PLC žinių apžvalga: esminis skaitymas elektros inžinieriams!
PLC žinių apžvalga: esminis skaitymas elektros inžinieriams!
I. PLC apibrėžimas ir klasifikavimas
PLC, arba Programable Logic Controller, yra naujos kartos universalūs pramoniniai valdymo įrenginiai. Jis pagrįstas mikroprocesoriais ir integruoja kompiuterines technologijas, automatinio valdymo technologijas ir ryšių technologijas. Sukurti pramoninei aplinkai, PLC turi lengvai suprantamą programavimą naudojant „natūralią kalbą“, orientuotą į valdymo procesus ir vartotojus. Jie pasižymi paprastumu, paprastumu ir dideliu patikimumu.
Sukurti iš relės nuoseklaus valdymo, PLC yra sutelkti aplink mikroprocesorius ir tarnauja kaip universalūs automatinio valdymo įrenginiai. Pasigilinkime į specifiką:
1. Apibrėžimas
PLC yra skaitmeninė elektroninė sistema, skirta pramoniniam naudojimui. Jis naudoja programuojamą atmintį operacijų, tokių kaip loginis skaičiavimas, nuoseklus valdymas, laiko nustatymas, skaičiavimas ir aritmetika, instrukcijoms saugoti. Sąsajos su skaitmeniniais ir analoginiais įėjimais ir išėjimais PLC valdo įvairią mechaninę įrangą ir gamybos procesus. Tiek PLC, tiek jų išoriniai įrenginiai yra skirti sklandžiai integruotis su pramoninėmis valdymo sistemomis ir palengvinti funkcijų plėtrą.
2. Klasifikacija
PLC gaminių yra įvairių, jų specifikacijos ir veikimo galimybės skiriasi. Jie plačiai klasifikuojami pagal struktūrinę formą, funkcinius skirtumus ir I/O taškų skaičių.
2.1 Klasifikavimas pagal struktūrinę formą
PLC gali būti suskirstyti į integruotus ir modulinius tipus pagal jų struktūrinę formą.
(1) Integruotas PLC
Integruoti PLC komponentai, tokie kaip maitinimo šaltinis, procesorius ir įvesties / išvesties sąsajos, yra vienoje spintoje. Jie žinomi dėl savo kompaktiškos struktūros, mažo dydžio ir prieinamos kainos. Maži PLC paprastai naudoja šią integruotą struktūrą. Integruotą PLC sudaro pagrindinis blokas (taip pat žinomas kaip pagrindinis blokas) su skirtingais įvesties / išvesties taškais ir išplėtimo blokas. Pagrindiniame bloke yra CPU, I/O sąsajos, išplėtimo prievadas, skirtas prisijungti prie I/O išplėtimo blokų, ir sąsajos, skirtos prisijungti prie programuotojo arba EPROM rašytuvo. Kita vertus, išplėtimo bloke yra tik įvesties / išvesties ir maitinimo komponentai, be procesoriaus. Pagrindinis blokas ir išplėtimo blokas paprastai sujungiami plokščiu kabeliu. Integraliuose PLC taip pat gali būti įrengti specialūs funkciniai blokai, tokie kaip analoginiai blokai ir padėties valdymo blokai, siekiant išplėsti jų galimybes.
(2) Modulinis PLC
Moduliniai PLC turi atskirus modulius kiekvienam komponentui, pvz., CPU modulius, I/O modulius, maitinimo modulius (kartais integruotus į CPU modulį) ir įvairius funkcinius modulius. Šie moduliai montuojami ant karkaso arba galinės plokštės. Modulinių PLC pranašumas yra jų lanksti konfigūracija, leidžianti pagal poreikį pasirinkti skirtingas sistemos svarstykles. Juos taip pat lengva surinkti, išplėsti ir prižiūrėti. Vidutiniai ir dideli PLC paprastai naudoja modulinę struktūrą.
Be to, kai kurie PLC sujungia tiek integruotų, tiek modulinių tipų charakteristikas, sudarydami vadinamąjį sukrautą PLC. Sudėtiniuose PLC komponentai, tokie kaip centrinis procesorius, maitinimo šaltinis ir įvesties/išvesties sąsajos, yra nepriklausomi moduliai, sujungti kabeliais ir gali būti sukrauti sluoksnis po sluoksnio. Šis dizainas siūlo ne tik lanksčią sistemos konfigūraciją, bet ir kompaktišką dydį.
