PLC (Programmable Logic Controller) er en kontrollenhet som er mye brukt i industriell automasjon. Den behandler og evaluerer ulike inngangssignaler basert på bruker-programmert kontrolllogikk, og sender deretter ut tilsvarende kontrollsignaler for å oppnå automatisert produksjonsprosesskontroll. Denne artikkelen gir en detaljert introduksjon til de grunnleggende arbeidsprinsippene og skannemodusen til PLS-er.
I. Grunnleggende arbeidsprinsipper for PLS
Arbeidsprinsippet til PLS innebærer først og fremst følgende trinn:
1. Innsamling av inngangssignal:PLS-en mottar ulike signaler fra feltet gjennom inngangsmoduler, som digitale signaler og analoge signaler. Disse signalene gjennomgår behandling som opto-isolering og filtrering før de konverteres til digitale signaler som kan gjenkjennes av PLSens interne system.
2. Programbehandling:PLS-en behandler og evaluerer inngangssignaler basert på den bruker-programmerte kontrolllogikken. Programbehandling involverer først og fremst funksjoner som logiske operasjoner, aritmetiske beregninger og datakonvertering. Under programbehandlingen genererer PLS-en tilsvarende kontrollkommandoer basert på ulike forhold.
3. Utgangssignalkontroll:PLS-en sender de behandlede kontrollkommandoene til utgangsmodulen. Utgangsmodulen konverterer de digitale signalene til de nødvendige signalformatene for feltet (som digitale signaler, analoge signaler osv.) og sender dem ut til aktuatorene (som releer, servomotorer osv.), og oppnår dermed kontroll over produksjonsprosessen.
4. Kommunikasjon og overvåking:PLS-er har kommunikasjonsevner, som muliggjør datautveksling med andre enheter (som vertsdatamaskiner, berøringsskjermer, etc.) via kommunikasjonsgrensesnitt for å oppnå fjernovervåking og kontroll. Samtidig kan PLS-er vise sann-driftsstatus og feilinformasjon gjennom sine egne skjermer.
II. Egenskaper for PLC Scan Operation Mode
Egenskapene til PLS-skanneoperasjon gjenspeiles primært i følgende aspekter: For det første bruker PLS-er en "sekvensiell skanning, kontinuerlig looping"-operasjonsmodus. Hver skannesyklus, også kjent som skanneperioden eller arbeidssyklusen, begynner med at CPUen utfører den første instruksjonen. Den utfører deretter brukerprogrammet sekvensielt linje for linje til fullføring, hvoretter den går tilbake til den første instruksjonen for å starte en ny skannesyklus. For det andre følger PLS-programkjøringen et periodisk skannemønster som følger et venstre-til-høyre, topp-til-bunn-prinsipp.
I tillegg omfatter hver skannesyklus tre trinn: inndatasampling, programkjøring og utdataoppdatering. PLS-driften sykluser dermed kontinuerlig på denne måten. Til slutt, på grunn av sentralisert sampling og sentralisert utgang, oppstår input/output-forsinkelse, noe som resulterer i responsforsinkelser. Disse utgjør de primære egenskapene til PLS-skanning.
III. Driftsmodus for PLS-skanning
PLS-skanningsmodusen er primært delt inn i følgende trinn:
PLS-skannedriftsmodusen består av tre hovedtrinn: inngangssamplingstrinnet, brukerprogramutføringstrinnet og utdataoppdateringstrinnet.
1. Inngangsprøvetakingsfase
Under inngangssamplingsfasen skanner og leser PLS-en sekvensielt alle inngangstilstander og data, og lagrer dem i tilsvarende enheter innenfor I/O-bildeområdet. Etter fullføring av input-sampling, går systemet over til brukerprogrammets kjøring og utdataoppdateringsfasen. I løpet av disse to fasene, selv om inngangstilstander eller data endres, forblir de tilsvarende enhetene i I/O-bildeområdet uendret. Derfor, hvis inngangen er et pulssignal, må pulsbredden overstige én skannesyklus for å sikre at inngangen fanges opp under alle forhold.
2. Utføringsfase for brukerprogram
I løpet av brukerprogrammets utførelsesfase skanner PLS alltid brukerprogrammet (stigediagram) sekvensielt fra topp til bunn. Når du skanner hvert stigediagram, skanner det først kontrollkretsen som dannes av kontaktene på venstre side av stigediagrammet. Den utfører deretter logiske operasjoner på kontrollkretsen dannet av kontaktene i rekkefølgen fra venstre til høyre og topp til bunn. Basert på resultatene av disse logiske operasjonene, oppdaterer den statusen til den korresponderende biten i systemets RAM-lagringsområde for den logiske spolen, eller oppdaterer statusen til den tilsvarende biten i I/O-bildeområdet for utgangsspolen, eller bestemmer om den skal utføre spesialfunksjonsinstruksjonen spesifisert av stigediagrammet. Det vil si at under kjøring av brukerprogram forblir bare statusen og dataene til inngangspunktene innenfor I/O-bildeområdet uendret. Statusen og dataene til andre utgangspunkter og myke enheter innenfor enten I/O-bildeområdet eller system-RAM kan endres. Dessuten påvirker utførelsesresultatene av stigediagrammer plassert høyere i stabelen påfølgende stigediagrammer som bruker disse spolene eller dataene. Omvendt påvirker den oppdaterte logiske spolestatusen eller data fra stigediagrammer på nedre-nivå bare stigediagrammer på øvre-nivå under neste skannesyklus.
3. Utdata Refresh Phase
Etter fullføring av brukerprogramskanningen går PLS-en inn i utgangsoppdateringsfasen. I løpet av denne perioden oppdaterer CPU-en alle utgangslåsene basert på den korresponderende statusen og dataene i I/O-bildeområdet, og driver deretter tilsvarende periferiutstyr gjennom utgangskretsene. Dette utgjør PLSens faktiske utgang.
Oppsummert innebærer det grunnleggende driftsprinsippet til en PLS å samle feltsignaler gjennom inngangsmoduler, behandle og evaluere dem i henhold til bruker-programmert kontrolllogikk, og deretter kontrollere aktuatorer via utgangsmoduler for å oppnå automatisert produksjonsprosesskontroll. PLS-ens skanneoperasjon omfatter faser inkludert systemselv-test, inngangsskanning, programbehandling, utgangsskanning, kommunikasjon og overvåking. Disse fasene danner en skannesyklus, som PLS-en gjentar kontinuerlig for å realisere automatisert produksjonsprosesskontroll.