大中型PLC的工作過程

大中型PLC的工作過程

隨著PLC技術的發(fā)展，PLC的表現(xiàn)形式和功能都已經(jīng)有很大的發(fā)展，從過的那種比較單一獨立單元時結構發(fā)展到了現(xiàn)在的模塊化、網(wǎng)絡化、分布式控制的PLC，比如象比較有代表性的AB的Controllogix，MODICON的Quantum，都是大型PLC的典型形式。這些大型PLC可以應用到比較重要、控制規(guī)模比較大的工業(yè)現(xiàn)場，控制的點數(shù)可以有幾千點，自然，這種情況下，如果仍然沿用過去PLC的工作方式的話就不能很好完成這種情況下的控制任務，事實也確實如此，大中型PLC的工作方式和小型PLC的已經(jīng)有了很大的不同。

大中型PLC的一個掃描周期分為六個階段：

1、 自監(jiān)視掃描階段

為了保證工作的可靠性，PLC內部具有自監(jiān)視或自診斷功能，自監(jiān)視功能是由監(jiān)視定時器（WDT，watchdog timer）完成的，WDT是一個硬件時鐘，自監(jiān)視過程主要是檢查及復位WDT，如果在復位前掃描時間已經(jīng)超過WDT的設定值，CPU將停止運行，IO復位，給出報警信號，這種故障稱為WDT故障。WDT故障可能由CPU硬件引起，也可能用戶程序執(zhí)行時間太長，使掃描時間超過WDT時間而引起的，用編程器可以消除故障。WDT的設定一般是150-200ms，一般系統(tǒng)的時間都小于50-60ms。在大中型PLC中一般可以對WDT進行修改。

2、 與編程器交換信息階段

用戶使用編程器（計算集中的編程軟件）對PLC進行用戶程序的上傳、下載或者使用上位機中的SCADA系統(tǒng)對PLC進行監(jiān)視控制時，PLC的CPU交出控制權，處于被動狀態(tài)，上述工作完成或達到信心交換的規(guī)定時間后，CPU重新得到總線權，恢復主動狀態(tài)。

在這一階段中，用戶可以通過編程器修改內存的程序，啟停CPU，控制IO。

3、 與數(shù)字處理器DPU交換信息的階段

當配有DPU時，才會有這一階段。

4、 與網(wǎng)絡進行通訊的階段

目前的大中型PLC都是用現(xiàn)場總線協(xié)議進行大量數(shù)據(jù)的交換，比如，controllogix使用controlnet，quantum使用MODBUS PLUS，在這一段十進之中，PLC和網(wǎng)絡進行數(shù)據(jù)的交換。

5、 用戶程序掃描階段

PLC處于運行狀態(tài)時，一個掃描周期中就包含了用戶程序的掃描階段。該階段中，根據(jù)用戶程序中的指令，PLC從輸入狀態(tài)暫存區(qū)和其他軟元件的暫存區(qū)中將有關狀態(tài)讀出，從第一條指令開始順序執(zhí)行，每一步的執(zhí)行結果存入輸出狀態(tài)暫存區(qū)。

6、 IO服務掃描階段

CPU在內存中設置兩個暫存區(qū)，一個是輸入暫存區(qū)（輸入映象寄存器），一個是輸出暫存區(qū)（輸出映象寄存器），執(zhí)行用戶程序時，用到的輸入值從輸入暫存區(qū)中取得，結果放在輸出暫存區(qū)。在輸入服務（輸入采陽及刷新）中，CPU將實際的輸入端的狀態(tài)讀入到輸入暫存區(qū)；在輸出服務（輸出刷新與鎖存）中，CPU將輸出暫存區(qū)的值同時傳送到輸出狀態(tài)鎖存器。

輸入暫存區(qū)的數(shù)據(jù)取決于輸入服務階段各實際輸入點的狀態(tài)，在用戶程序執(zhí)行階段，輸入暫存區(qū)的數(shù)據(jù)不在隨輸入端的變化而變化，該階段中，輸出暫存區(qū)根據(jù)執(zhí)行結果的不同而變化，但輸出鎖存器內容不變。