2.2 Klasifikavimas pagal funkcijas
Pagal funkcines galimybes PLC galima suskirstyti į tris kategorijas: žemos klasės, vidutinės klasės ir aukščiausios klasės.
(1) Žemos klasės PLC
Žemos klasės PLC turi pagrindines funkcijas, tokias kaip loginės operacijos, laikas, skaičiavimas, perjungimas, savidiagnostika ir stebėjimas. Jie taip pat gali apimti ribotą kiekį analoginės įvesties/išvesties, aritmetines operacijas, duomenų perdavimą ir palyginimą bei ryšio funkcijas. Šie PLC pirmiausia naudojami vienos mašinos valdymo sistemoms, apimančioms loginį valdymą, nuoseklųjį valdymą arba nedidelį analoginio valdymo kiekį.
(2) Vidutinės klasės PLC
Be žemos klasės PLC funkcijų, vidutinės klasės PLC siūlo geresnes analoginio įvesties/išvesties, aritmetinių operacijų, duomenų perdavimo ir palyginimo, skaičių sistemos konvertavimo, nuotolinio įvesties/išvesties, paprogramių ir ryšių tinklų galimybes. Kai kurie taip pat gali turėti pertraukimo valdymo ir PID valdymo funkcijas, todėl jie tinka sudėtingoms valdymo sistemoms.
(3) Aukščiausios klasės PLC
Aukščiausios klasės PLC, be vidutinės klasės PLC galimybių, apima pažangias funkcijas, tokias kaip aritmetinės operacijos su ženklu, matricos skaičiavimai, bitų logikos operacijos, kvadratinės šaknies skaičiavimai ir kitos specialios funkcijos. Jie taip pat turi lentelių kūrimo ir lentelių perdavimo galimybes. Aukštos klasės PLC gali pasigirti patobulintomis ryšio ir tinklo funkcijomis, leidžiančiomis didelio masto procesų valdymą arba paskirstytų tinklo valdymo sistemų formavimą ir taip pasiekiamas gamyklos automatizavimas.
2.3 Klasifikavimas pagal I/O taškus
Priklausomai nuo I/O taškų skaičiaus, PLC galima suskirstyti į mažas, vidutines ir dideles kategorijas.
(1) Mažas PLC
Maži PLC turi mažiau nei 256 įvesties / išvesties taškus, turi vieną centrinį procesorių ir naudoja 8 arba 16 bitų procesorius. Jų vartotojo atminties talpa paprastai yra mažesnė nei 4 KB.
(2) Vidutinė PLC
Vidutiniai PLC turi nuo 256 iki 2048 įvesties / išvesties taškų, juose naudojami du procesoriai, o vartotojo atminties talpa svyruoja nuo 2 KB iki 8 KB.
(3) Didelis PLC
Dideli PLC gali pasigirti daugiau nei 2048 įvesties / išvesties taškais, naudoja kelis procesorius ir turi 16 arba 32 bitų procesorius. Jų vartotojo atminties talpa svyruoja nuo 8 KB iki 16 KB.
Visame pasaulyje PLC produktai gali būti suskirstyti į tris pagrindinius regioninius tipus: amerikietišką, europietišką ir japonišką. Amerikietiškos ir europietiškos PLC technologijos buvo kuriamos nepriklausomai, todėl jų gaminiai labai skyrėsi. Japoniška PLC technologija, pristatyta iš JAV, paveldi tam tikras charakteristikas iš amerikietiškų PLC, tačiau daugiausia dėmesio skiriama mažo dydžio PLC. Amerikietiški ir europietiški PLC garsėja vidutiniais ir dideliais pasiūlymais, o japoniški PLC garsėja mažų dydžių kolegomis.
II. PLC funkcijos ir taikymo sritys
PLC sujungia relinio-kontaktoriaus valdymo privalumus ir kompiuterių lankstumą. Šis unikalus dizainas, palyginti su kitais valdikliais, turi daugybę neprilygstamų funkcijų.
