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PLC基本工作原理浅析
PLC控制系统
PLC扫描的工作方法首要分三个阶段，即输入采样阶段、用户程序履行阶段和输出改写阶段。
 
1.输入采样阶段
 
在输入采样阶段，PLC以扫描方法顺次读入一切输入状况和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应单元内。输入采样完毕后，转入用户程序履行和输出改写阶段。在这两个阶段中，即使输入状况和数据发生变化，I/O映象区中相应单元的状况和数据也不会改变。因此，如果输入的是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才干确保在任何情况下，该输入均能被读入。
 
2.用户程序履行阶段
 
在用户程序履行阶段，PLC总是按由上而下的次序顺次扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左面由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的次序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算；然后根据逻辑运算的成果，改写该逻辑线圈在体系RAM存储区中对应位的状况，或许改写该输出线圈在I/O映象区中对应位的状况，或许断定是否要履行该梯形图所规定的特别功用指令。即在用户程序履行过程中，只要输入点在I/O映象区内的状况和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或体系RAM存储区内的状况和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序履行成果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被改写的逻辑线圈的状况或数据只能到下一个扫描周期才干对排在其上面的梯形图起作用。
 
3.输出改写阶段
 
当用户程序扫描完毕后，PLC就进入输出改写阶段。在此期间，CPU依照I/O映象区内对应的状况和数据改写一切的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。
 
输入/输出滞后现象
 
从PLC的工作过程，可以总结如下几个结论。
 
·以扫描的方法履行程序，其输入/输出信号间的逻辑关系存在着原理上的滞后。扫描周期越长，滞后就越严峻。
 
·扫描周期除了包括输入采样阶段、用户程序履行阶段、输出改写阶段三个首要工作阶段所占的时刻外，还包括体系管理操作占用的时刻。其中，程序履行的时刻与程序的长短及指令操作的杂乱程度有关，其他基本不变。扫描周期一般为毫微秒级。
 
·第n次扫描履行程序时，所根据的输入数据是该次扫描周期中采样阶段的扫描值X根据的输出数据有上一次扫描的输出值Y(n-1)，也有本次的输出值Yn；所n送往输出端子的信号，即是本次履行全部运算后的终究成果Yn。
 
·输入/输出呼应滞后不只与扫描方法有关，还与程序设计组织有关。

PLC常用的数制类型和转换方法有哪些
一、什么是进位计数制
 
数制也称计数制,是指用一组固定的符号和*的规矩来表明数值的办法。按进位的准则进行计数的办法,称为进位计数制。比如，在十进位计数制中,是按照“逢十进一”的准则进行计数的。
 
常用进位计数制：
 
1、十进制(Decimalnotation)，有10个基数：0~~9，逢十进一；
 
2、二进制(Binarynotation)，有2个基数：0~~1，逢二进一；
 
3、八进制(Octalnotation)，有8个基数：0~~7，逢八进一；
 
4、十六进制数(Hexdecimalnotation)，有16个基数：0~~9，A，B，C，D，E，F(A=10,B=11,C=12,D=13,E=14,F=15)，逢十六进一。
 
