简述可编程控制器的工作原理
可编程控制器的工作原理是基于存储的程序进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作,从而实现对各类设备或生产过程的控制。首先,可编程控制器(PLC,Programmable Logic Controller)是一种专为工业环境设计的数字计算机。其核心是一台微处理器,与常规计算机类似,具有CPU、存储器、输入/输出接口等组成部分。但是,与常规计算机不同的是,PLC被设计为能够在恶劣的工业环境中稳定运行,例如高温、低温、高湿、强电磁干扰等环境。
其次,当PLC投入运行后,其工作过程一般分为三个阶段,即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间,PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。
1. 输入采样阶段:在输入采样阶段,PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据,并将它们存入I/O映象区中的相应的单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化,I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此,如果输入是脉冲信号,则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期,才能保证在任何情况下,该输入均能被读入。
2. 用户程序执行阶段:在用户程序执行阶段,PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺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结果,刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态;或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。
3. 输出刷新阶段:当扫描用户程序结束后,PLC就进入输出刷新阶段。在此期间,CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。这时,才是PLC的真正输出。
以上就是可编程控制器的工作原理的详细解释。
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