PLC采用循環執行用戶程序的方式,稱為(wei) 循環掃描工作方式,一個(ge) 循環掃描周期,主要可分為(wei) 輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個(ge) 階段。PLC運行後首先執行一次啟動組織塊,再開始監視時間,在輸入采樣階段,讀取輸入設備的狀態,並存儲(chu) 到IO映像區中,之後進入執行用戶程序階段,按照從(cong) 上到下從(cong) 左到右的順序依次執行用戶程序,執行完用戶程序,將輸出映像區的結果刷新到輸出設備。這一過程就是一個(ge) 掃描周期,循環進行上述步驟稱為(wei) 循環掃描工作方式。
在掃描周期中的輸入采樣階段,依次讀入所有輸入狀態和數據,並將它們(men) 存入IO映像區中的相應單元內(nei) ,輸入采樣結束後,轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩(liang) 個(ge) 階段中,即使輸入狀態和數據發生變化,IO映像區中的相應單元的狀態和數據也不會(hui) 改變。因此如果輸入是脈衝(chong) 信號,該脈衝(chong) 信號的寬度必須大於(yu) 一個(ge) 掃描周期,才能夠保證在任何情況下該輸入均能被讀入。
在掃描周期中的用戶程序執行階段,PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序,再掃描每一條梯形圖時,並按先左後右先上後下的順序進行邏輯運算。邏輯運算的結果存於(yu) 映像區,上麵的邏輯運算,其運算結果會(hui) 對下麵的邏輯運算起作用。相反下麵的邏輯運算,其運算結果隻能到下一個(ge) 掃描周期,才能對上麵的運算結果起作用。
在掃描周期中的輸出刷新階段,當掃描用戶程序結束後,PLC就進入輸出刷新階段。在此期間,CPU按照保存在IO映像區的運算結果,刷新所有對應的輸出鎖存電路,再經輸出電路驅動相應的外設,這時才是PLC的真正輸出。
綜合上述過程,PLC的工作特點如下:
一、所有輸入信號在程序處理前統一讀入,並在程序處理過程中不再變化。而程序處理的結果也是在掃描周期的最後時段統一輸出,其工作特點是將一個(ge) 連續的過程分解成若幹靜止的狀態。
二、PLC僅(jin) 在掃描周期的起始時段讀取外部輸入狀態,該時段相對較短,對輸入信號的抗幹擾能力強。
三、循環掃描的工作方式,對於(yu) 高速變化的過程可能漏掉變化的信號,也會(hui) 帶來係統響應的滯後。為(wei) 克服上述問題,可利用立即輸入輸出脈衝(chong) 捕獲高速計數器或中斷技術等。
下麵我們(men) 來看一個(ge) 實例,I0.1代表外部的按鈕,當按鈕動作後,左麵的程序隻需要一個(ge) 掃描周期,就可以完成對M0.4的刷新,而右麵的程序要經過四個(ge) 掃描周期才能完成對M0.4的刷新,在掃描周期極短,無時序配合要求時,感覺不到這兩(liang) 個(ge) 程序執行的差異。在有時序配合的情況下,這種差異要引起注意。
結合PLC循環掃描工作方式分析圖示雙線圈輸出程序。當I0.0按下時,最終輸出Q0.0還是0,當I0.1按下時,最終輸出Q0.0才是1。
下麵通過示意圖介紹西門子S7-1200 PLC啟動到運行的過程,啟動過程中依次執行以下步驟:A、清除輸入映像存儲(chu) 器。B、使用上一個(ge) 值或替換值,對輸出執行初始化。C、執行啟動OB塊。D、將物理輸入的狀態複製到輸入映像存儲(chu) 器。F、啟用將輸出映像存儲(chu) 器的值寫(xie) 入到物理輸出。E、將所有中斷事件存儲(chu) 到要在軟模式下處理的隊列中。運行時依次執行以下步驟:①將輸出映像存儲(chu) 器寫(xie) 入物理輸出。②將物理輸入的狀態複製到輸入映像存儲(chu) 器。③執行程序循環OB塊。④執行自檢診斷。⑤請注意,在掃描周期的任何階段,可實時處理中斷和通信。

S7-1200從(cong) 啟動到運行的執行過程