1. PLC funkcijos
Kaip universalus pramoninis automatinis valdymo įrenginys, sutelktas į mikroprocesorius ir integruojantis kompiuterines technologijas, automatinio valdymo technologijas ir ryšių technologijas, PLC siūlo daugybę privalumų. Tai yra didelis patikimumas, kompaktiškas dydis, stiprus funkcionalumas, paprastas ir lankstus programos dizainas, universalumas ir lengva priežiūra. Todėl PLC plačiai pritaikomi tokiose srityse kaip metalurgija, energetika, chemikalai, transportas ir energijos gamyba, tapdami vienu iš trijų šiuolaikinio pramoninio valdymo ramsčių (greta robotų ir CAD/CAM). Remiantis PLC charakteristikomis, jų funkcines formas galima apibendrinti taip:
(1) Perjungimo loginis valdymas
PLC turi tvirtas loginio skaičiavimo galimybes, leidžiančias jiems pasiekti įvairius paprastus ir sudėtingus loginius valdiklius. Tai yra pagrindinė ir plačiausiai taikoma PLC sritis, pakeičianti tradicinį relės-kontaktoriaus valdymą.
(2) Analoginis valdymas
PLCs yra su A/D ir D/A konvertavimo moduliais. A/D modulis paverčia analoginius lauko kiekius, tokius kaip temperatūra, slėgis, srautas ir greitis, į skaitmeninius dydžius. Tada šiuos skaitmeninius kiekius apdoroja PLC mikroprocesorius (kadangi mikroprocesoriai gali apdoroti tik skaitmeninius kiekius) ir vėliau naudojami valdymui. Arba D/A modulis konvertuoja skaitmeninius kiekius atgal į analoginius kiekius, kad būtų galima valdyti valdomą objektą, taip įgalindamas PLC valdyti analoginius kiekius.
(3) Proceso valdymas
Šiuolaikiniai vidutinio ir didelio dydžio PLC paprastai turi PID valdymo modulius, leidžiančius valdyti uždarojo ciklo procesą. Kai valdymo proceso metu kintamasis nukrypsta, PLC apskaičiuoja teisingą išvestį naudodamas PID algoritmą, taip sureguliuodamas gamybos procesą ir palaikydamas kintamąjį nustatytą tašką. Šiuo metu daugelis mažų PLC taip pat turi PID valdymo funkciją.
(4) Laiko ir skaičiavimo valdymas
PLC gali pasigirti stipriomis laiko ir skaičiavimo galimybėmis, galinčiomis pateikti dešimtis, šimtus ar net tūkstančius laikmačių ir skaitiklių. Laiko trukmę ir skaičiavimo reikšmes gali savavališkai nustatyti vartotojas, rašydamas vartotojo programą, arba operatoriai vietoje per programuotoją. Tai leidžia valdyti laiką ir skaičiavimą. Jei vartotojams reikia skaičiuoti aukšto dažnio signalus, jie gali pasirinkti didelės spartos skaičiavimo modulius.
(5) Nuoseklus valdymas
Pramoniniame valdyme nuoseklų valdymą galima pasiekti naudojant PLC žingsnių instrukcijas arba programuojant pamainų registrą.
(6) Duomenų apdorojimas
Šiuolaikiniai PLC gali ne tik atlikti aritmetines operacijas, perduoti duomenis, rūšiuoti ir ieškoti lentelių, bet ir palyginti duomenis, konvertuoti duomenis, perduoti duomenis, rodyti duomenis ir spausdinti. Jie turi tvirtas duomenų apdorojimo galimybes.
(7) Ryšiai ir tinklų kūrimas
Daugumoje šiuolaikinių PLC įdiegtos ryšio ir tinklo technologijos, turinčios RS-232 arba RS-485 sąsajas nuotoliniam I/O valdymui. Keli PLC gali būti sujungti į tinklą ir bendrauti tarpusavyje. Išorinių įrenginių signalų apdorojimo įrenginiai gali keistis programomis ir duomenimis su vienu ar daugiau programuojamų valdiklių. Programų perdavimas, duomenų failų perdavimas, stebėjimas ir diagnostika gali būti atliekami naudojant ryšio sąsajas arba ryšio procesorius, kurie naudoja standartines aparatinės įrangos sąsajas arba patentuotus ryšio protokolus, kad palengvintų programų ir duomenų perdavimą.
