PLC-ismeretek összegzése: Alapvető olvasmány a villamosmérnökök számára!
PLC-ismeretek összegzése: Alapvető olvasmány a villamosmérnökök számára!
I. A PLC-k meghatározása és osztályozása
A PLC vagy Programable Logic Controller az univerzális ipari vezérlőeszközök új generációja. Mikroprocesszorokon alapul, és integrálja a számítástechnikát, az automatikus vezérlési technológiát és a kommunikációs technológiát. Az ipari környezetre tervezett PLC-k könnyen érthető programozást tartalmaznak, „természetes nyelven”, amely a vezérlési folyamatokra és a felhasználókra irányul. Egyszerűség, könnyű kezelhetőség és nagy megbízhatóság jellemzi őket.
A relé szekvenciális vezérlésből kifejlesztett PLC-k a mikroprocesszorok köré épülnek, és sokoldalú automatikus vezérlőeszközként szolgálnak. Térjünk bele a részletekbe:
1. Meghatározás
A PLC egy ipari alkalmazásokhoz tervezett digitális elektronikus rendszer. Programozható memóriát használ az olyan műveletek utasításainak tárolására, mint a logikai számítás, a szekvenciális vezérlés, az időzítés, a számlálás és az aritmetika. A digitális és analóg bemenetekkel és kimenetekkel való interfész révén a PLC-k különféle mechanikai berendezéseket és gyártási folyamatokat vezérelnek. Mind a PLC-ket, mind a perifériás eszközeiket úgy tervezték, hogy zökkenőmentesen illeszkedjenek az ipari vezérlőrendszerekhez, és megkönnyítsék a funkcióbővítést.
2. Osztályozás
A PLC-termékek széles választékban kaphatók, eltérő specifikációkkal és teljesítmény-képességekkel. Széles körben osztályozzák őket a szerkezeti forma, a funkcionális különbségek és az I/O pontok száma alapján.
2.1 Osztályozás szerkezeti forma szerint
A PLC-k szerkezeti formájuk alapján integrált és moduláris típusokra oszthatók.
(1) Integrált PLC
Az integrált PLC-k egyetlen szekrényben helyezik el az olyan összetevőket, mint a tápegység, a CPU és az I/O interfészek. Kompakt szerkezetükről, kis méretükről és megfizethetőségükről ismertek. A kis méretű PLC-k általában ezt az integrált struktúrát alkalmazzák. Az integrált PLC egy alapegységből (más néven főegységből) áll, különböző I/O pontokkal és egy bővítőegységből. Az alapegység tartalmazza a CPU-t, az I/O interfészt, az I/O bővítőegységekhez való csatlakozáshoz szükséges bővítőportot, valamint a programozóhoz vagy EPROM íróhoz való csatlakozáshoz szükséges interfészt. A bővítőegység viszont csak I/O és tápegység komponenseket tartalmaz, CPU nélkül. Az alapegység és a bővítőegység általában lapos kábelen keresztül csatlakozik. Az integrált PLC-k speciális funkcióegységekkel is felszerelhetők, például analóg egységekkel és helyzetvezérlő egységekkel, hogy bővítsék képességeiket.
(2) Moduláris PLC
A moduláris PLC-k minden komponenshez külön modulokat tartalmaznak, például CPU-modulokat, I/O-modulokat, tápegység-modulokat (néha a CPU-modulba integrálva) és különféle funkciómodulokat. Ezek a modulok keretre vagy hátlapra vannak felszerelve. A moduláris PLC-k előnye a rugalmas konfigurációban rejlik, amely lehetővé teszi a különböző rendszerléptékek igény szerinti kiválasztását. Ezenkívül könnyen összeszerelhetők, bővíthetők és karbantarthatók. A közepes és nagy méretű PLC-k általában moduláris felépítést alkalmaznak.
Ezenkívül egyes PLC-k egyesítik az integrált és a moduláris típusok jellemzőit, létrehozva az úgynevezett halmozott PLC-t. A halmozott PLC-kben az olyan komponensek, mint a CPU, a tápegység és az I/O interfészek független modulok, amelyek kábelekkel vannak összekötve, és rétegenként egymásra rakhatók. Ez a kialakítás nemcsak rugalmas rendszerkonfigurációt tesz lehetővé, hanem kompakt méretet is lehetővé tesz.
