PLC zināšanu apkopojums: elektroinženieriem svarīga literatūra!
PLC zināšanu apkopojums: elektroinženieriem svarīga literatūra!
I. PLC definīcija un klasifikācija
PLC jeb Programmable Logic Controller ir jaunas paaudzes universālās industriālās vadības ierīces. Tas ir balstīts uz mikroprocesoriem un integrē datortehnoloģiju, automātiskās vadības tehnoloģiju un sakaru tehnoloģijas. Paredzēti rūpnieciskai videi, PLC ir viegli saprotama programmēšana, izmantojot "dabisku valodu", kas orientēta uz vadības procesiem un lietotājiem. Tos raksturo vienkāršība, viegla darbība un augsta uzticamība.
Izstrādāti no releju secīgas vadības, PLC ir centrēti ap mikroprocesoriem un kalpo kā daudzpusīgas automātiskās vadības ierīces. Iedziļināsimies specifikā:
1. Definīcija
PLC ir digitāla elektroniska sistēma, kas paredzēta rūpnieciskiem lietojumiem. Tā izmanto programmējamu atmiņu, lai saglabātu instrukcijas tādām darbībām kā loģiskā aprēķins, secīga vadība, laiks, skaitīšana un aritmētika. Saskaroties ar digitālajām un analogajām ieejām un izejām, PLC kontrolē dažādas mehāniskās iekārtas un ražošanas procesus. Gan PLC, gan to perifērijas ierīces ir izstrādātas, lai nemanāmi integrētos ar rūpnieciskajām vadības sistēmām un atvieglotu funkcionālo paplašināšanos.
2. Klasifikācija
PLC produkti ir pieejami ļoti dažādos veidos ar atšķirīgām specifikācijām un veiktspējas iespējām. Tos plaši klasificē, pamatojoties uz strukturālo formu, funkcionālajām atšķirībām un I/O punktu skaitu.
2.1. Klasifikācija pēc strukturālās formas
PLC var iedalīt integrālos un moduļu tipos, pamatojoties uz to strukturālo formu.
(1) Integrāls PLC
Integrētajos PLC vienā skapī atrodas tādi komponenti kā barošanas avots, centrālais procesors un I/O saskarnes. Tie ir pazīstami ar savu kompakto struktūru, mazo izmēru un pieejamību. Maza izmēra PLC parasti izmanto šo neatņemamo struktūru. Integrētais PLC sastāv no pamatvienības (pazīstama arī kā galvenā ierīce) ar dažādiem I/O punktiem un paplašināšanas vienības. Pamata blokā ir CPU, I/O saskarnes, paplašināšanas ports savienojumam ar I/O paplašināšanas vienībām un saskarnes savienošanai ar programmētāju vai EPROM rakstītāju. No otras puses, paplašināšanas blokā ir tikai I/O un barošanas avota komponenti, bez centrālā procesora. Pamata bloks un paplašināšanas bloks parasti ir savienoti, izmantojot plakanu kabeli. Integrētos PLC var aprīkot arī ar īpašām funkciju vienībām, piemēram, analogajām vienībām un pozīcijas vadības blokiem, lai paplašinātu to iespējas.
(2) Modulārais PLC
Moduļu PLC katrai sastāvdaļai ir atsevišķi moduļi, piemēram, CPU moduļi, I/O moduļi, barošanas moduļi (dažreiz integrēti CPU modulī) un dažādi funkciju moduļi. Šie moduļi ir uzstādīti uz karkasa vai aizmugures plāksnes. Modulāro PLC priekšrocība ir to elastīgā konfigurācija, kas ļauj pēc vajadzības izvēlēties dažādus sistēmas mērogus. Tos ir arī viegli salikt, paplašināt un uzturēt. Vidēja un liela izmēra PLC parasti izmanto modulāru struktūru.
Turklāt daži PLC apvieno gan integrālo, gan modulāro tipu īpašības, veidojot tā saukto stacked PLC. Stacked PLC komponenti, piemēram, centrālais procesors, barošanas avots un I/O saskarnes, ir neatkarīgi moduļi, kas savienoti ar kabeļiem, un tos var sakraut slāni pa slānim. Šis dizains piedāvā ne tikai elastīgu sistēmas konfigurāciju, bet arī nodrošina kompaktu izmēru.