2. PLC taikymo sritys
Šiuo metu PLC plačiai naudojami tiek šalies viduje, tiek tarptautiniu mastu įvairiose pramonės šakose, įskaitant geležies ir plieno, naftos, chemijos, elektros, statybinių medžiagų, mechaninės gamybos, automobilių, lengvosios tekstilės, transporto, aplinkos apsaugos ir kultūrinių pramogų pramonę. Jų taikymas gali būti plačiai suskirstytas į šias kategorijas:
(1) Perjungimo loginis valdymas
Tai yra pagrindinė ir plačiausiai taikoma PLC sritis, pakeičianti tradicines relių grandines, kad būtų pasiektas loginis ir nuoseklus valdymas. PLC gali būti naudojami vienos mašinos valdymui, taip pat kelių mašinų grupių valdymui ir automatizuotoms gamybos linijoms, tokioms kaip liejimo liejimo mašinos, spausdinimo mašinos, susegimo staklės, kombinuotos staklės, šlifavimo staklės, pakavimo gamybos linijos ir galvanizavimo surinkimo linijos.
(2) Analoginis valdymas
Pramoniniuose gamybos procesuose daugelis nuolat kintančių dydžių, tokių kaip temperatūra, slėgis, srautas, skysčio lygis ir greitis, yra analogiški dydžiai. Kad PLC galėtų valdyti analoginius kiekius, turi būti realizuojami A/D ir D/A konvertavimai tarp analoginių ir skaitmeninių dydžių. PLC gamintojai gamina pridedamus A/D ir D/A konvertavimo modulius, kad palengvintų analoginio valdymo programas PLC.
(3) Judesio valdymas
PLCgali būti naudojamas sukamajam arba linijiniam judesių valdymui. Kalbant apie valdymo sistemos konfigūraciją, ankstyvosios programos tiesiogiai prijungė padėties jutiklius ir pavaras, kad perjungtų įvesties / išvesties modulius. Šiais laikais dažniausiai naudojami specializuoti judesio valdymo moduliai. Šie moduliai gali valdyti vienos ašies arba kelių ašių padėties valdymą žingsniniams varikliams arba servo varikliams. Beveik visi pagrindinių PLC gamintojų gaminiai visame pasaulyje pasižymi judesio valdymo galimybėmis, kurios plačiai naudojamos įvairiose mašinose, staklėse, robotuose, liftuose ir kitose srityse.
(4) Proceso valdymas
Proceso valdymas reiškia analoginių dydžių, tokių kaip temperatūra, slėgis ir srautas, uždarojo ciklo valdymą. Jis plačiai naudojamas tokiose srityse kaip metalurgija, chemijos inžinerija, terminis apdorojimas ir katilų valdymas. Kaip pramoniniai valdymo kompiuteriai, PLC gali būti programuojami naudojant įvairius valdymo algoritmus, kad būtų galima valdyti uždarą kilpą. PID valdymas yra plačiai naudojamas reguliavimo metodas uždarojo ciklo valdymo sistemose. Tiek vidutiniai, tiek dideli PLC yra aprūpinti PID moduliais, o šiuo metu daugelis mažų PLC turi ir šį funkcinį modulį. PID apdorojimas paprastai apima tam skirtos PID paprogramės paleidimą.
(5) Duomenų apdorojimas
Šiuolaikiniai PLC yra aprūpinti matematinėmis operacijomis (įskaitant matricų skaičiavimą, funkcijų skaičiavimą, logines operacijas), duomenų perdavimo, duomenų konvertavimo, rūšiavimo, lentelės paieškos ir bitų manipuliavimo funkcijas. Jie gali atlikti duomenų rinkimą, analizę ir apdorojimą. Šiuos duomenis galima palyginti su etaloninėmis vertėmis, saugomomis atmintyje, kad būtų galima atlikti konkrečias valdymo operacijas, arba perduoti į kitus išmaniuosius įrenginius naudojant ryšio funkcijas. Jie taip pat gali būti spausdinami ir pateikiami lentelėse. Duomenų apdorojimas paprastai naudojamas didelio masto valdymo sistemose, tokiose kaip nepilotuojamos lanksčios gamybos sistemos, ir procesų valdymo sistemose, pvz., popieriaus gamybos, metalurgijos ir maisto pramonės srityse.