2.2 Funkció szerinti osztályozás
Funkcionális képességeik alapján a PLC-k három kategóriába sorolhatók: alsó kategóriás, középkategóriás és felsőkategóriás.
(1) Alacsony kategóriás PLC
Az alacsony kategóriás PLC-k olyan alapvető funkciókkal rendelkeznek, mint a logikai műveletek, az időzítés, a számlálás, a váltás, az öndiagnosztika és a felügyelet. Tartalmazhatnak továbbá korlátozott mennyiségű analóg bemenetet/kimenetet, aritmetikai műveleteket, adatátvitelt és összehasonlítást, valamint kommunikációs funkciókat. Ezeket a PLC-ket elsősorban egygépes vezérlőrendszerekhez használják, amelyek logikai vezérlést, szekvenciális vezérlést vagy kis mennyiségű analóg vezérlést foglalnak magukban.
(2) Középkategóriás PLC
Az alsó kategóriás PLC-k funkciói mellett a középkategóriás PLC-k erősebb képességeket kínálnak az analóg bemenet/kimenet, aritmetikai műveletek, adatátvitel és összehasonlítás, számrendszer-konverzió, távoli I/O, szubrutinok és kommunikációs hálózatok terén. Egyesek megszakításvezérléssel és PID-szabályozási funkciókkal is rendelkezhetnek, így alkalmasak összetett vezérlőrendszerekhez.
(3) Csúcskategóriás PLC
A csúcskategóriás PLC-k a középkategóriás PLC-k képességein túl olyan fejlett funkciókat is tartalmaznak, mint az előjeles aritmetikai műveletek, mátrixszámítások, bitlogikai műveletek, négyzetgyök számítások és egyéb speciális függvényműveletek. Táblakészítési és táblázatátviteli képességekkel is rendelkeznek. A csúcskategóriás PLC-k továbbfejlesztett kommunikációs és hálózati funkciókkal büszkélkedhetnek, lehetővé téve a nagy léptékű folyamatvezérlést vagy az elosztott hálózati vezérlőrendszerek kialakítását, ezáltal elérve a gyári automatizálást.
2.3 Osztályozás I/O pontok szerint
Az I/O pontok számától függően a PLC-k kis, közepes és nagy kategóriákba sorolhatók.
(1) Kis PLC
A kis PLC-k kevesebb mint 256 I/O ponttal rendelkeznek, egyetlen CPU-val rendelkeznek, és 8 vagy 16 bites processzorokat használnak. A felhasználói memória kapacitása általában 4 KB alatt van.
(2) Közepes PLC
A közepes PLC-k 256 és 2048 I/O ponttal rendelkeznek, kettős CPU-t alkalmaznak, és 2 KB és 8 KB közötti felhasználói memóriakapacitásuk van.
(3) Nagy PLC
A nagy PLC-k több mint 2048 I/O ponttal büszkélkedhetnek, több CPU-t használnak, és 16 bites vagy 32 bites processzorokkal vannak felszerelve. A felhasználói memória kapacitása 8 KB és 16 KB között van.
Világszerte a PLC-termékek három fő regionális típusba sorolhatók: amerikai, európai és japán. Az amerikai és európai PLC-technológiákat egymástól függetlenül fejlesztették ki, ami jelentős különbségeket eredményezett termékeik között. Az Egyesült Államokból bevezetett japán PLC technológia bizonyos jellemzőket az amerikai PLC-ktől örököl, de a kis méretű PLC-kre összpontosít. Míg az amerikai és európai PLC-k közepes és nagy méretű kínálatukról híresek, addig a japán PLC-k kis méretű társaikról híresek.
II. A PLC-k funkciói és alkalmazási területei
A PLC-k egyesítik a relé-kontaktor vezérlés előnyeit és a számítógépek rugalmasságát. Ez az egyedi tervezésű PLC számos páratlan funkciót kínál a többi vezérlőhöz képest.
