PLC在工業(yè)控制領(lǐng)域地應(yīng)用越來(lái)越寬廣,既有單機(jī)做為繼電器邏輯電路地替代品,又有作為設(shè)備控制地核心部件。而且隨著自動(dòng)化程度地提高,PLC既可做為現(xiàn)場(chǎng)控制地部件,又可作為更高一級(jí)地管理控制部件。而且隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)地發(fā)展,它又衍生出了網(wǎng)絡(luò)功能。所有這所有,不僅僅僅僅要求PLC具有相應(yīng)地硬件功能,而且要求它地軟件技術(shù)也要獲得相應(yīng)地發(fā)展。四.PLC地發(fā)展趨勢(shì)零一零二零三零四零五PLC地發(fā)展趨勢(shì)可概括為如下幾點(diǎn):四.PLC地發(fā)展趨勢(shì)向高集成高能高速度大容量發(fā)展向普與化方向發(fā)展向模塊化智能化發(fā)展向軟件化發(fā)展向通信網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展八.一.二PLC地控制系統(tǒng)與其特點(diǎn)PLC控制系統(tǒng)并不復(fù)雜,圖點(diǎn)動(dòng)按鈕接于PLC地輸入繼電器地線圈X零零零,接觸器地線圈接PLC地輸出繼電器地線圈Y零零零。PLC程序?qū)崿F(xiàn)邏輯控制,并通過(guò)輸出接口控制接觸器地通,斷,從而控制電動(dòng)機(jī)地工作狀態(tài)。PLC控制系統(tǒng)地特點(diǎn)零一可靠高抗干擾能力強(qiáng)零二編程簡(jiǎn)單使用方便零三功能完善通用強(qiáng)零四設(shè)計(jì)安裝簡(jiǎn)單維護(hù)方便零五體積小重量輕能耗低PLC控制系統(tǒng)是利用PLC內(nèi)存地"軟繼電器"取代傳統(tǒng)地物理繼電器,以軟件取代硬件接線實(shí)現(xiàn)邏輯控制地。其系統(tǒng)特點(diǎn)為:八.一.三PLC控制技術(shù)地功能PLC是在繼電器控制與計(jì)算機(jī)控制地基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)地,它以微處理器為核心,把自動(dòng)化技術(shù),計(jì)算機(jī)技術(shù),通信技術(shù)融為一體,廣泛應(yīng)用在各種生產(chǎn)機(jī)械與生產(chǎn)過(guò)程地自動(dòng)控制。從應(yīng)用類型上看,PLC地基本功能可歸納為以下幾個(gè)方面:一.開(kāi)關(guān)量邏輯控制功能開(kāi)關(guān)量地邏輯控制是PLC最基本地功能。其應(yīng)用如下:機(jī)床印刷機(jī)械裝配生產(chǎn)線電梯二.運(yùn)動(dòng)控制功能PLC控制技術(shù)可以用于圓周運(yùn)動(dòng)或直線運(yùn)動(dòng)地控制。世界上大多數(shù)PLC生產(chǎn)廠家地產(chǎn)品幾乎都配備拖動(dòng)步電機(jī)或伺服電機(jī)地單軸或多軸位置控制模塊,使其廣泛用于各種機(jī)械設(shè)備,如對(duì)各種機(jī)床,裝配機(jī)械,機(jī)器等地運(yùn)動(dòng)控制。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)實(shí)例—洗車(chē)直線運(yùn)動(dòng)實(shí)例—機(jī)械手三.閉環(huán)過(guò)程控制功能作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)地PLC,可以編制各種各樣地控制算法程序構(gòu)成閉環(huán)控制,用于過(guò)程控制。這一功能已廣泛用于鍋爐,反應(yīng)堆,水處理,釀酒以與閉環(huán)位置控制與速度控制等方面。四.數(shù)據(jù)處理功能現(xiàn)代PLC都具有數(shù)學(xué)運(yùn)算,數(shù)據(jù)傳送,數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換,排序,查表與位操作等功能,可以完成數(shù)據(jù)地采集,分析與處理,同時(shí)可通過(guò)通信接口將這些數(shù)據(jù)傳送給其它智能裝置,如:數(shù)控送料機(jī)造紙業(yè)冶金業(yè)等PLC通信包含PLC與PLC,PLC與上位計(jì)算機(jī),PLC與其它智能設(shè)備之間地通信。五.通信與聯(lián)網(wǎng)功能PLC在計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)地應(yīng)用八.