2.2. Klasifikācija pēc funkcijām
Pamatojoties uz to funkcionālajām iespējām, PLC var iedalīt trīs kategorijās: zemas klases, vidējas klases un augstākās klases.
(1) Zemas klases PLC
Zemas klases PLC ir tādas pamatfunkcijas kā loģiskās darbības, laika noteikšana, skaitīšana, pārslēgšana, pašdiagnostika un uzraudzība. Tie var ietvert arī ierobežotu skaitu analogās ievades/izvades, aritmētiskās darbības, datu pārsūtīšanas un salīdzināšanas, kā arī sakaru funkcijas. Šos PLC galvenokārt izmanto vienas mašīnas vadības sistēmām, kas ietver loģisko vadību, secīgo vadību vai nelielu analogo vadību.
(2) Vidēja līmeņa PLC
Papildus zemas klases PLC funkcijām vidējas klases PLC piedāvā spēcīgākas analogās ievades/izvades, aritmētiskās darbības, datu pārsūtīšanas un salīdzināšanas, skaitļu sistēmas pārveidošanas, attālās ievades/izvades, apakšprogrammas un sakaru tīklu iespējas. Dažiem var būt arī pārtraukumu kontroles un PID kontroles funkcijas, padarot tās piemērotas sarežģītām vadības sistēmām.
(3) Augstākās klases PLC
Augstākās klases PLC papildus vidējas klases PLC iespējām ietver uzlabotas funkcijas, piemēram, aritmētiskās operācijas ar zīmi, matricu aprēķinus, bitu loģikas operācijas, kvadrātsaknes aprēķinus un citas īpašu funkciju darbības. Tajos ir arī tabulu izveides un tabulu pārsūtīšanas iespējas. Augstākās klases PLC var lepoties ar uzlabotām saziņas un tīkla funkcionalitātēm, kas nodrošina liela mēroga procesu kontroli vai sadalītu tīkla vadības sistēmu izveidi, tādējādi panākot rūpnīcas automatizāciju.
2.3. Klasifikācija pēc I/O punktiem
Atkarībā no I/O punktu skaita PLC var iedalīt mazās, vidējās un lielās kategorijās.
(1) Mazs PLC
Mazajiem PLC ir mazāk par 256 I/O punktiem, tiem ir viens CPU un tiek izmantoti 8 bitu vai 16 bitu procesori. To lietotāja atmiņas ietilpība parasti ir mazāka par 4 KB.
(2) Vidēja PLC
Vidējiem PLC ir no 256 līdz 2048 I/O punktiem, tajos tiek izmantoti divi CPU, un to lietotāja atmiņas ietilpība ir no 2 KB līdz 8 KB.
(3) Liels PLC
Lielie PLC lepojas ar vairāk nekā 2048 I/O punktiem, izmanto vairākus CPU un ir aprīkoti ar 16 bitu vai 32 bitu procesoriem. To lietotāja atmiņas ietilpība svārstās no 8 KB līdz 16 KB.
Visā pasaulē PLC produktus var iedalīt trīs galvenajos reģionālajos veidos: Amerikas, Eiropas un Japānas. Amerikas un Eiropas PLC tehnoloģijas tika izstrādātas neatkarīgi, kā rezultātā starp to produktiem bija izteiktas atšķirības. Japānas PLC tehnoloģija, kas ieviesta no Amerikas Savienotajām Valstīm, pārmanto noteiktas īpašības no amerikāņu PLC, bet koncentrējas uz maza izmēra PLC. Kamēr Amerikas un Eiropas PLC ir slaveni ar saviem vidējiem un lieliem piedāvājumiem, Japānas PLC ir slaveni ar saviem maza izmēra kolēģiem.
II. PLC funkcijas un pielietojuma jomas
PLC apvieno releja-kontaktora vadības priekšrocības un datoru elastību. Šis unikālais dizains nodrošina daudzas nepārspējamas funkcijas salīdzinājumā ar citiem kontrolieriem.