1. A PLC-k funkciói
A mikroprocesszorokra épülő univerzális ipari automata vezérlőeszközként, amely integrálja a számítástechnikát, az automatikus vezérlési technológiát és a kommunikációs technológiát, a PLC-k számos előnnyel rendelkeznek. Ezek közé tartozik a nagy megbízhatóság, a kompakt méret, az erős funkcionalitás, az egyszerű és rugalmas programtervezés, a sokoldalúság és az egyszerű karbantartás. Következésképpen a PLC-k kiterjedt alkalmazásra találnak olyan területeken, mint a kohászat, az energia, a vegyipar, a szállítás és az energiatermelés, és a modern ipari vezérlés három pillérének egyikévé válnak (a robotok és a CAD/CAM mellett). A PLC-k jellemzői alapján funkcionális formái a következőkben foglalhatók össze:
(1) Kapcsolási logikai vezérlés
A PLC-k robusztus logikai számítási képességekkel rendelkeznek, lehetővé téve számukra különféle egyszerű és összetett logikai vezérlések megvalósítását. Ez a PLC-k legalapvetőbb és legszélesebb körben alkalmazott tartománya, amely felváltja a hagyományos relé-kontaktor vezérlést.
(2) Analóg vezérlés
PLA C-k A/D és D/A átalakító modulokkal vannak felszerelve. Az A/D modul a terepről származó analóg mennyiségeket – például hőmérsékletet, nyomást, áramlást és sebességet – digitális mennyiségekké alakítja át. Ezeket a digitális mennyiségeket azután a PLC-n belüli mikroprocesszor dolgozza fel (mivel a mikroprocesszorok csak digitális mennyiségeket tudnak kezelni), és ezt követően vezérlésre használják fel. Alternatív megoldásként a D/A modul a digitális mennyiségeket analóg mennyiségekké alakítja vissza, hogy vezérelje a vezérelt objektumot, ezáltal lehetővé téve a PLC-k számára, hogy az analóg mennyiségeket irányítsák.
(3) Folyamatvezérlés
A modern közepes és nagy méretű PLC-k jellemzően PID vezérlőmodulokkal rendelkeznek, amelyek lehetővé teszik a zárt hurkú folyamatvezérlést. Ha egy változó eltér a szabályozási folyamat során, a PLC kiszámítja a helyes kimenetet a PID algoritmus segítségével, ezáltal beállítja a gyártási folyamatot és a változót az alapjelen tartja. Jelenleg sok kis méretű PLC PID-szabályozási funkciót is tartalmaz.
(4) Időzítés és számlálás vezérlése
A PLC-k erős időzítési és számláló képességekkel büszkélkedhetnek, amelyek több tucat, száz vagy akár több ezer időzítőt és számlálót képesek biztosítani. Az időzítés időtartamát és a számlálási értékeket a felhasználó tetszőlegesen beállíthatja a felhasználói program írásakor, vagy a kezelők a helyszínen, programozón keresztül. Ez lehetővé teszi az időzítés és a számlálás vezérlését. Ha a felhasználóknak nagyfrekvenciás jeleket kell számolniuk, választhatnak nagy sebességű számláló modulokat.
(5) Szekvenciális vezérlés
Az ipari vezérlésben a szekvenciális vezérlés PLC lépésutasításokkal vagy műszakregiszter-programozással érhető el.
(6) Adatfeldolgozás
A modern PLC-k nem csak aritmetikai műveletek elvégzésére, adatátvitelre, rendezésre és táblázatkeresésre képesek, hanem adatösszehasonlításra, adatkonverzióra, adatkommunikációra, adatmegjelenítésre és nyomtatásra is képesek. Robusztus adatfeldolgozási képességekkel rendelkeznek.
(7) Kommunikáció és hálózatépítés
A legtöbb modern PLC kommunikációs és hálózati technológiákat tartalmaz, amelyek RS-232 vagy RS-485 interfésszel rendelkeznek a távoli I/O vezérléshez. Több PLC köthető hálózatba és kommunikálhat egymással. A külső eszközök jelfeldolgozó egységei programokat és adatokat cserélhetnek egy vagy több programozható vezérlővel. A programátvitel, az adatfájlok átvitele, a felügyelet és a diagnosztika kommunikációs interfészeken vagy kommunikációs processzorokon keresztül valósítható meg, amelyek szabványos hardver interfészek vagy szabadalmaztatott kommunikációs protokollok segítségével megkönnyítik a program- és adatátvitelt.