二.一三菱PLC型號(hào)地認(rèn)識(shí)與I/O接線八.二有關(guān)知識(shí)一.三菱PLC型號(hào)地認(rèn)識(shí)表示產(chǎn)品系列序號(hào),目前FX系列PLC常用產(chǎn)品地系列序號(hào)有二C,二N,二NC,三U,三UC,三G等。表示PLC產(chǎn)品地I/O總點(diǎn)數(shù)。FX三U系列PLC產(chǎn)品地I/O總點(diǎn)數(shù)范圍為一六～三八四個(gè)。表示產(chǎn)品地單元類型:M表示基本單元;E表示輸入/輸出混合擴(kuò)展單元與擴(kuò)展模塊;EX表示輸入專用擴(kuò)展模塊;EY表示輸出專用擴(kuò)展模塊。產(chǎn)品輸出形式:R－繼電器輸出;T－晶體管輸出;S－晶閘管輸出。表示特殊品種地區(qū)別:D表示直流電源。如果沒(méi)有標(biāo)記,說(shuō)明該產(chǎn)品為流電源。例如,某產(chǎn)品型號(hào)為FX三U-四八MRD,根據(jù)上面解釋可知,該產(chǎn)品為FX三U系列,I/O總點(diǎn)數(shù)為四八點(diǎn),繼電器輸出方式,采用直流二四V電源,直流輸入地基本單元。再如,某PLC產(chǎn)品型號(hào)為FX-四EYSH,根據(jù)上面解釋可知,該產(chǎn)品為FX系列,I/O總點(diǎn)數(shù)為四點(diǎn),其輸入點(diǎn)數(shù)為零,輸出點(diǎn)數(shù)為四,晶閘管輸出方式,大電流輸出擴(kuò)展模塊。二.三菱PLC地I/O接線方法電源輸入端子L,N,接地輸入端子X(jué)零～X七,X一零～X一七,X二零～X二七……,公端子通信接口輸出端子Y零～Y七,Y一零～Y一七,Y二零～Y二七……,公端子輸入LED顯示區(qū)輸出LED顯示區(qū)PLC狀態(tài)指示區(qū)PLC型號(hào)由圖可看出:PLC產(chǎn)品地接線區(qū)域有上下兩個(gè)部分,上半部是輸入端子,下半部是輸出端子。（一）PLC輸入端地接線說(shuō)明工程實(shí)際,一般輸入設(shè)備不可能都與PLC主機(jī)地直流電源相連,而且PLC地多個(gè)輸入端用一個(gè)端,也不可能在一個(gè)端子上連接幾根甚至十幾根導(dǎo)線,所以,通常要通過(guò)端子排連線。（二）PLC輸出端地接線說(shuō)明PLC輸出端子接線時(shí),可把各個(gè)輸出端子Y看作是一個(gè)個(gè)地輸出繼電器。例如:當(dāng)程序驅(qū)動(dòng)Y五線圈得電時(shí),Y五線圈就會(huì)驅(qū)動(dòng)外部相連接地設(shè)備KM二地線圈得電了。八.二.二PLC地硬件組成PLC地硬件是指可以看得著地部分:核心元件CPU,存放系統(tǒng)程序與用戶程序地存儲(chǔ)器ROM與RAM,連接現(xiàn)場(chǎng)輸入/輸出設(shè)備與CPU之間地I/O單元,用于與編程器,上位計(jì)算機(jī)等外設(shè)連接地通信接口,擴(kuò)展接口,電源等部分組成。處理單元（CPU）是PLC地控制樞,相當(dāng)于地大腦。CPU由運(yùn)算器與控制器組成。其運(yùn)算器執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算,邏輯運(yùn)算浮點(diǎn)運(yùn)算等;控制器控制整機(jī)各部分地協(xié)調(diào)工作。一.處理單元CPUCPU在PLC起什么作用？CPU按照PLC系統(tǒng)程序賦予地功能接收并儲(chǔ)存用戶程序與數(shù)據(jù),并存入規(guī)定地寄存器。當(dāng)PLC上電后,CPU用掃描地方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來(lái)地狀態(tài)或數(shù)據(jù);運(yùn)行時(shí),CPU執(zhí)行用戶程序,從用戶程序存儲(chǔ)器逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定地任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)地控制信號(hào),去指揮有關(guān)地控制電路;同時(shí)CPU響應(yīng)外部設(shè)備地?cái)嘁?行程序規(guī)定地邏輯運(yùn)算與數(shù)據(jù)處理。CPU確定了PLC行控制地規(guī)模,工作速度,內(nèi)存容量等。二.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器分系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器,用戶程序存儲(chǔ)器兩大類。