可編程控制器的工作過程及FN2N PLC的組成

• 2018-09-08

PLC雖具有微機(jī)的許多特點(diǎn)，但它的工作方式卻與微機(jī)有很大的不同。微機(jī)一般采用等待命令的工作方式，如常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式，有鍵按下或I/O動作則轉(zhuǎn)入相應(yīng)的子程序無鍵按下則繼續(xù)掃描。PLC則采用循環(huán)掃描工作方式，在PLC中，用戶程序按先后順序存放，如：

1 × × × ×

2 × × × ×

3 × × × ×

10 × × × ×

11 ED

CPU從第一條指令開始執(zhí)行程序，直至遇到結(jié)束符后又返回第一條。如此周而復(fù)始不斷循環(huán)。這種工作方式是在系統(tǒng)軟件控制下，順次掃描各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，按用戶程序進(jìn)行運(yùn)算處理，然后順序向輸出點(diǎn)發(fā)出相應(yīng)的控制信號。整個(gè)工作過程可分為五個(gè)階段：自診斷，與編程器等的通信，輸入采樣，用戶程序執(zhí)行，輸出刷新，其工作過程框圖如圖所示：

PLC工作過程框圖

1）每次掃描用戶程序之前，都先執(zhí)行故障自診斷程序。自診斷內(nèi)容為I/O部分、存儲器、CPU等，發(fā)現(xiàn)異常停機(jī)顯示出錯。若自診斷正常，繼續(xù)向下掃描。

2）PLC檢查是否有與編程器和計(jì)算機(jī)的通信請求，若有則進(jìn)行相應(yīng)處理，如接收由編程器送來的程序、命令和各種數(shù)據(jù)，并把要顯示的狀態(tài)、數(shù)據(jù)、出錯信息等發(fā)送給編程器進(jìn)行顯示。如果有與計(jì)算機(jī)等的通信請求，也在這段時(shí)間完成數(shù)據(jù)的接受和發(fā)送任務(wù)。

3）PLC的中央處理器對各個(gè)輸入端進(jìn)行掃描，將輸人端的狀態(tài)送到輸入狀態(tài)寄存器中，這就是輸入采樣階段。

4）中央處理器CPU將指令逐條調(diào)出并執(zhí)行，以對輸人和原輸出狀態(tài)（這些狀態(tài)統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)）進(jìn)行“處理”，即按程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)行邏輯、算術(shù)運(yùn)算，再將正確的結(jié)果送到輸出狀態(tài)寄存器中，這就是程序執(zhí)行階段。

5）當(dāng)所有的指令執(zhí)行完畢時(shí)，集中把輸出狀態(tài)寄存器的狀態(tài)通過輸出部件轉(zhuǎn)換成被控設(shè)備所能接受的電壓或電流信號，以驅(qū)動被控設(shè)備，這就是輸出刷新階段。

PLC經(jīng)過這五個(gè)階段的工作過程，稱為一個(gè)掃描周期。完成一個(gè)周期后，又重新執(zhí)行上述過程，掃描周而復(fù)始地進(jìn)行。掃描周期是PLC的重要指標(biāo)之一，在不考慮第二個(gè)因素（與編程器等通信）時(shí)，掃描周期T為：

T＝（讀入一點(diǎn)時(shí)間×輸入點(diǎn)數(shù)）+（運(yùn)算速度×程序步數(shù)）＋（輸出一點(diǎn)時(shí)間×輸出點(diǎn)數(shù)）十故障診斷時(shí)間

顯然掃描時(shí)間主要取決于程序的長短，一般每秒鐘可掃描數(shù)十次以上，這對于工業(yè)設(shè)備通常沒有什么影響。但對控制時(shí)間要求較嚴(yán)格，響應(yīng)速度要求快的系統(tǒng)，就應(yīng)該精確的計(jì)算響應(yīng)時(shí)間，細(xì)心編排程序，合理安排指令的順序，以盡可能減少掃描周期造成的響應(yīng)延時(shí)等不良影響。

PLC與繼電接觸器控制的重要區(qū)別之一就是工作方式不同。繼電接觸器控制是按“并行”方式工作的，也就是說是按同時(shí)執(zhí)行的方式工作的，只要形成電流通路，就可能有幾個(gè)繼電器同時(shí)動作。而PLC是以反復(fù)掃描的式工作的，它是循環(huán)地連續(xù)逐條執(zhí)行程序，任一時(shí)刻它只能執(zhí)行一條指令，這就是說PLC是以“串行”方式工作的。這種串行工作方式可以避免繼電接觸器控制的觸點(diǎn)競爭和時(shí)序失配問題。

總之，采用循環(huán)掃描的工作方式也是PLC區(qū)別于微機(jī)的最大特點(diǎn)，使用者應(yīng)特別注意。

FN2N PLC 的規(guī)格及組成

FN_2N系列PLC有FN_2N16、FN_2N32、FN_2N48、FN_2N64、FN_2N80 、FN_2N128等， FN_2N 32，主要由以下幾個(gè)部分構(gòu)成：

1、控制單元：設(shè)有與編程器，計(jì)算機(jī)的接口，與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口，輸入、輸出端子、電源輸入和輸出端子，FN_2N有16個(gè)輸入點(diǎn)和16個(gè)輸出點(diǎn)。

2、擴(kuò)展單元。

3、智能單元。

4、鏈接單元。

5、編程工具：使用MELSOFT GX Developer編程軟件。