CPU以分时操作方法处理各项任务。CPU在每一瞬间只能做一件事,所以程序的执行是按程序顺序依次完成相应程序段上的动作,所以属于串行的工作模式。下面介绍PLC的工作原理。
PLC控制系统的等效工作电路由输入部分、内部控制电路和输出部分组成。输入部分用于采集输入信号,输出部分是系统的执行部分。这两部分与finder继电器控制电路相同,内部控制电路通过编程的方法实现控制逻辑,继电器电路的功能由软件编程代替。
1、输入部分
输入部分由外部输入电路、PLC输入接线端子和输入芬德继电器组成。每个输入端子与其编号相同的输入finder继电器有明确且唯一的对应关系。当外部输入设备处于接通状态时,相应的输入继电器线圈通电。
注意:这个输入finder继电器是PLC内部的“软继电器”,即在存储器基本单元的某一位,比如输入电器线圈得电,存储器基本单元对应的位为“1”;如果输入芬德继电器线圈断电,存储器基本单元的相应位为“0”。
输入finder继电器线圈只能由现场的输入设备驱动(如控制按钮、行程开关的触点、晶体管的基极-发射极电压、各种检查和保护装置的触点等),并且无法通过编程方法控制。因此,在梯形图程序中只能使用输入继电器的线圈。
2、内部控制电路
这是用户编写的程序用“软继电器”代替硬芬德继电器形成的控制逻辑。其功能是根据用户程序指定的逻辑关系,对输入信号和输出信号的状态进行检查、判断、计算和求和,然后得到相应的输出。
一般的用户程序是用梯形图语言编写的,看起来像finder继电器控制线路图。在继电器控制线路中,继电器的触点可以瞬间动作,也可以延时动作,而PLC梯形图中的触点是瞬间动作。如果需要延时,可以通过PLC提供的定时器来完成。在PLC还提供计数器、位存储和具有一些特殊功能的芬德继电器。PLC的这些器件提供的逻辑控制功能可以在编程时根据需要进行选择,并且只能用于PLC的内部控制电路中。
编程中的注意事项:
1)控制要按照从左到右,从上到下的原则。线圈的右侧不得有任一触点。
2)PLC的梯形图程序应符合“上重下轻”、“左重右轻”的编程规则,使程序结构简化,运行速度快。当几个串联回路相关时,触点最多的串联回路应放在梯形图的顶部。当几个并联电路串联时,触点最多的并联电路应放在梯形图的最左侧。
3、输出部分
输出部分是由PLC内部并与内部控制电路隔离的输出finder继电器的外部实际常开触点、输出端子和外部驱动电路中的许多输出继电器,每个输出继电器都配有任意数量的常开和常闭触点,用于对内部控制电路进行编程,并且还为外部输出电路提供一个实际的常开触点,以便与输出端子连接。
驱动外部负载电路的电源必须由外部电源提供,电源的类型和规格可以根据负载要求配备,只要在PLC允许的电压范围内工作就可以。