PLC程序运行原理及其操作过程 (plc程序运行时读取的开关状态不是现场开关的即时状态)

PLC程序运行原理及其操作过程详解

一、引言

PLC（可编程逻辑控制器）作为一种重要的工业控制装置，广泛应用于各种生产流程、机械设备及自动化系统中。
PLC程序运行原理及其操作过程对于实现工业自动化具有关键作用。
本文将详细介绍PLC程序的运行原理、操作过程，并特别说明PLC程序运行时读取的开关状态与现场开关即时状态的关系。

二、PLC程序运行原理

PLC程序运行原理主要包括三个方面：硬件、软件和编程。

1. 硬件：PLC硬件主要由中央处理单元（CPU）、存储器、输入输出接口、电源模块等组成。其中，CPU负责执行存储在主存储器中的程序，完成各种控制功能。
2. 软件：PLC软件主要包括系统程序和应用程序。系统程序负责PLC的日常管理、通信等功能；应用程序则由用户根据实际需求编写，实现特定的控制功能。
3. 编程：PLC编程通常采用梯形图（ladder diagram）、功能块图（function block diagram）等图形化编程语言，便于工程师理解和开发。

三、PLC操作过程

PLC操作过程主要包括以下几个步骤：

1. 编程：根据实际需求，使用PLC编程软件编写应用程序。
2. 上传程序：将编写好的程序上传到PLC中。
3. 调试：对上传的程序进行调试，确保程序正确无误。
4. 运行：程序调试无误后，将PLC投入到实际运行中。
5. 监控与维护：在PLC运行过程中，进行实时监控，发现问题及时维护。

四、PLC程序运行时读取的开关状态与现场开关即时状态的关系

在PLC程序运行过程中，读取的开关状态并非现场开关的即时状态。
这是因为PLC程序运行时，会按照一定的扫描周期对输入状态进行采样。
在采样阶段，PLC会读取输入端口的状态，并将其存储在内部寄存器中。
PLC根据内部寄存器的状态执行相应的控制逻辑。
因此，PLC程序运行时读取的开关状态是采样时刻的状态，而不是现场开关的即时状态。

这种设计是基于工业自动化控制的特点。
在工业自动化控制中，对控制精度和实时性要求很高。
PLC采用定期采样的方式，可以在一定程度上平衡控制精度和实时性。
通过合理设置扫描周期，PLC可以在保证控制精度的同时，满足实时性的要求。

五、结论

本文详细介绍了PLC程序的运行原理、操作过程，以及PLC程序运行时读取的开关状态与现场开关即时状态的关系。
了解PLC的运行原理和操作过程，有助于工程师更好地使用PLC进行工业自动化控制。
同时，理解PLC程序运行时读取的开关状态并非现场开关的即时状态，有助于工程师在实际应用中合理设置扫描周期，平衡控制精度和实时性的要求。

六、展望

随着工业自动化的不断发展，PLC在工业生产中的应用将越来越广泛。
未来，PLC将朝着更加智能化、网络化、模块化的方向发展。
工程师需要不断学习和掌握新的技术，以适应不断变化的市场需求。
同时，对于PLC程序运行原理和操作过程的理解将变得更加重要，这将有助于工程师更好地利用PLC实现工业自动化控制，提高生产效率和产品质量。

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PLC工作原理是什么？

plc工作原理是：PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。

PLC是一种存储程序的控制器，用户根据某一对象的具体控制要求，编制好控制程序后，用编程器将程序输入到PLC（或用计算机下载到PLC）的用户程序存储器中寄存。 PLC的控制功能就是通过运行用户程序来实现。

工作方式

输入扫描：PLC在执行程序之前，首先扫描输入端子，按顺序将所有输入信号读入寄存器－输入状态的输入映像寄存器中，这个过程为扫描。 PLC在运行程序时，所需的输入信号不是取输入端子上的信息，而是取输入映像寄存器中的信息。 而且采样结果不会在本工作周期内改变，只有到下一个扫描阶段才会改变。

程序执行：PLC完成扫描后，按顺序从0号地址开始的程序进行逐条扫描执行。 结果是保存在输出映像寄存器中。

输出刷新：在执行完用户所有程序后，PLC上将输出映像寄存器中的内容送到锁存器中进行输出，驱动用户设备，扫描时间取决与输出模块的数量。

plc的工作原理是什么？

1、具有自锁功能的程序：利用自身的常开触点使线圈持续保持通电即“ON”状态的功能称为自锁。 如图1所示的起动、保持和停止程序（简称起保停程序）就是典型的具有自锁功能的梯形图， X1为起动信号和X2为停止信号。

2、图1a为停止优先程序，即当X1和X2同时接通，则Y1断开。 图1b为起动优先程序，即当X1和X2同时接通，则Y1接通。 起保停程序也可以用置位（SET）和复位（RST）指令来实现。

3、在实际应用中，起动信号和停止信号可能由多个触点组成的串、并联电路提供。

4、具有互锁功能的程序：利用两个或多个常闭触点来保证线圈不会同时通电的功能成为“互锁”。 三相异步电动机的正反转控制电路即为典型的互锁电路，如图2所示。 其中KMl和KM2分别是控制正转运行和反转运行的交流接触器。