1. PLC funkcijas
Kā universāla rūpnieciska automātiskās vadības ierīce, kuras centrā ir mikroprocesori un kurā ir integrētas datortehnoloģijas, automātiskās vadības tehnoloģijas un sakaru tehnoloģijas, PLC piedāvā daudzas priekšrocības. Tie ietver augstu uzticamību, kompaktu izmēru, spēcīgu funkcionalitāti, vienkāršu un elastīgu programmas dizainu, daudzpusību un vieglu apkopi. Līdz ar to PLC atrod plašu pielietojumu tādās jomās kā metalurģija, enerģētika, ķīmiskās vielas, transports un elektroenerģijas ražošana, kļūstot par vienu no trim mūsdienu rūpnieciskās vadības pīlāriem (līdzās robotiem un CAD/CAM). Pamatojoties uz PLC īpašībām, to funkcionālās formas var apkopot šādi:
(1) Pārslēgšanas loģiskā vadība
PLC ir spēcīgas loģiskās skaitļošanas iespējas, kas ļauj tiem sasniegt dažādas vienkāršas un sarežģītas loģiskās vadības ierīces. Šī ir visbūtiskākā un visplašāk izmantotā PLC joma, kas aizstāj tradicionālo releja-kontaktora vadību.
(2) Analogā vadība
PLCs ir aprīkoti ar A/D un D/A konvertēšanas moduļiem. A/D modulis pārvērš analogos daudzumus no lauka, piemēram, temperatūru, spiedienu, plūsmu un ātrumu, digitālos daudzumos. Pēc tam šos digitālos daudzumus apstrādā mikroprocesors PLC (jo mikroprocesori var apstrādāt tikai digitālos daudzumus) un pēc tam izmanto kontrolei. Alternatīvi, D/A modulis pārvērš digitālos daudzumus atpakaļ analogos daudzumos, lai kontrolētu kontrolēto objektu, tādējādi ļaujot PLC kontrolēt analogos daudzumus.
(3) Procesa kontrole
Mūsdienu vidēja un liela izmēra PLC parasti ir aprīkoti ar PID vadības moduļiem, kas nodrošina slēgta cikla procesa kontroli. Ja vadības procesa laikā mainās mainīgais lielums, PLC aprēķina pareizo izvadi, izmantojot PID algoritmu, tādējādi pielāgojot ražošanas procesu un saglabājot mainīgo vērtību iestatītajā vērtībā. Pašlaik daudzos maza izmēra PLC ir iekļauta arī PID kontroles funkcionalitāte.
(4) Laika un skaitīšanas kontrole
PLC var lepoties ar spēcīgām laika noteikšanas un skaitīšanas iespējām, kas spēj nodrošināt desmitiem, simtiem vai pat tūkstošiem taimeru un skaitītāju. Laika ilgumu un skaitīšanas vērtības var patvaļīgi iestatīt lietotājs, rakstot lietotāja programmu, vai operatori uz vietas, izmantojot programmētāju. Tas nodrošina laika un skaitīšanas kontroli. Ja lietotājiem ir jāskaita augstfrekvences signāli, viņi var izvēlēties ātrgaitas skaitīšanas moduļus.
(5) Secīgā kontrole
Rūpnieciskajā kontrolē secīgo vadību var panākt, izmantojot PLC soļu instrukcijas vai maiņu reģistra programmēšanu.
(6) Datu apstrāde
Mūsdienu PLC spēj ne tikai veikt aritmētiskas darbības, datu pārsūtīšanu, kārtošanu un tabulu meklēšanu, bet arī var veikt datu salīdzināšanu, datu konvertēšanu, datu pārraidi, datu attēlošanu un drukāšanu. Viņiem ir spēcīgas datu apstrādes iespējas.