二、进位计数制的基数与位权
 
"基数"和"位权"是进位计数制的两个要素。
 
1、基数：
 
所谓基数，就是进位计数制的每位数上可能有的数码的个数。例如，十进制数每位上的数码，有"0"、"1"、"3",…，"9"十个数码，所以基数为10。
 
2、位权：
 
所谓位权，是指一个数值的每一位上的数字的权值的巨细。例如十进制数4567从低位到高位的位权分别为100、101、102、103。因为：
 
4567=4x103+5x102+6x101+7x100
 
3、数的位权表明：
 
任何一种数制的数都可以表明成按位权展开的多项式之和。
 
比如：十进制数的435.05可表明为：
 
435.05=4x102+3x101+5x100+0x10-1+5x10-2
 
位权表明法的特色是：每一项=某位上的数字X基数的若干幂次；而幂次的巨细由该数字地点的方位决议。
 
三、二进制数
 
计算机中为何选用二进制：二进制运算简略、电路简略可靠、逻辑性强。
 
1、界说：
 
按“逢二进一”的准则进行计数，称为二进制数，即每位上计满2时向高位进一。
 
2、特色：
 
每个数的数位上只能是0，1两个数字；二进制数中大数字是1，小数字是0；基数为2；
 
比如：10011010与00101011是两个二进制数。
 
3、二进制数的位权表明：
 
(1101.101)2=1x23+1x22+0x21+1x20+1x2-1+0x2-2+1x2-3
 
4、二进制数的运算规矩：
 
加法运算
 
①0+0=0③1+1=10
 
②0+1=1+0=1
 
乘法运算
 
①0×0=0③1×1=1
 
②0×1=1×0=0
 
四、八进制数
 
1、界说：
 
按“逢八进一”的准则进行计数，称为八进制数，即每位上计满8时向高位进一。
 
2、特色：
 
每个数的数位上只能是0、1、2、3、4、5、6、7八个数字；八进制数中大数字是7，小数字是0；基数为8；
 
比如：(1347)8与(62435)8是两个八进制数。
 
3、八进制数的位权表明：
 
(107.13)8=1x82+0x81+7x80+1x8-1+3x8-2
 
五、十六进制数
 
1、界说：
 
按“逢十六进一”的准则进行计数，称为十六进制数，即每位上计满16时向高位进一。
 
2、特色：
 
每个数的数位上只能是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六个数码；十六进制数中大数字是F，即15，小数字是0；基数为16；
 
比如：(109)16与(2FDE)16是两个十六进制数。
 
3、十六进制数的位权表明：
 
(109.13)16=1x162+0x161+9x160+1x16-1+3x16-2
 
(2FDE)16=2x163+15x162+13x161+14x160
 
六、常用计数制间的对应关系
 
二进制数、八进制数、十六进制数及十进制数是现代数字体系中常用的四种数制，这几种进位制计数制之间的对应关系如表1所列。
 
七、数制间的转化
 
1、十进制数转化成非十进制数
 
(1)十进制整数转化成非十进制整数
 
①为什么要进行数制间的转化？
 
将数由一种数制转化成另一种数制称为数制间的转化。
 
因为日常生活中经常运用的是十进制数，而在计算机中选用的是二进制数。所以在运用计算机时就必须把输入的十进制数换算成计算机所能够接受的二进制数。计算机在运转完毕后，再把二进制数换算成人们所习气的十进制数输出。这两个换算过程*由计算机自动完成。
 
②转化办法
 
十进制整数化为非十进制整数选用“余数法”，即除基数取余数。
 
把十进制整数逐次用任意十制数的基数去除，一直到商是0为止，然后将所得到的余数由下而上摆放即可。
 
②十进制小数转化成非十进制小数转化办法
 
十进制小数转化成非十进制小数选用“进位法”，即乘基数取整数。
 
把十进制小数不断的用其它进制的基数去乘，直到小数的当时值等于0或满意所要求的精度为止，终所得到的积的整数部分由上而下摆放即为所求。
 
2、非十进制数转化成十进制数
 
非十进制数转化成十制数选用“位权法”，即把各非十进制数按位权展开，然后求和。
 
3、二、八、十进制数之间转化
 
(1)二进制数与八进制数之间的转化转化办法
 
①把二进制数转化为八进制数时，按“三位并一位”的办法进行。
 
以小数点为界，将整数部分从右向左每三位一组，高位不足三位时，添0补足三位；小数部分从左向右，每三位一组，低有用位不足三位时，添0补足三位。然后，将各组的三位二进制数按权展开后相加，得到一位八进制数。
 
②将八进制数转化成二进数时，选用“一位拆三位”的办法进行。
 
即把八进制数每位上的数用相应的三位二进制数表明。
 
③二进制数与十六进制数之间的转化转化办法
 
a、把二进制数转化为十六进制数时，按“四位并一位”的办法进行。
 
以小数点为界，将整数部分从右向左每四位一组，高位不足四位时，添0补足四位；小数部分从左向右，每四位一组低有用位不足四位时，添0补足四位。然后，将各组的四位二进制数按权展开后相加，得到一位十六进制数。
 
b、将十六进制数转化成二进数时，选用“一位拆四位”的办法进行。
 
即把十六进制数每位上的数用相应的四位二进制数表明。

存储器主要有两种：一种是可读/写操作的随机存储器RAM，另一种是只读存储器ROM、PROM 、EPROM 和EEPROM。在PLC中，存储器主要用于存放系统程序、用户程序及工作数据。
 