2. A PLC-k alkalmazási területei
Jelenleg a PLC-ket széles körben alkalmazzák belföldön és nemzetközileg is különféle iparágakban, beleértve a vas- és acélgyártást, a kőolajat, a vegyi anyagokat, az energiát, az építőanyagokat, a gépgyártást, az autógyártást, a könnyű textíliákat, a közlekedést, a környezetvédelmet és a kulturális szórakoztatást. Alkalmazásaik nagy vonalakban a következő kategóriákba sorolhatók:
(1) Kapcsolási logikai vezérlés
Ez a PLC-k legalapvetőbb és legszélesebb körben alkalmazott tartománya, amely felváltja a hagyományos relé áramköröket a logikai és szekvenciális vezérlés érdekében. A PLC-k egygépes vezérléshez, valamint többgépes csoportvezérléshez és automatizált gyártósorokhoz használhatók, mint például fröccsöntő gépek, nyomdagépek, tűzőgépek, kombinált szerszámgépek, csiszológépek, csomagoló gyártósorok és galvanizáló összeszerelő sorok.
(2) Analóg vezérlés
Az ipari gyártási folyamatokban számos folyamatosan változó mennyiség – például hőmérséklet, nyomás, áramlás, folyadékszint és sebesség – analóg mennyiség. Ahhoz, hogy a PLC-k kezelni tudják az analóg mennyiségeket, meg kell valósítani az analóg és digitális mennyiségek közötti A/D és D/A konverziót. A PLC-gyártók a hozzá tartozó A/D és D/A konverziós modulokat gyártják, hogy megkönnyítsék a PLC-k analóg vezérlési alkalmazásait.
(3) Mozgásvezérlés
PLCforgó vagy lineáris mozgásvezérlésre használható. Ami a vezérlőrendszer konfigurációját illeti, a korai alkalmazások közvetlenül csatlakoztatták a helyzetérzékelőket és aktuátorokat az I/O modulokhoz. Manapság általában speciális mozgásvezérlő modulokat alkalmaznak. Ezek a modulok egy- vagy többtengelyes pozíciószabályozást hajthatnak végre léptetőmotorokhoz vagy szervomotorokhoz. Szinte minden nagyobb PLC-gyártó terméke világszerte rendelkezik mozgásvezérlési képességekkel, amelyeket széles körben használnak különféle gépekben, szerszámgépekben, robotokban, felvonókban és egyéb alkalmazásokban.
(4) Folyamatvezérlés
A folyamatvezérlés olyan analóg mennyiségek zárt hurkú szabályozására vonatkozik, mint a hőmérséklet, nyomás és áramlás. Széleskörű alkalmazásai vannak olyan területeken, mint a kohászat, vegyészet, hőkezelés és kazánvezérlés. Ipari vezérlő számítógépekként a PLC-k számos vezérlési algoritmussal programozhatók a zárt hurkú vezérlés megvalósítására. A PID szabályozás egy általánosan használt szabályozási módszer a zárt hurkú szabályozási rendszerekben. Mind a közepes, mind a nagy méretű PLC-k fel vannak szerelve PID modulokkal, és jelenleg sok kis méretű PLC is rendelkezik ezzel a funkcionális modullal. A PID feldolgozás általában egy dedikált PID szubrutin futtatását foglalja magában.
(5) Adatfeldolgozás
A modern PLC-k matematikai műveletekkel (beleértve a mátrix-számítást, függvényszámítást, logikai műveleteket), adatátvitellel, adatkonverzióval, rendezési, táblázatkeresési és bitmanipulációs funkciókkal vannak felszerelve. Adatgyűjtést, elemzést és feldolgozást végezhetnek. Ezek az adatok összehasonlíthatók a memóriában tárolt referenciaértékekkel meghatározott vezérlési műveletek végrehajtása érdekében, vagy kommunikációs funkciókon keresztül továbbíthatók más intelligens eszközökhöz. Kinyomtathatók és táblázatba is foglalhatók. Az adatfeldolgozást jellemzően nagyméretű vezérlőrendszerekben, például pilóta nélküli rugalmas gyártási rendszerekben, valamint folyamatirányító rendszerekben, például papírgyártásban, kohászatban és élelmiszeriparban alkalmazzák.