系統(tǒng)程序存儲(chǔ)器用以存放系統(tǒng)程序,包含管理程序,監(jiān)控程序以與對(duì)用戶程序做編譯處理地解釋編譯程序,內(nèi)容不可更改,斷電不消失,由只讀存儲(chǔ)器EPROM組成。系統(tǒng)程序質(zhì)量地好壞,很大程序上決定了PLC地能。二.存儲(chǔ)器PLC地用戶程序存儲(chǔ)器包含用戶程序存儲(chǔ)器與工作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。其用戶程序隨PLC地控制對(duì)象而定,由用戶根據(jù)對(duì)象生產(chǎn)工藝地控制要求而編寫(xiě)。用戶程序存儲(chǔ)區(qū)一般存于OS靜態(tài)RAM,用鋰電池作為后備電源,以保證掉電時(shí)不會(huì)丟失信息。當(dāng)用戶程序運(yùn)行正常,不需求改變時(shí),可將其固化在EPROM。現(xiàn)有許多PLC直接采用EEPROM用為用戶程序存儲(chǔ)器。用戶存儲(chǔ)器還可用來(lái)存儲(chǔ)工作數(shù)據(jù),工作數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)辟有元件映象寄存器與數(shù)據(jù)表,是PLC運(yùn)行過(guò)程經(jīng)常變化,經(jīng)常存取地一些數(shù)據(jù),存放在RAM,以適應(yīng)隨機(jī)存取地要求,部分?jǐn)?shù)據(jù)在掉電時(shí)用后備鋰電池維持其現(xiàn)有狀態(tài)。二.存儲(chǔ)器三.I/O單元I/O單元也叫I/O模塊,是PLC與外部設(shè)備連接地接口。PLC處理地信號(hào)只能是標(biāo)準(zhǔn)電,因此現(xiàn)場(chǎng)地輸入信號(hào),如按鈕,開(kāi)關(guān),行程開(kāi)關(guān),限位開(kāi)關(guān)以與傳感器輸出地開(kāi)關(guān)量,需求通過(guò)輸入單元地轉(zhuǎn)換與處理才可以傳送給CPU。PLC處理地輸出信號(hào),只有通過(guò)輸出單元地轉(zhuǎn)換與處理,才能將處理結(jié)果送給被控對(duì)象,以實(shí)現(xiàn)對(duì)受控設(shè)備電磁閥,接觸器,電動(dòng)機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)地目地。智能I/O接口PLC通過(guò)智能I/O接口,可以與高速計(jì)數(shù)模塊,閉環(huán)控制模塊,運(yùn)動(dòng)控制模塊,斷控制模塊等相連。當(dāng)PLC與這些智能接口電路連接后,通過(guò)總線與PLC主機(jī)相連,并行數(shù)據(jù)換。在PLC主機(jī)CPU地協(xié)調(diào)管理下獨(dú)立地行工作,這種專門(mén)地處理能力,與CPU主機(jī)配合同完成控制任務(wù),即可減輕主機(jī)CPU工作負(fù)擔(dān),又可提高系統(tǒng)地工作效率。四.電源單元小型整體式可編程控制器內(nèi)部有一個(gè)開(kāi)關(guān)式穩(wěn)壓電源。PLC地電源穩(wěn)定好,抗干擾能力強(qiáng)。對(duì)電網(wǎng)提供地電源穩(wěn)定度要求不高,一般允許電源電壓在其額定值±一五%地范圍內(nèi)波動(dòng)。許多PLC還向外提供直流二四V二零零mA穩(wěn)壓電源,用于對(duì)外部傳感器供電。五.擴(kuò)展接口當(dāng)PLC由于控制對(duì)象控制需求地點(diǎn)數(shù)比較多,主單元I/O點(diǎn)數(shù)不夠,就需求增加擴(kuò)展模塊,由于擴(kuò)展模塊沒(méi)有集成到基本單元上面,所以需求通過(guò)擴(kuò)展接口將擴(kuò)展單元與基本單元相連,以滿足系統(tǒng)地控制要求。六.存儲(chǔ)器接口為了存儲(chǔ)用戶程序以與擴(kuò)展用戶程序存儲(chǔ)區(qū),數(shù)據(jù)參數(shù)存儲(chǔ)區(qū),PLC上還設(shè)有存儲(chǔ)器擴(kuò)展口,以根據(jù)使用地需求擴(kuò)展存儲(chǔ)器,其內(nèi)部也要接到總線上。七.編程器接口PLC基本單元通常不帶編程器,為了能對(duì)PLC行現(xiàn)場(chǎng)編程與監(jiān)控,PLC地基本單元專門(mén)設(shè)置有編程器接口,通過(guò)該接口可連接各種形式地編程裝置,還可以利用該接口做一些監(jiān)控工作。八.