(6) Ryšiai ir tinklų kūrimas
PLC ryšys apima ryšį tarp PLC ir tarp PLC bei kitų intelektualių įrenginių. Tobulėjant kompiuteriniam valdymui, gamyklų automatizavimo tinklai sparčiai tobulėjo. Visi PLC gamintojai didelį dėmesį skiria PLC ryšio galimybėms ir pristatė atitinkamas tinklo sistemas. Neseniai gaminami PLC turi ryšio sąsajas, todėl bendrauti labai patogu.
III. Pagrindinė PLC struktūra ir veikimo principas
Kaip pramoninio valdymo kompiuteris, PLC struktūra panaši į įprastus kompiuterius. Tačiau skirtumai atsiranda dėl skirtingų naudojimo scenarijų ir tikslų.
1. PLC techninės įrangos komponentai
Pagrindinė PLC pagrindinio kompiuterio struktūros schema parodyta paveikslėlyje žemiau: [Paveikslas]
Diagramoje PLC pagrindinį kompiuterį sudaro centrinis procesorius, atmintis (EPROM, RAM), įvesties / išvesties blokai, periferinės įvesties / išvesties sąsajos, ryšio sąsajos ir maitinimo šaltinis. Integruotų PLC atveju visi šie komponentai yra toje pačioje spintoje. Moduliniuose PLC kiekvienas komponentas yra atskirai supakuotas kaip modulis, o moduliai sujungiami per stovą ir kabelius. Visos pagrindinio kompiuterio dalys yra tarpusavyje sujungtos per maitinimo magistrales, valdymo magistrales, adresų magistrales ir duomenų magistrales. Priklausomai nuo faktinio valdymo objekto reikalavimų, įvairūs išoriniai įrenginiai sukonfigūruojami taip, kad sudarytų skirtingas PLC valdymo sistemas.
Įprasti išoriniai įrenginiai yra programuotojai, spausdintuvai ir EPROM rašytuvai. PLC taip pat gali būti aprūpinti ryšio moduliais, kad būtų galima susisiekti su aukštesnio lygio mašinomis ir kitais PLC, taip suformuojant paskirstytą PLC valdymo sistemą.
Toliau pateikiamas kiekvieno PLC komponento ir jo vaidmens įvadas, siekiant padėti vartotojams geriau suprasti PLC valdymo principus ir darbo procesus.
(1) CPU
CPU yra PLC valdymo centras. CPU valdomas, PLC koordinuoja ir veikia tvarkingai, kad būtų galima valdyti įvairią vietoje esančią įrangą. CPU, sudarytas iš mikroprocesoriaus ir valdiklio, gali atlikti logines ir matematines operacijas bei koordinuoti įvairių valdymo sistemos vidinių komponentų darbą. Valdiklis valdo tvarkingą visų mikroprocesoriaus dalių darbą. Pagrindinė jo funkcija yra nuskaityti instrukcijas iš atminties ir jas vykdyti.
(2) Atmintis
PLC yra dviejų tipų atmintis: sistemos atmintis ir vartotojo atmintis. Sistemos atmintyje saugomos sistemos valdymo programos, kurių vartotojai negali pasiekti ar keisti. Vartotojo atmintyje saugomos sukompiliuotos taikomųjų programų ir darbo duomenų būsenos. Vartotojo atminties dalis, kurioje saugomos darbo duomenų būsenos, taip pat žinoma kaip duomenų saugojimo sritis. Tai apima įvesties / išvesties duomenų vaizdo sritis, iš anksto nustatytų ir esamų verčių duomenų sritis laikmačiams / skaitikliams ir buferines zonas tarpiniams rezultatams saugoti.
