保山西门子模块总代理商PLC

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PLC输入接口和PLC输出接口

PLC内部的存储器有系统存储器和用户存储器两大类。

  (1)系统存储器

  用于存放系统程序，包括系统管理程序、监控程序、磁盘输入处理程序、翻译程序、编译解释程序等。系统程序在PLC出厂前已经固化在只读存储器ROM或PROM中，用户不能更改。

  (2)用户存储器

  用于存放用户程序和工作数据，它分用户程序存储区和工作数据存储区。在编程工作方式下，用户输入的控制程序经过处理后，存放在RAM的地址区。工作数据存储区占用RAM若干存储单元，用来存放逻辑变量。这些逻辑变量在PLC中称为输入继电器X、输出继电器Y、内部辅助继电器R、定时器TM、计数器CT、数据寄存器DT等。RAM的存储内容可通过编程器或编程软件读出并更改。为了防止RAM中的程序和数据因电源停电而丢失，常用的锂电池作为后备电源，锂电池的寿命一般为3～5年。

  PLC产品手册中给出的存储器类型和容量是针对用户程序存储器而言的。

  输入/输出接口

  输入/输出(I/O)接口是将PLC现场各种输入、输出设备连接起来的端口。有时也称I/O单元或I/O模块。

  (1)输入接口

  输入接口通过PLC的输入端子接受现场输入设备的控制信号，现场输入信号可以是按钮、限位开关、光电开关、温度开关、行程开关以及传感器输出的开关量等。PLC输人接口电路将这些信号转换成CPU所能接受和处理的数字信号。

  PLC输入接口电路与输入控制设备的连接示意图如图1-2所示，当按钮S1闭合时，输入信号通过光电耦合器传送给内部电路，输入信号与内部电路之间并无电的联系，通过这种隔离措施可以防止现场干扰串入PLC。由于光电耦合器的发光二极管采用两个反并联，使输入端的信号极性可根据需要任意确定。

  图1-2 PLC的输入接口电路

  (2)输出接口

  输出接口电路将经CPU处理过的输出数字信号传送给输出端的电路元件，以控制其接通或断开，从而控制现场执行部件。现场执行部件包括电磁阀、继电器、接触器、灯具、电热器、电动机等。为适应不同类型的输出设备负载，PLC的输出接口类型有三种：继电器输出型、晶体管输出型和晶闸管输出型。继电器型输出电路如图1-3所示，其电路负载电流大于2A，响应时间为8～10ms，机械寿命大于10℃次，动作速度慢。晶体管型输出电路负载电流均为0.5A，响应时间小于1ms，漏电流小于100μA，有PNP和NPN晶体管输出两种形式，如图1-4、图1-5所示。

  晶闸管型输出电路如图1-6所示，一般采用三端双向晶闸管作为输出，其耐压较高，负载能力较大，响应时间小于1ms。

   PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图1所示。

（1）输入采样阶段。PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序执行阶段。

（2）程序执行阶段。PLC在程序执行阶段中顺序对每条指令进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。

（3）输出刷新阶段。所有指令执行完毕后，将输出寄存器中所有的输出状态送到输出电路，成为PLC的实际输出。

PLC执行完上述的三个阶段称为一个扫描周期。

 PLC以微处理器为核心，具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。
   微机一般采用等待命令的工作方式工作。
   PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式进行工作的。每一次循环扫描所用的时间称为一个扫描周期。
   对每个程序，CPU从条指令开始执行，按顺序逐条地执行指令做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至结束又返回条指令，如此周而复始不断循环。
   PLC在每次扫描工作过程中除了执行用户程序外，还要完成内部处理、输入采样、通信服务、程序执行、自诊断、输出刷新等工作。PLC工作的全过程包括三个部分，即上电处理、扫描过程和出错处理。PLC工作的全过程可用图4所示的运行框图来表示。
   PLC通电后，CPU在系统程序的控制下行内部处理，包括硬件初始化、I/O模块配置检查、停电保持范围设定及其他初始化处理等工作。
    PLC有很强的自诊断功能，PLC每扫描一次执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如电源检测、内部硬件是否正常、程序语法是否有错等。如检查出异常时，CPU面板的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码；CPU能根据错误类型和程度发出信号，甚至进行相应的出错处理，使PLC停止扫描或强制变成STOP状态。
   PLC运行正常时，扫描周期的长短与用户应用程序的长短、CPU的运算速度、I/O点的情况等有关。通常用PLC执行1KB指令所需时间来说明其扫描速度（一般1-10ms/KB）。值得注意的是，不同指令执行时间是不同的，故选用不同指令所用的扫描时间将会不同。若用于高速系统要缩短扫描周期时，可从软硬件上同时考虑。PLC周期性循环扫描工作方式的显著特点是：可靠性高、抗干扰能力强，但响应滞后、速度慢。