PLC程序执行过程和特点解析

2023-06-20 理论教育版权反馈

【摘要】：PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，如图1-7所示。图1-7PLC执行程序过程示意图输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新。若程序用梯形图表示，则PLC总是按先上后下、先左后右的顺序执行。小型PLC因为I／O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式。

PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段，如图1-7所示。

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图1-7　PLC执行程序过程示意图

（1）输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映像寄存器中，此时输入映像寄存器被刷新。接着PLC进入程序执行阶段。在程序执行阶段或其他阶段，即使输入状态发生变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。

（2）程序执行阶段

在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图表示，则PLC总是按先上后下、先左后右的顺序执行。当遇到程序跳转指令时，PLC则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及输入／输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映像寄存器中读出状态，根据用户程序进行运算，再将运算结果存入元件映像寄存器中。对于元件映像寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。

（3）输出刷新阶段

当所有程序执行完毕后，PLC进入输出刷新阶段。在这一阶段里，PLC将输出映像寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。

因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段PLC才对输入状态重新进行采样。这种方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。

用户程序如果对输出结果进行多次赋值，则最后一次赋值有效。在一个扫描周期内，PLC只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映像寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其他阶段里，输出状态一直保存在输出映像寄存器中。这种方式称为集中输出。

小型PLC因为I／O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式。这种方式虽然在一定程度上减慢了系统的响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入／输出设备隔离，从根本上增强了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

大中型PLC因为I／O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为加快系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入／输出方式以及采用智能I／O接口等多种方式。

从上述分析可知，从PLC的输入端输入信号发生变化到PLC的输出端对该输入变化做出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入／输出响应滞后。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。应该注意的是，这种响应滞后不仅仅是由PLC扫描工作方式造成的，更主要的是由PLC输入接口的滤波环节带来的输入延迟，以及输出接口中驱动器件的动作时间带来的输出延迟，同时还与程序设计有关。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握的一个参数。

PLC程序执行过程和特点解析

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