系统程序是由PLC 的制造厂家编写的，和PLC的硬件组成有关，完成系统诊断、命令解释、功能子程序调用管理、逻辑运算、通信及各种参数设定等功能，提供PLC运行的平台。系统程序关系到PLC的性能，而且在PLC使用过程中不会变动，所以是由制造厂家直接固化在只读存储器ROM、PROM或EPROM中，用户不能访问和修改。
 
用户程序是随PLC的控制对象而定的，由用户根据对象生产工艺的控制要求而编制的应用程序。为了便于读出、检查和修改，用户程序一般存于CMOS静态RAM中，用锂电池作为后备电源，以保证掉电时不会丢失信息。为了防止干扰对RAM中程序的破坏，当用户程序经过运行正常，不需要改变，可将其固化在只读存储器EPROM中。现在有许多PLC直接采用EEPROM作为用户存储器。
 
工作数据是PLC运行过程中经常变化、经常存取的一些数据。存放在RAM中，以适应随机存取的要求。在PLC的工作数据存储器中，设有存放输入输出继电器、辅助继电器、定时器、计数器等逻辑器件的存储区，这些器件的状态都是由用户程序的初始设置和运行情况而确定的。根据需要，部分数据在掉电时用后备电池维持其现有的状态，这部分在掉电时可保存数据的存储区域称为保持数据区。
 
由于系统程序及工作数据与用户无直接联系，所以在PLC 产品样本或使用手册中所列存储器的形式及容量是指用户程序存储器。当PLC提供的用户存储器容量不够用，许多PLC还提供有存储器扩展功能。
 
3、输入/输出单元
 
输入/输出单元通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接部件。 PLC通过输入接口可以检测被控对象的各种数据，以这些数据作为PLC对被控制对象进行控制的依据；同时PLC又通过输出接口将处理结果送给被控制对象，以实现控制目的。
 
由于外部输入设备和输出设备所需的信号电平是多种多样的，而PLC内部CPU的处理的信息只能是标准电平，所以I/O接口要实现这种转换。I/O接口一般都具有光电隔离和滤波功能，以提高PLC的抗*力。另外，I/O接口上通常还有状态指示，工作状况直观，便于维护。
 
PLC提供了多种操作电平和驱动能力的I/O接口，有各种各样功能的I/O接口供用户选用。I/O接口的主要类型有：数字量(开关量)输入、数字量(开关量)输出、模拟量输入、模拟量输出等。
 
常用的开关量输入接口按其使用的电源不同有三种类型：直流输入接口、交流输入接口和交/直流输入接口。
 
常用的开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型：是继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出。继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高，但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。
 
PLC的I/O接口所能接受的输入信号个数和输出信号个数称为PLC输入/ 输出(I/O)点数。I/O点数是选择PLC的重要依据之一。当系统的I/O点数不够时，可通过PLC的I/O扩展接口对系统进行扩展。
 
4、通信接口
 
PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与监视器、打印机、其它PLC、计算机等设备实现通信。PLC与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印；与监视器连接，可将控制过程图像显示出来；与其它PLC连接，可组成多机系统或连成网络，实现更大规模控制。 与计算机连接，可组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。
 
远程I/O系统也必须配备相应的通信接口模块。
 
5、智能接口模块
 
智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。它作为PLC系统的一个模块，通过总线与PLC相连，进行数据交换，并在PLC的协调管理下独立地进行工作。
 
PLC的智能接口模块种类很多，如：高速计数模块、闭环控制模块、运动控制模块、中断控制模块等。
 
6、编程装置
 
编程装置的作用是编辑、调试、输入用户程序，也可在线监控PLC内部状态和参数，与PLC进行人机对话。它是开发、应用、维护PLC*的工具。编程装置可以是编程器，也可以是配有编程软件包的通用计算机系统。编程器是由PLC厂家生产，该厂家生产的某些PLC产品使用，它主要由键盘、显示器和外存储器接插口等部件组成。编程器有简易编程器和智能编程器两类。
 

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