(6) Kommunikáció és hálózatépítés
A PLC-kommunikáció magában foglalja a PLC-k közötti, valamint a PLC-k és más intelligens eszközök közötti kommunikációt. A számítógépes vezérlés fejlődésével a gyári automatizálási hálózatok gyorsan fejlődtek. Minden PLC-gyártó nagy hangsúlyt fektet a PLC-k kommunikációs képességeire, és bevezette a megfelelő hálózati rendszereket. A közelmúltban gyártott PLC-k kommunikációs interfészekkel vannak felszerelve, így a kommunikáció nagyon kényelmes.
III. A PLC-k alapvető felépítése és működési elve
Ipari vezérlő számítógépként a PLC-k szerkezetükben hasonlóak a hagyományos számítógépekhez. Különbségek azonban a különböző használati forgatókönyvek és célok miatt adódhatnak.
1. A PLC-k hardver alkatrészei
A PLC gazdagép alapvető szerkezeti diagramja az alábbi ábrán látható: [ábra]
Az ábrán a PLC gazdagép CPU-ból, memóriából (EPROM, RAM), bemeneti/kimeneti egységekből, perifériás I/O interfészekből, kommunikációs interfészekből és tápegységből áll. Az integrált PLC-k esetében ezek az alkatrészek ugyanabban a szekrényben találhatók. A moduláris PLC-kben minden komponens egymástól függetlenül modulként van csomagolva, és a modulok rack-en és kábeleken keresztül csatlakoznak. A gazdagépen belül minden alkatrész tápbuszon, vezérlőbuszon, címbuszon és adatbuszokon keresztül kapcsolódik egymáshoz. Az aktuális vezérlőobjektum követelményeitől függően különböző külső eszközök vannak konfigurálva, hogy különböző PLC vezérlőrendszereket alkossanak.
A gyakori külső eszközök közé tartoznak a programozók, nyomtatók és EPROM-írók. A PLC-k kommunikációs modulokkal is felszerelhetők a magasabb szintű gépekkel és más PLC-kkel való kommunikációhoz, ezáltal elosztott vezérlőrendszert alkotva a PLC-k számára.
Az alábbiakban bemutatjuk a PLC egyes összetevőit és azok szerepét, hogy a felhasználók jobban megértsék a PLC-k vezérlési elveit és munkafolyamatait.
(1) CPU
A CPU a PLC vezérlőközpontja. A CPU irányítása alatt a PLC koordinálja és megfelelően működik, hogy elérje a különféle helyszíni berendezések vezérlését. A mikroprocesszorból és egy vezérlőből álló CPU logikai és matematikai műveleteket tud végrehajtani, és koordinálja a vezérlőrendszer különböző belső komponenseinek munkáját. A vezérlő kezeli a mikroprocesszor összes részének szabályos működését. Elsődleges feladata az utasítások olvasása a memóriából és végrehajtásuk.
(2) Memória
A PLC-k kétféle memóriával vannak felszerelve: rendszermemóriával és felhasználói memóriával. A rendszermemória rendszerkezelő programokat tárol, amelyekhez a felhasználók nem férhetnek hozzá és nem módosíthatnak. A felhasználói memória tárolja a lefordított alkalmazási programokat és a munkaadatok állapotát. A felhasználói memória azon részét, amely a munkaadatok állapotát tárolja, adattárolási területnek is nevezik. Tartalmaz bemeneti/kimeneti adatképterületeket, előre beállított és aktuális érték adatterületeket az időzítők/számlálók számára, valamint pufferzónákat a közbenső eredmények tárolására.