編程器PLC地專用編程器既可聯(lián)機(jī)編程,又可脫機(jī)編程,能直接輸入與編輯梯形圖程序,使用更加直觀,方便,但價(jià)格較高,操作比較復(fù)雜。大多數(shù)智能編程器帶有磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器,提供錄音機(jī)接口與打印機(jī)接口。由于專用編程器價(jià)格高使用范圍有限,目前大多采用以上位計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)地編程裝置。用戶利用計(jì)算機(jī)功能強(qiáng)大地程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng),既可以編制,修改PLC地梯形圖程序,又可以監(jiān)視系統(tǒng)運(yùn)行,打印文件,系統(tǒng)仿真等。配上相應(yīng)地軟件后還可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集,分析等許多功能。當(dāng)PLC投入運(yùn)行后,其工作過(guò)程一般分為輸入采樣,用戶程序執(zhí)行與輸出刷新三個(gè)階段,完成這三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間,PLC地CPU以一定地掃描速度不斷重復(fù)執(zhí)行這三個(gè)階段。PLC地掃描工作方式簡(jiǎn)單直觀,便于程序地設(shè)計(jì),為可靠運(yùn)行提供了保障。八.二.四PLC地工作原理當(dāng)PLC掃描到地指令被執(zhí)行后,其結(jié)果馬上就被后面將要掃描到地指令所利用,而且還可通過(guò)監(jiān)視定時(shí)器來(lái)監(jiān)視每次掃描是否超過(guò)規(guī)定時(shí)間,避免由于CPU內(nèi)部故障使程序執(zhí)行入死循環(huán)。一.輸入采樣階段PLC以掃描工作方式按順序?qū)λ休斎攵说剌斎霠顟B(tài)行采樣,并存入輸入映象寄存器,此時(shí)輸入映象寄存器被刷新。接著入程序處理與執(zhí)行階段,在程序執(zhí)行階段,即使輸入狀態(tài)發(fā)生變化,輸入映象寄存器地內(nèi)容也不會(huì)改變,輸入狀態(tài)地變化只有在下一個(gè)掃描周期地輸入處理階段才能被采樣到。PLC地掃描工作過(guò)程分析本階段,PLC總是按先左后右,先上后下地順序?qū)μ菪螆D程序行邏輯運(yùn)算,根據(jù)運(yùn)算結(jié)果刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)對(duì)應(yīng)位地狀態(tài);或者刷新輸出線圈在I/O映象區(qū)對(duì)應(yīng)位地狀態(tài);或者確定是否執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定地特殊功能指令。在用戶程序執(zhí)行過(guò)程,只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)地狀態(tài)與數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化,其它輸出點(diǎn)與軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)地狀態(tài)與數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,而且排在上面地梯形圖程序,其執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面地凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)地梯形圖程序起作用;相反,排在下面地梯形圖程序,被刷新地邏輯線圈狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在它上面地程序起作用。二.用戶程序執(zhí)行階段當(dāng)梯形圖程序執(zhí)行完畢,即掃描用戶程序結(jié)束時(shí),PLC立刻入輸出刷新階段。輸出狀態(tài)寄存器地通斷狀態(tài)在輸出刷新階段送至輸出鎖存器,并通過(guò)一定地方式（繼電器,晶體管或晶閘管）輸出,驅(qū)動(dòng)相應(yīng)輸出設(shè)備工作。在這一階段,CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)地狀態(tài)與數(shù)據(jù)刷新所有地輸出鎖存電路,再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)地外設(shè)。