5、三相异步电动机的正反转控制电路：如图3所示为采用plc控制三相异步电动机正反转的外部I/O接线图和梯形图。 实现正反转控制功能的梯形图是由两个起保停的梯形图再加上两者之间的互锁触点构成。

6、用PLC控制电动机正反转的I/O接线图和梯形图：应该注意的是虽然在梯形图中已经有了软继电器的互锁触点（X1与X0、Y1与Y0），但在I/O线图的输出电路中还必须使用KM1、KM2的常闭触点进行硬件互锁。

7、因为PLC软继电器互锁只相差一个扫描周期，而外部硬件接触器触点的断开时间往往大于一个扫描周期，来不及响应，且触点的断开时间一般较闭合时间长。

8、例如Y0虽然断开，可能KM1的触点还未断开，在没有外部硬件互锁的情况下，KM2的触点可能接通，引起主电路短路，因此必须采用软硬件双重互锁。

9、采用了双重互锁，同时也避免因接触器KM1或KM2的主触点熔焊引起电动机主电路短路。

扩展资料：

单层电路板，所有电路都位于基板的一个平面内一样。 因此，PLC是一种技术，它不是泛指某类产品，更不是分路器。 最常见的PLC分路器是用二氧化硅（SiO2）做的，其实PLC技术所涉及的材料非常广泛。

如玻璃/二氧化硅（Quartz/Silica/SiO2）、铌酸锂（LiNbO3）、III-V族半导体化合物（如InP,GaAs等）、绝缘体上的硅（Silicon-on-Insulator,SOI/SIMOX）、氮氧化硅（SiON）、高分子聚合物（Polymer）等。

基于平面光波导技术解决方案的器件包括：

分路器（Splitter）、星形耦合器（Star coupler）、可调光衰减器（Variable Optical Attenuator,VOA）、光开关（Optical switch）、光梳（Interleaver）和阵列波导光栅（Array Waveguide Grating,AWG）等。

根据不同应用场合的需求（如响应时间、环境温度等），这些器件可以选择不同的材料体系以及加工工艺制作而成。 值得一提的是，这些器件都是光无源器件，并且是独立的。

他们之间可以相互组合，或者和其他有源器件相互组合，能构成各种不同功能的高端器件。

plc控制系统工作原理是什么

可编程逻辑控制器(PLC)，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 工作原理当可编程逻辑控制器投入运行后，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，可编程逻辑控制器的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 一、输入采样阶段在输入采样阶段，可编程逻辑控制器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。 二、用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，可编程逻辑控制器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。 在程序执行的过程中如果使用立即I/O指令则可以直接存取I/O点。 即使用I/O指令的话，输入过程影像寄存器的值不会被更新，程序直接从I/O模块取值，输出过程影像寄存器会被立即更新，这跟立即输入有些区别。 三、输出刷新阶段当扫描用户程序结束后，可编程逻辑控制器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，才是可编程逻辑控制器的真正输出。 功能特点可编程逻辑控制器具有以下鲜明的特点。 1.使用方便，编程简单采用简明的梯形图、逻辑图或语句表等编程语言，而无需计算机知识，因此系统开发周期短，现场调试容易。 另外，可在线修改程序，改变控制方案而不拆动硬件。 2.功能强，性能价格比高一台小型PLC内有成百上千个可供用户使用的编程元件，有很强的功能，可以实现非常复杂的控制功能。 它与相同功能的继电器系统相比，具有很高的性能价格比。 PLC可以通过通信联网，实现分散控制，集中管理。 3.硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强PLC产品已经标准化、系列化、模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用，用户能灵活方便地进行系统配置，组成不同功能、不同规模的系统。 PLC的安装接线也很方便，一般用接线端子连接外部接线。 PLC有较强的带负载能力，可以直接驱动一般的电磁阀和小型交流接触器。 硬件配置确定后，可以通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。 4.可靠性高，抗干扰能力强传统的继电器控制系统使用了大量的中间继电器、时间继电器，由于触点接触不良，容易出现故障。 PLC用软件代替大量的中间继电器和时间继电器，仅剩下与输入和输出有关的少量硬件元件，接线可减少到继电器控制系统的1/10-1/100，因触点接触不良造成的故障大为减少。 PLC采取了一系列硬件和软件抗干扰措施，具有很强的抗干扰能力，平均无故障时间达到数万小时以上，可以直接用于有强烈干扰的工业生产现场，PLC已被广大用户公认为最可靠的工业控制设备之一。 5.系统的设计、安装、调试工作量少PLC用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器、时间继电器、计数器等器件，使控制柜的设计、安装、接线工作量大大减少。 PLC的梯形图程序一般采用顺序控制设计法来设计。 这种编程方法很有规律，很容易掌握。 对于复杂的控制系统，设计梯形图的时间比设计相同功能的继电器系统电路图的时间要少得多。 PLC的用户程序可以在实验室模拟调试，输入信号用小开关来模拟，通过PLC上的发光二极管可观察输出信号的状态。 完成了系统的安装和接线后，在现场的统调过程中发现的问题一般通过修改程序就可以解决，系统的调试时间比继电器系统少得多。 6.维修工作量小，维修方便PLC的故障率很低，且有完善的自诊断和显示功能。 PLC或外部的输入装置和执行机构发生故障时，可以根据PLC上的发光二极管或编程器提供的信息迅速地查明故障的原因，用更换模块的方法可以迅速地排除故