A PLC memória elsősorban a következő típusokat tartalmazza:
Csak olvasható memória (ROM)
Programozható csak olvasható memória (PROM)
Törölhető programozható csak olvasható memória (EPROM)
Elektromosan törölhető programozható csak olvasható memória (EEPROM)
Véletlen elérésű memória (RAM)
(3) Bemeneti/kimeneti (I/O) modulok
① Bemeneti modul kapcsolása
A kapcsoló bemeneti eszközök különféle kapcsolókat, gombokat, érzékelőket stb. tartalmaznak. A PLC bemeneti típusok lehetnek DC, AC vagy mindkettő. A bemeneti áramkör tápellátása biztosítható kívülről, vagy bizonyos esetekben belülről a PLC.
② Kapcsoló kimeneti modul
A kimeneti modul a felhasználói program végrehajtásakor a CPU által kiadott TTL-szintű vezérlőjeleket olyan jelekké alakítja, amelyek a gyártási helyen szükségesek egy adott berendezés meghajtásához, ezáltal aktiválva a végrehajtási mechanizmust.
(4) Programozó
A programozó a PLC-k nélkülözhetetlen külső eszköze. Lehetővé teszi a felhasználók számára, hogy programokat vigyenek be a PLC felhasználói programmemóriájába, programokat keressenek, és figyeljék a programvégrehajtást. Programozási szempontból a programozók három típusba sorolhatók:
Kézi programozó
Grafikus programozó
Általános számítógépes programozó
(5) Tápegység
A tápegység átalakítja a külső tápfeszültséget (pl. 220 V AC) belső üzemi feszültséggé. A külsőleg csatlakoztatott tápegységet a PLC belső áramkörei által igényelt üzemi feszültséggé alakítják (pl. DC 5V, ±12V, 24V) a PLC-n belüli dedikált kapcsolóüzemű feszültségszabályozón keresztül. Ezenkívül 24 V-os egyenáramú tápellátást biztosít külső bemeneti eszközökhöz (pl. közelítéskapcsolókhoz) (csak a bemeneti pontokhoz). A PLC terhelések meghajtásához szükséges tápellátást a...
(6) Perifériás interfészek
A perifériás interfész áramkörök összekötik a kézi programozókat vagy más grafikus programozókat, szöveges kijelzőket, és a periféria interfészen keresztül PLC vezérlőhálózatot alkothatnak. A PLC-k PC/PPI-kábellel vagy MPI-kártyával csatlakozhatnak számítógépekhez RS-485 interfészen keresztül, lehetővé téve a programozást, a felügyeletet, a hálózatépítést és egyéb funkciókat.
2. PLC-k szoftverösszetevői
A PLC-szoftver rendszerprogramokból és felhasználói programokból áll. A rendszerprogramokat a PLC gyártói tervezik és írják, és a PLC rendszermemóriájában tárolják. A felhasználók közvetlenül nem olvashatják, írhatják vagy módosíthatják azokat. A rendszerprogramok általában rendszerdiagnosztikai programokat, beviteli feldolgozó programokat, fordítóprogramokat, információátviteli programokat és figyelőprogramokat tartalmaznak.
UA ser programokat a felhasználók PLC programozási nyelveket használva állítják össze a vezérlési követelmények alapján. A PLC-alkalmazásokban a legkritikusabb szempont a PLC programozási nyelvek használata felhasználói programok írásához a vezérlési célok elérése érdekében. Mivel a PLC-ket kifejezetten ipari vezérlésre fejlesztették ki, elsődleges felhasználójuk az elektromos technikusok. Hagyományos szokásaik és tanulási képességeik kielégítése érdekében a PLC-k elsősorban speciális nyelveket alkalmaznak, amelyek egyszerűbbek, érthetőbbek és intuitívabbak a számítógépes nyelvekhez képest.