PLC atmintis visų pirma apima šiuos tipus:
Tik skaitymo atmintis (ROM)
Programuojama tik skaitymo atmintis (PROM)
Ištrinama programuojama tik skaitymo atmintis (EPROM)
Elektra ištrinama programuojama tik skaitymo atmintis (EEPROM)
Random Access Memory (RAM)
(3) Įvesties/išvesties (I/O) moduliai
① Įvesties modulio perjungimas
Perjungimo įvesties įrenginiai apima įvairius jungiklius, mygtukus, jutiklius ir kt. PLC įvesties tipai gali būti DC, AC arba abu. Įvesties grandinės maitinimas gali būti tiekiamas iš išorės arba kai kuriais atvejais tiekiamas viduje iš PLC.
② Perjungimo išvesties modulis
Išvesties modulis konvertuoja CPU išvestus TTL lygio valdymo signalus, kai vykdoma vartotojo programa, į signalus, reikalingus gamybos vietoje, kad būtų galima valdyti konkrečią įrangą, taip įjungiant vykdymo mechanizmą.
(4) Programuotojas
Programuotojas yra būtinas išorinis PLC įrenginys. Tai leidžia vartotojams įvesti programas į PLC vartotojo programų atmintį, derinti programas ir stebėti programos vykdymą. Programiškai programuotojus galima suskirstyti į tris tipus:
Rankinis programuotojas
Grafinis programuotojas
Bendras kompiuterių programuotojas
(5) Maitinimo šaltinis
Maitinimo blokas paverčia išorinę maitinimą (pvz., 220 V kintamosios srovės) į vidinę darbo įtampą. Išoriškai prijungtas maitinimo šaltinis paverčiamas darbine įtampa, kurios reikia PLC vidinėms grandinėms (pvz., DC 5 V, ± 12 V, 24 V), naudojant specialų PLC perjungimo režimo įtampos reguliatorių. Jis taip pat suteikia 24 V nuolatinės srovės maitinimo šaltinį išoriniams įvesties įrenginiams (pvz., artumo jungikliams) (tik įvesties taškams). Maitinimą PLC apkrovoms vairuoti teikia...
(6) Periferinės sąsajos
Periferinės sąsajos grandinės jungia delninius programuotojus ar kitus grafinius programuotojus, tekstinius ekranus ir per periferinę sąsają gali sudaryti PLC valdymo tinklą. PLC gali prisijungti prie kompiuterių naudojant PC/PPI kabelį arba MPI kortelę per RS-485 sąsają, leidžiančią programuoti, stebėti, kurti tinklus ir atlikti kitas funkcijas.
2. PLC programinės įrangos komponentai
PLC programinę įrangą sudaro sistemos programos ir vartotojo programos. Sistemos programas kuria ir rašo PLC gamintojai, jos saugomos PLC sistemos atmintyje. Vartotojai negali tiesiogiai jų skaityti, rašyti ar keisti. Sistemos programos paprastai apima sistemos diagnostikos programas, įvesties apdorojimo programas, kompiliavimo programas, informacijos perdavimo programas ir stebėjimo programas ir kt.
User programas sudaro vartotojai, naudodami PLC programavimo kalbas pagal valdymo reikalavimus. PLC programose svarbiausias aspektas yra PLC programavimo kalbų naudojimas vartotojo programoms rašyti, kad būtų pasiekti valdymo tikslai. Kadangi PLC yra specialiai sukurti pramoniniam valdymui, pagrindiniai jų vartotojai yra elektros technikai. Siekdami patenkinti savo tradicinius įpročius ir mokymosi galimybes, PLC pirmiausia naudoja tam skirtas kalbas, kurios yra paprastesnės, suprantamesnės ir intuityvesnės, palyginti su kompiuterių kalbomis.
Grafinė instrukcijų struktūra
Aiškūs kintamieji ir konstantos
Supaprastinta programos struktūra
Supaprastintas taikomosios programinės įrangos kūrimo procesas
Patobulinti derinimo įrankiai
3. Pagrindinis PLC veikimo principas
PLC nuskaitymo procesas daugiausia suskirstytas į tris etapus: įvesties atranka, vartotojo programos vykdymas ir išvesties atnaujinimas. Kaip parodyta paveikslėlyje: [Paveikslėlis]
Įvesties atrankos etapas
Įvesties mėginių ėmimo etape PLC nuosekliai nuskaito visas įvesties būsenas ir duomenis ir išsaugo juos atitinkamuose I/O vaizdo srities vienetuose. Užbaigus įvesties atranką, procesas pereina prie vartotojo programos vykdymo ir išvesties atnaujinimo etapų. Šiuose dviejuose etapuose, net pasikeitus įvesties būsenoms ir duomenims, būsenos ir duomenys atitinkamuose I/O vaizdo srities vienetuose nebus keičiami. Todėl, jei įvestis yra impulsinis signalas, impulso plotis turi būti didesnis nei vienas nuskaitymo ciklas, kad būtų užtikrinta, jog įvestį būtų galima nuskaityti bet kokiomis aplinkybėmis.