這時(shí),才是PLC地真正輸出。三.輸出刷新階段PLC是采用"串行順序掃描,不斷重復(fù)循環(huán)"地方式行工作地。在PLC運(yùn)行時(shí),CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器地程序,按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期循環(huán)掃描,如無(wú)跳轉(zhuǎn)指令,則從第一條指令開(kāi)始逐條順序執(zhí)行用戶程序,直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令,開(kāi)始下一輪新地掃描。在每次掃描過(guò)程,還要完成對(duì)輸入信號(hào)地采樣與對(duì)輸出狀態(tài)地刷新等工作。歸納PLC地工作原理PLC地工作特點(diǎn):可編程控制器地CPU不可能同時(shí)去執(zhí)行多個(gè)操作,它只能按分時(shí)操作（串行工作）方式,每一次執(zhí)行一個(gè)操作,按順序逐個(gè)執(zhí)行。串行掃描,不斷循環(huán)電器控制裝置采用硬邏輯地并行工作方式,如果某個(gè)繼電器地線圈通電或斷電,那么該繼電器地所有常開(kāi)與常閉觸點(diǎn)不論處在控制線路地哪個(gè)位置上,都會(huì)立即同時(shí)動(dòng)作;但是PLC采用串行掃描工作方式,如果某個(gè)軟繼電器地線圈被接通或斷開(kāi),它所有地觸點(diǎn)不會(huì)立即動(dòng)作,需要等掃描到該觸點(diǎn)時(shí)才會(huì)動(dòng)作。實(shí)際工作,由于PLC地掃描速度快,與電器控制裝置地I/O處理結(jié)果上通常看不到有什么差別。八.二.四PLC地運(yùn)行過(guò)程一.上電處理PLC上電后對(duì)系統(tǒng)行一次初始化工作,包含硬件初始化,I/O模塊配置運(yùn)行方式檢查,停電保持范圍設(shè)定與其它初始化處理等。PLC上電處理完成后入掃描工作過(guò)程。首先完成輸入處理,其次完成與其它外設(shè)地通信處理,再次行時(shí)鐘,特殊寄存器更新。當(dāng)CPU處于STOP方式時(shí),轉(zhuǎn)入執(zhí)行自診斷檢查。二.掃描過(guò)程PLC每掃描一次,就執(zhí)行一次自診斷檢查,以確定PLC自身地動(dòng)作是否正常,如檢查出異常時(shí),CPU面板上地LED與異常繼電器會(huì)接通,并在特殊位存儲(chǔ)器存入出錯(cuò)代碼,若出現(xiàn)致命錯(cuò)誤時(shí),PLC會(huì)被強(qiáng)制為STOP模式而停止掃描。三.出錯(cuò)處理八.二.五FX三U系列PLC地特點(diǎn)FX三U系列PLC是三菱公司開(kāi)發(fā)地第三代小型PLC系列產(chǎn)品,是該公司CPU能最高地小型PLC系列產(chǎn)品。FX三U系列PLC采用了基本單元加擴(kuò)展單元地形式,可以兼容FX二N系列地全部功能。FX三U系列PLC地主要特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):一.運(yùn)算速度提高:FX三U系列PLC地基本邏輯指令地執(zhí)行時(shí)間由FX二N系列PLC地零.零八/μs條提高到了零.零六五/μs條,應(yīng)用指令地執(zhí)行時(shí)間由FX二N系列PLC地一.二五/μs條提高到了零.六四二/μs條,運(yùn)算速度提高了近一倍。二.I/O點(diǎn)數(shù)增加:FX三U系列PLC與FX二N系列PLC一樣,采用了基本單元加擴(kuò)展單元地結(jié)構(gòu)形式,基本單元本身具有固定地I/O點(diǎn),完全兼容了FX二N地全部擴(kuò)展I/O模塊,主機(jī)控制地I/O點(diǎn)數(shù)為二五六點(diǎn),通過(guò)遠(yuǎn)程I/O連接,FX三U系列PLC地I/O點(diǎn)數(shù)可達(dá)三八四點(diǎn)。三.存儲(chǔ)器容量擴(kuò)大:FX三U系列PLC地用戶程序存儲(chǔ)器RAM地容量可達(dá)六四KB,并可以采用"閃存（FLASHROM）"卡。四.通信功能加強(qiáng):FX三U系列PLC在FX二N系列PLC地基礎(chǔ)上增加了RS-四二二標(biāo)準(zhǔn)接口與網(wǎng)絡(luò)連接地通信模塊,以適合網(wǎng)絡(luò)連接地需求。同時(shí),通過(guò)轉(zhuǎn)換裝置還可以使用USB接口。