Grafikus utasításstruktúra
Explicit változók és állandók
Egyszerűsített programstruktúra
Egyszerűsített alkalmazásszoftver-előállítási folyamat
Továbbfejlesztett hibakereső eszközök
3. A PLC-k alapvető működési elve
A PLC szkennelési folyamat alapvetően három szakaszból áll: bemeneti mintavétel, felhasználói program végrehajtása és kimenet frissítése. Az ábrán látható módon: [ábra]
Bemeneti mintavételi szakasz
A bemeneti mintavételi szakasz során a PLC szekvenciálisan beolvassa az összes bemeneti állapotot és adatot szkennelés útján, és eltárolja azokat az I/O képterület megfelelő egységeiben. A bemeneti mintavételezés befejezése után a folyamat a felhasználói program végrehajtási és a kimeneti frissítési szakaszra lép. Ebben a két szakaszban, még ha a bemeneti állapotok és adatok változnak is, az I/O képterület megfelelő egységeiben lévő állapotok és adatok nem változnak. Ezért, ha a bemenet impulzusjel, az impulzusszélességnek nagyobbnak kell lennie egy letapogatási ciklusnál, hogy a bemenet bármilyen körülmények között olvasható legyen.
Felhasználói program végrehajtási szakasz
A felhasználói program végrehajtási szakaszában a PLC mindig felülről lefelé haladva szkenneli a felhasználói programot (létradiagram). Az egyes létradiagramok beolvasásakor először a létradiagram bal oldalán lévő érintkezők által alkotott vezérlőáramkört vizsgálja. A logikai műveletek a vezérlőáramkörön balról jobbra haladva, fentről lefelé haladva történnek. Ezután a logikai műveletek eredményei alapján a rendszer RAM tárolóterületén a logikai tekercs megfelelő bitjének állapota frissül, vagy a kimeneti tekercs I/O képterületén a megfelelő bit állapota, vagy meghatározásra kerül, hogy a létradiagramban megadott speciális funkció utasításokat végre kell hajtani.
Azaz a felhasználói program végrehajtása során az I/O képterületen csak a bemeneti pontok állapota és adatai maradnak változatlanok, míg az I/O képterületen vagy a rendszer RAM tárterületén lévő egyéb kimeneti pontok és soft eszközök állapotai és adatai változhatnak. A magasabban elhelyezett létradiagramok befolyásolják az ezekre a tekercsekre vagy adatokra hivatkozó alsó létradiagramok végrehajtási eredményeit. Ezzel szemben az alsó létradiagramokban szereplő logikai tekercsek frissített állapotai vagy adatai csak a következő szkennelési ciklusban befolyásolják a magasabb létradiagramokat.
Kimenet frissítő szakasz
Amikor a felhasználói program pásztázása befejeződött, a PLC belép a kimenet frissítési szakaszába. Ebben a fázisban a CPU frissíti az összes kimeneti reteszelő áramkört az I/O képterület állapotának és adatainak megfelelően, és a megfelelő perifériákat a kimeneti áramkörökön keresztül hajtja meg. Ez jelzi a PLC valódi kimenetét.
Input/Output Lag jelenség
A PLC munkafolyamatból a következő következtetések vonhatók le:
A programok pásztázó módon futnak, ami a bemeneti és a kimeneti jelek közötti logikai összefüggésben rejlő késést eredményez. Minél hosszabb a szkennelési ciklus, annál súlyosabb a késés.
A három fő munkaszakasz – a bemeneti mintavétel, a felhasználói program végrehajtása és a kimenet frissítése – által elfoglalt idő mellett a szkennelési ciklus magában foglalja a rendszerfelügyeleti műveletek által elfoglalt időt is. A program végrehajtásához szükséges idő a program hosszától és az utasításműveletek összetettségétől függ, míg a többi tényező viszonylag állandó marad. A letapogatási ciklusok jellemzően ezredmásodpercek vagy mikroszekundumok nagyságrendűek.
Az n-edik vizsgálat végrehajtása során a bemeneti adat, amelyre támaszkodik, az adott pásztázási ciklus mintavételezési fázisában kapott X mintavételezett érték. Az Y(n) kimeneti adat mind az előző letapogatás Y(n-1) kimeneti értékén, mind az aktuális Yn kimeneti értéken alapul. A kimeneti terminálra küldött jel az Yn végeredményt jelenti, miután az összes számítás végrehajtása megtörtént ebben a ciklusban.
A bemeneti/kimeneti válaszkésés nem csak a szkennelési módszerrel, hanem a programterv elrendezésével is összefügg.