课件PLC的扫描工作方式

一、PLC采用循环扫描工作方式扫描工作分为5个阶段公共处理阶段程序执行阶段扫描周期计算阶段I/O刷新阶段外设端口处理阶段设置各异常继电器异常：(ERR/ALM)LED灯亮警告：(ERR/ALM)LED闪烁异常或警告？无有异常检查结果正常？扫描周期监视时间预置执行用户程序程序结束？(END命令？)NoYes扫描周期固定值设定检查有固定值设置？等待设定扫描周期到计算扫描周期I/O刷新正常异常警告接通电源初始化I/O外设端口服务初始化I/O、内部辅助、特殊辅助、辅助记忆继电器区域清零定时器预置识别扩展单元公共处理执行用户程序扫描周期计算处理刷新硬件、用户程序内存检查外设端口服务接通电源初始化硬件检查正常？异常报警异常处理扫描周期监视执行用户程序程序结束？扫描周期检查有固定设置？等待扫描周期计算I/O刷新外设端口服务异常公共处理执行用户程序扫描周期计算刷新端口服务00002010000000100002010001.PLC扫描工作各环节的功能①PLC上电后，首先检查硬件是否正常。②按自上而下的顺序，逐条读用户程序并执行。对输入的数据进行处理，将结果存入元件映象寄存器。③计算扫描周期。若正常，则进行下一步；若不正常，则报警并作处理。母线④I/O刷新阶段。⑤外设端口服务。读输入点的状态并写入输入映像寄存器。将元件映像寄存器的状态经输出锁存器、输出电路送到输出点。访问外设端口连接的外部设备。读读读写写执行用户程序I/O刷新I/O刷新I/O刷新I/O刷新2.PLC执行用户程序的过程0100101000000000000101000输入端子输入电路用户输入设备输入映像寄存器输出电路输出端子元件映像寄存器输出锁存器用户输出设备3.PLC控制的原理等效电路图SB1SB2ST公共端公共端输入部分输出端子输入端子用户程序输出部分主电路KMFUKHM3~Q~KM01000PLCCOM00000000000000100002≈0000001000000010000201000COM0000100002PLC~SB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM~KM线圈通电SB1闭合00000闭合接点闭合KMFUKHM3~QKM通电KM通电触点闭合电动机转触点闭合PLCCOM00000000000000100002≈0000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLC~SB1SB2KMST00000000010000201000COMCOM~KM线圈断电00001断开接点断开KMFUKHM3~QKM通电KM断电触点断开电动停转触点断开PLCCOM00000000000000100002≈0000001000000010000201000COM010000000100002SB2STPLC~SB1SB2KMST00000000010000201000COMCOMSB2闭合4.PLC执行用户程序的特点①按梯形图自左向右、自上而下逐次执行程序②执行程序时所需数据取自于：输入映像寄存器元件映像寄存器③输入映像寄存器和元件映像寄存器中的数据元件映像寄存器：在一个扫描周期中可读可写输入映像寄存器：在一个扫描周期中保持不变④每个扫描周期I/O刷新阶段集中读入/读出数据1.产生I/O滞后现象的原因二、PLC的I/O滞后现象（1）由于PLC采用循环扫描的工作方式。PLC只在每个扫描周期的I/O刷新阶段集中输入/输出，导致输出信号相对输入信号滞后。（2）输入滤波器对信号的延迟作用。滤波器时间常数越大，对输入信号的延迟作用越强。有的PLC其输入电路滤波器的时间常数可以调整。——输出ON延时。（3）输出继电器的动作延迟（继电器输出型PLC）。从输出锁存器ON、到输出触点ON经历一定时间（4）用户程序的长短及语句编排。要求有较快响应的场合最好不要使用继电器输出型PLC。I/O滞后现象，对慢速控制系统影响不大。要求快速响应的场合，需要解决I/O速度问题。2.I/O响应时间的估算以20点的继电器输出型CPM1A为例。设输入ON延时为8毫秒公共处理和I/O刷新时间为2毫秒执行用户程序时间为14毫秒输出ON延时为15毫秒输入状态经过一个扫描周期后在输出得到响应——最小I/O响应时间输入状态经过两个扫描周期后在输出得到响应——最大I/O响应时间最小I/O响应时间的计算最小I/O响应时间=输入ON延时+（公共处理+I/O刷新时间）+执行程序时间+输出ON延时=8+2+14+15=39ms输入触点输入滤波输出锁存输出触点刷新执行程序其他刷新执行程序其他扫描周期(Ts)扫描周期(Ts)输入ON延时输出ON延时I/O响应时间输入ON延时最大I/O响应时间=输入ON延时+(公共处理+I/O刷新+执行程序)×2+输出ON延时=8+（2+14）×2+15=55ms。最大I/O响应时间的计算输入触点输入滤波输出锁存输出ON延时输出触点I/O响应时间刷新执行程序其他刷新执行程序其他扫描周期(Ts)扫描周期(Ts)刷新执行程序其他扫描周期(Ts)程序语句安排对I/O响应时间的影响举例200000000001000200002000001001PLC~SBKM1000000100101000COMCOMKM2当SB闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期I/O刷新时00000的映像寄存器ON。第一个扫描周期结束时，01000为OFF。01000只能在第二个扫描周期结束后才能ON。000002000020000010002000001001PLC~SBKM1000000100101000COMCOMKM2当SB闭合，经过输入滤波，设第一个扫描周期00000的映像寄存器ON。01000在第一个扫描周期结束后就能ON。续如果将梯形图的第一与第二梯级交换，如下图：显然，程序语句的安排对I/O响应的影响很大。