關(guān)于西門子PLC的工作原理以及注意事項(xiàng)淺析

西門子PLC的分類：德國(guó)西門子可編程序控制器在我國(guó)得到廣泛應(yīng)用，如在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。西門子（SIEMENS）公司的PLC產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400等。 西門子S7系列PLC體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性高。S7系列PLC產(chǎn)品可分為微型PLC（如S7-200），小規(guī)模性能要求的PLC（如S7-300）和中、高性能要求的PLC（如S7-400）等。

西門子PLC編程的工作原理：當(dāng)PLC投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。完成上述三個(gè)階段稱作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。

輸入采樣

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)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(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會(huì)改變。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)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。

用戶程序執(zhí)行

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(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(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

即，在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點(diǎn)在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會(huì)發(fā)生變化，而其他輸出點(diǎn)和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結(jié)果會(huì)對(duì)排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個(gè)掃描周期才能對(duì)排在其上面的程序起作用。

輸出刷新

當(dāng)掃描用戶程序結(jié)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(qū)內(nèi)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的外設(shè)。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(zhí)行的結(jié)果也不同。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然，如果掃描周期所占用的時(shí)間對(duì)整個(gè)運(yùn)行來說可以忽略，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

西門子PLC編程中應(yīng)該注意的問題：

1.中斷程序中可以調(diào)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(diào)用的子程序中都是共用的

2.中斷程序和主程序下數(shù)據(jù)是可以共享的

中斷程序雖說是可以共享的，但是我們要注意的是中斷事件中事情異步特性的因數(shù)影響，來解決共享數(shù)據(jù)的一致性問題，在中斷事件中主程序執(zhí)行的任何一個(gè)地方都是有可能出現(xiàn)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(jié)的位數(shù)等等，在執(zhí)行主程序的過程中，申請(qǐng)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?qū)νㄐ诺目刂啤?/p>

4.I/O中斷

I/O中斷包括上升或下降沿中斷，告訴計(jì)數(shù)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指示當(dāng)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(jí)和排隊(duì)

7.中斷的限制

8.中斷程序編程步驟