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文件名称:《机床电气与PLC控制技术》课件 5 S7-1200PLC的工作原理.pptx
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总页数:13 页
更新时间:2025-06-04
总字数:约1.94千字
文档摘要

;PLC采用循环执行用户程序的方式,称为循环扫描工作方式。其运行模式下的扫描过程如图所示。;PLC的工作过程示意图;1.输入采样阶段

PLC在开始程序执行之前,首先扫描输入端子,按顺序将所有输入信号写入到输入映像寄存器中,完成输入端采样后,关闭输入端口,转入程序执行阶段。

PLC在执行程序时,所需的输入信号不是现时取输入端子上的信息,而是取输入映像寄存器中的信息。在程序执行期间无论输入端状态如何变化,输入映像寄存器的内容不会改变,只有到下一个扫描周期输入扫描阶段才被刷新。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

PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序。在扫描每一条梯形图时,并按先左后右、先上后下的顺序进行逻辑运算,逻辑运算的结果存于映象区。

上面的逻辑运算结果会对下面的逻辑运算起作用;相反,下面的逻辑运算其运算结果只能到下一个扫描周期才能对上面的逻辑运算起作用。

再将程序执行的结果写入输出映像寄存器中保存。但这个结果在全部程序未被执行完毕之前不会送到输出端子上,也就是物理输出时不会改变的。

;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按照存在I/O映象区的运算结果,刷新所有对应的输出锁存电路,再经输出电路驱动相应的外设。;PLC一个扫描周期的时间:

操作系统执行一次用户程序所需要的时间,包括执行OB1中的程序和中断该程序的系统操作时间。循环扫描周期时间与用户程序的长度、指令的种类和CPU执行指令的速度有关。当用户程序比较大时,指令执行时间在循环中占用时间的比较较大。

在PLC处于运行模式时,利用编程软件的监控功能,在“在线和诊断”数据中,可以获得CPU运行的最大循环时间、最小循环时间和上一次的循环时间等。循环时间会由于以下事件而延长:中断处理、诊断和故障处理、测试和调试功能、通信、传送和删除块、压缩用户程序存储器、读/写微存储器卡等。;结合PLC的循环扫描工作方式分析如图所示的梯形图程序,I0.1代表外部的按钮,可知当按钮动作后,图A的程序只需要一个扫描周期就可完成对M0.4的刷新,而图B的程序要经过4个扫描周期才能完成对M0.4的刷新。;PLC有三种工作模式,分别是STOP模式、STARTUP模式和RUN模式,CPU的状态LED指示了PLC当前的工作状态。S7-1200CPU上没有用于更改工作模式的物理开关,需要使用博途软件切换PLC的工作模式。

①STOP模式

STOP工作模式下,PLC检查所有组态的模块是否可用,如果结果良好,PLC随后就将I/O信号设置为预定义的默认状态。PLC处于STOP工作模式时不执行程序,可以下载程序。

②RUN模式

在RUN模式下,PLC执行用户程序,更新输入和输出信号,响应中断请求,对故障信息进行处理等。处于RUM模式下时,无法下载项目。

;③STARTUP模式

STARTUP模式是PLC从STOP模式到RUN模式的一个过程,在这个过程中将清除非保持性存储器的内容,清除过程映像输出,执行一次启动OB块,更新过程映像输入等。如果启动满足条件,PLC将进入到RUN模式。

从STOP模式切换到RUN模式时,CPU进入启动模式,启动过程中,CPU依次执行步骤:;A清除输入映像存储器

B使用上一个值或替换值对输出执行初始化

C执行启动组织块

D将物理输入的状态复制到输入映像存储器

F启用将输出映像存储器的值写入到物理输出,同时E将所有中断事件存储到要在RUN模式下处理的队伍中。;启动阶段结束后,进入RUN模式,依次执行以下步骤。

①将Q存储器写入物理输出

②将物理输入的状态复制到I存储器

③执行程序循环OB

④执行自检诊断

⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信

上述任务是按顺序循环执行的,这种周而复始的循环工作方式称为扫描循环。;下载了用户程序的块和硬件组态后,下一次切换到RUN模式时,CPU执行冷启动。冷启动时复位输入,初始化输出;复位存储器,即清除工作存储器、非保持性存储器和保持性存储器,并将装载存储器的内容复制到工作存储器。

冷启动之后,在下一次下载之前的STOP到RUN模式的切换均为暖启动。暖启动时所有非保持的系统数据和用户数据被初始化,不会清除保持性存储区。暖启动不对存储器复位,可以用在线与诊断视图的“CPU操作面板”上的“MRES”按钮来复位存储器。存储器复位“MRES”将清除所有工作存储器、保持性及非保持性存储区,并将装载存储器复制到工作存储器。存储器复位不会清除诊断缓冲区,也不会清除永久保存的IP地址值。