详解PLC模块添加与程序调整的关系 (plc模块原理)

PLC模块添加与程序调整的关系详解（PLC模块原理）

一、引言

PLC（可编程逻辑控制器）作为现代工业自动化的核心设备之一，广泛应用于各种生产领域。
PLC模块是PLC系统的重要组成部分，其添加与程序调整对于PLC系统的运行至关重要。
本文将详细介绍PLC模块的原理、添加过程以及程序调整与模块添加之间的关系。

二、PLC模块原理

PLC模块是PLC系统的核心组成部分，主要包括CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等。
其中，CPU模块负责执行用户程序和逻辑控制功能；输入模块用于接收现场信号并转换为数字信号；输出模块将CPU模块产生的控制信号转换为现场设备可接受的信号；电源模块为PLC系统提供稳定的电源。

PLC模块的工作原理基于数字化控制，采用可编程逻辑对现场设备的状态进行实时监控和控制。
通过模块间的数据传输和处理，PLC系统实现对生产过程的自动化控制。

三、PLC模块的添加

PLC模块的添加主要涉及以下步骤：

1. 确定需求：根据现场设备的数量和类型，确定所需的PLC模块类型和数量。
2. 选择模块：根据实际需求选择合适的PLC模块，如CPU模块、输入模块、输出模块等。
3. 选购与安装：购买所需模块后，按照厂家提供的安装指南进行安装。
4. 接线与配置：根据现场情况，完成模块的接线工作，并进行相应的配置设置。

在添加PLC模块时，需要注意以下几点：

1. 兼容性：确保新添加的模块与原有的PLC系统兼容。
2. 电源与负载能力：确保电源模块能为新添加的模块提供足够的电源，同时考虑负载能力。
3. 接线正确性：确保接线正确无误，避免短路或断路等问题。

四、程序调整与模块添加的关系

PLC模块的添加往往伴随着程序调整。
新模块的加入可能需要对原有的用户程序进行修改、优化或扩展，以适应新的控制需求。
因此，程序调整与模块添加之间存在密切的关系。

程序调整可能涉及以下几个方面：

1. 逻辑调整：根据新模块的加入，可能需要调整原有的逻辑控制关系，以确保系统的正常运行。
2. 参数设置：新添加的模块可能需要设置相应的参数，如输入模块的信号类型、输出模块的电压或电流等。这些参数的设置需要在程序中完成。
3. 地址分配：新添加的模块需要分配相应的地址，以便在程序中识别和控制。
4. 功能扩展：新模块的加入可能带来新的功能，需要对程序进行扩展，以实现新的控制需求。

在程序调整过程中，需要注意以下几点：

1. 保持原有功能：在调整程序时，需要确保原有功能的正常运行不受影响。
2. 验证调整结果：程序调整后，需要进行验证和测试，以确保系统的稳定性和可靠性。
3. 文档更新：对于程序调整的过程和结果，需要及时更新文档，以便后续维护和管理。

五、结论

本文详细介绍了PLC模块的原理、添加过程以及程序调整与模块添加之间的关系。
在实际应用中，需要根据现场需求和设备情况选择合适的PLC模块，并进行相应的程序调整，以实现生产过程的自动化控制。
通过本文的学习，读者可以更好地理解PLC模块的添加与程序调整的关系，为实际应用提供指导。

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PLC的工作原理最初研制生产的 PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的： (1)继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点（包括其常开或常闭触点）在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。 (2)PLC的CPU则采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。 为了消除二者之间由于运行方式不同而造成的差异，考虑到继电器控制装置各类触点的动作时间一般在 100ms以上，而PLC扫描用户程序的时间一般均小于100ms，因此，PLC采用了一种不同于一般微型计算机的运行方式---扫描技术。 这样在对于I/O响应要求不高的场合，PLC与继电器控制装置的处理结果上就没有什么区别了。 1、扫描技术 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映象区中的相应得单元内。 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。 即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结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，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。 (1)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。 比较下二个程序的异同：程序 1：程序 2： 这两段程序执行的结果完全一样，但在 PLC中执行的过程却不一样。 程序1只用一次扫描周期，就可完成对%M4的刷新； 程序2要用四次扫描周期，才能完成对%M4的刷新。 这两个例子说明：同样的若干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。 另外，也可以看到：采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。 当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么二者之间就没有什么区别了。 一般来说， PLC的扫描周期包括自诊断、通讯等，如下图所示，即一个扫描周期等于自诊断、通讯、输入采样、用户程序执行、输出刷新等所有时间的总和。 2、PLC的I/O响应时间 为了增强 PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。 为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制， PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。 以上两个主要原因，使得 PLC得I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统满的多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。 所谓 I/O响应时间指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。 其最短的I/O响应时间与最长的I/O响应时间如图所示： 最短 I/O响应时间： 最长 I/O响应时间： 以上是一般的 PLC的工作原理，但在现代出现的比较先进的PLC中，输入映像刷新循环、程序执行循环和输出映像刷新循环已经各自独立的工作，提高了PLC的执行效率。 在实际的工控应用之中，编程人员应当知道以上的工作原理，才能编写出质量好、效率高的工艺程序。