Vartotojo programos vykdymo etapas
Vartotojo programos vykdymo etape PLC visada nuskaito vartotojo programą (kopėčių diagramą) seka iš viršaus į apačią. Nuskaitydamas kiekvieną kopėčių diagramą, pirmiausia nuskaito valdymo grandinę, kurią sudaro kontaktai kairėje kopėčių diagramos pusėje. Valdymo grandinėje loginės operacijos atliekamos tvarka iš kairės į dešinę, iš viršaus į apačią. Tada, remiantis loginių operacijų rezultatais, atnaujinama atitinkamo bito būsena loginės ritės RAM saugojimo srityje arba atnaujinama atitinkamo bito būsena išvesties ritės įvesties/išvesties vaizdo srityje, arba nustatoma, ar vykdyti specialių funkcijų nurodymus, nurodytus kopėčių diagramoje.
Tai yra, vartotojo programos vykdymo metu tik I/O vaizdo srityje esančių įvesties taškų būsenos ir duomenys išlieka nepakitę, o kitų išvesties taškų ir minkštųjų įrenginių, esančių I/O vaizdo srityje arba sistemos RAM saugojimo srityje, būsenos ir duomenys gali keistis. Aukščiau išdėstytos kopėčių diagramos turės įtakos žemesnių kopėčių diagramų, kuriose nurodomos šios ritės arba duomenys, vykdymo rezultatams. Ir atvirkščiai, atnaujintos loginių ritių būsenos arba duomenys apatinių kopėčių diagramose turės įtakos tik aukštesnių kopėčių diagramoms kitame nuskaitymo cikle.
Išvesties atnaujinimo stadija
Kai vartotojo programos nuskaitymas baigtas, PLC pereina į išvesties atnaujinimo etapą. Šio etapo metu CPU atnaujina visas išvesties skląsčių grandines pagal būsenas ir duomenis I/O vaizdo srityje ir per išvesties grandines valdo atitinkamus periferinius įrenginius. Tai žymi tikrąją PLC išvestį.
Įvesties/išvesties vėlavimo reiškinys
Iš PLC darbo proceso galima padaryti tokias išvadas:
Programos vykdomos nuskaitymo būdu, todėl loginis ryšys tarp įvesties ir išvesties signalų atsilieka. Kuo ilgesnis nuskaitymo ciklas, tuo didesnis atsilikimas.
Be laiko, kurį užima trys pagrindiniai darbo etapai – įvesties mėginių ėmimas, vartotojo programos vykdymas ir išvesties atnaujinimas – nuskaitymo ciklas taip pat apima laiką, sunaudojamą sistemos valdymo operacijoms. Programos vykdymo laikas yra susijęs su programos trukme ir komandų operacijų sudėtingumu, o kiti veiksniai išlieka santykinai pastovūs. Nuskaitymo ciklai paprastai yra milisekundžių arba mikrosekundžių tvarka.
Atliekant n-ąjį nuskaitymą, įvesties duomenys, kuriais remiamasi, yra atrinktos vertės X, gautos to nuskaitymo ciklo atrankos fazės metu. Išvesties duomenys Y(n) yra pagrįsti ir išvesties verte Y(n-1) iš ankstesnio nuskaitymo, ir dabartine išvesties verte Yn. Signalas, siunčiamas į išvesties terminalą, parodo galutinį rezultatą Yn po to, kai buvo atlikti visi šio ciklo skaičiavimai.
Įvesties / išvesties atsako vėlavimas yra susijęs ne tik su nuskaitymo metodu, bet ir su programos dizaino išdėstymu.