西門(mén)子PLC工作原理解析

西門(mén)子PLC的分類(lèi)：德國西門(mén)子可編程序控制器在我國得到廣泛應用，如在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域都有應用。西門(mén)子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門(mén)子S7系列PLC體積小、速度快、標準化，具有網(wǎng)絡(luò )通信能力，功能更強，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。
　　西門(mén)子PLC編程的工作原理：當PLC投入運行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶(hù)程序執行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復執行上述三個(gè)階段。

　　輸入采樣
　　在輸入采樣階段，PLC以?huà)呙璺绞揭来蔚刈x入所有輸入狀態(tài)和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶(hù)程序執行和輸出刷新階段。在這兩個(gè)階段中，即使輸入狀態(tài)和數據發(fā)生變化，I/O映象區中的相應單元的狀態(tài)和數據也不會(huì )改變。因此，如果輸入是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。
　　用戶(hù)程序執行
　　在用戶(hù)程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶(hù)程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點(diǎn)構成的控制線(xiàn)路進(jìn)行邏輯運算，然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線(xiàn)圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線(xiàn)圈在I/O映象區中對應位的狀態(tài)；或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。
　　即，在用戶(hù)程序執行過(guò)程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區內的狀態(tài)和數據不會(huì )發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態(tài)和數據都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會(huì )對排在下面的凡是用到這些線(xiàn)圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線(xiàn)圈的狀態(tài)或數據只能到下一個(gè)掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。
　　輸出刷新
　　當掃描用戶(hù)程序結束后，PLC就進(jìn)入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態(tài)和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動(dòng)相應的外設。這時(shí)，才是PLC的真正輸出。
　　同樣的若干條梯形圖，其排列次序不同，執行的結果也不同。另外，采用掃描用戶(hù)程序的運行結果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結果有所區別。當然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對整個(gè)運行來(lái)說(shuō)可以忽略，那么二者之間就沒(méi)有什么區別了。
　　西門(mén)子PLC編程中應該注意的問(wèn)題：
　　1.中斷程序中可以調用子程序
　　累加器和邏輯堆棧式的存蓄器在中斷程序和被調用的子程序中都是共用的
　　2.中斷程序和主程序下數據是可以共享的
　　中斷程序雖說(shuō)是可以共享的，但是我們要注意的是中斷事件中事情異步特性的因數影響，來(lái)解決共享數據的一致性問(wèn)題，在中斷事件中主程序執行的任何一個(gè)地方都是有可能出現的。
　　3.通信接口的中斷
　　PLC的串行通信口是可以有梯形圖或者語(yǔ)句表程序控制的。通信口的這種操作模式稱(chēng)為自有端口的模式。在自由的情況下，就可以用程序定義波特率，每個(gè)字節的位數等等，在執行主程序的過(guò)程中，申請中斷，才能定義自由端口模式，利用接收和發(fā)送中斷可以簡(jiǎn)化程序對通信的控制。
　　4.I/O中斷
　　I/O中斷包括上升或下降沿中斷，告訴計數器中斷和脈沖串輸出中斷。
　　S7-200CPU用輸入I0.0~I0.3的上升或下降產(chǎn)生了中斷，則發(fā)生的事件被輸入端子捕獲，這樣的上升沿或者下降可被用來(lái)指示當某個(gè)事件發(fā)生時(shí)必須引起注意的條件。
　　5.時(shí)基中斷
　　6.中斷的優(yōu)先級和排隊
　　7.中斷的限制
　　8.中斷程序編程步驟

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