(7) Sakari un tīklu veidošana
Lielākajā daļā mūsdienu PLC ir iekļautas sakaru un tīkla tehnoloģijas, kas aprīkotas ar RS-232 vai RS-485 saskarnēm attālinātai I/O vadībai. Vairākus PLC var savienot tīklā un sazināties savā starpā. Ārējo ierīču signālu apstrādes bloki var apmainīties ar programmām un datiem ar vienu vai vairākiem programmējamiem kontrolleriem. Programmu pārsūtīšanu, datu failu pārsūtīšanu, uzraudzību un diagnostiku var panākt, izmantojot sakaru saskarnes vai sakaru procesorus, kas izmanto standarta aparatūras saskarnes vai patentētus sakaru protokolus, lai atvieglotu programmu un datu pārsūtīšanu.
2. PLC pielietojuma jomas
Pašlaik PLC tiek plaši izmantotas gan vietējā, gan starptautiskā mērogā dažādās nozarēs, tostarp dzelzs un tērauda, naftas, ķīmisko vielu, enerģijas, celtniecības materiālu, mehāniskās ražošanas, automašīnu, vieglo tekstilizstrādājumu, transporta, vides aizsardzības un kultūras izklaides nozarēs. To lietojumus var plaši iedalīt šādās kategorijās:
(1) Pārslēgšanas loģiskā vadība
Šis ir visbūtiskākais un visplašāk izmantotais PLC domēns, kas aizstāj tradicionālās releju shēmas, lai panāktu loģisku un secīgu vadību. PLC var izmantot vienas mašīnas vadībai, kā arī vairāku mašīnu grupu vadībai un automatizētām ražošanas līnijām, piemēram, iesmidzināšanas formēšanas mašīnām, iespiedmašīnām, skavošanas mašīnām, kombinētajiem darbgaldiem, slīpmašīnām, iepakošanas ražošanas līnijām un galvanizācijas montāžas līnijām.
(2) Analogā vadība
Rūpnieciskās ražošanas procesos daudzi nepārtraukti mainīgi daudzumi, piemēram, temperatūra, spiediens, plūsma, šķidruma līmenis un ātrums, ir analogie lielumi. Lai PLC varētu apstrādāt analogos daudzumus, ir jārealizē A/D un D/A konvertēšana starp analogajiem un digitālajiem daudzumiem. PLC ražotāji ražo pievienotos A/D un D/A pārveidošanas moduļus, lai atvieglotu analogās vadības lietojumus PLC.
(3) Kustības vadība
PLCvar izmantot rotācijas vai lineāras kustības kontrolei. Runājot par vadības sistēmas konfigurāciju, agrīnās lietojumprogrammas tieši savienoja pozīcijas sensorus un izpildmehānismus, lai pārslēgtu I/O moduļus. Mūsdienās parasti tiek izmantoti specializēti kustības vadības moduļi. Šie moduļi var vadīt vienas ass vai vairāku asu pozīcijas vadību pakāpju motoriem vai servomotoriem. Gandrīz visiem lielākajiem PLC ražotāju produktiem visā pasaulē ir kustības vadības iespējas, kuras plaši izmanto dažādās iekārtās, darbgaldos, robotos, liftos un citās lietojumprogrammās.
(4) Procesa kontrole
Procesa vadība attiecas uz analogo lielumu, piemēram, temperatūras, spiediena un plūsmas, slēgta cikla kontroli. Tam ir plaši pielietojumi tādās jomās kā metalurģija, ķīmijas inženierija, termiskā apstrāde un katlu vadība. Kā rūpnieciskās vadības datorus PLC var ieprogrammēt ar dažādiem vadības algoritmiem, lai veiktu slēgta cikla vadību. PID kontrole ir plaši izmantota regulēšanas metode slēgta cikla vadības sistēmās. Gan vidējie, gan lielie PLC ir aprīkoti ar PID moduļiem, un šobrīd daudzos mazos PLC ir arī šis funkcionālais modulis. PID apstrāde parasti ietver speciālas PID apakšprogrammas palaišanu.
(5) Datu apstrāde
Mūsdienu PLC ir aprīkoti ar matemātiskām operācijām (tostarp matricas aprēķinu, funkciju aprēķinu, loģiskām operācijām), datu pārraides, datu konvertēšanas, šķirošanas, tabulu meklēšanas un bitu manipulācijas funkcijām. Viņi var veikt datu ieguvi, analīzi un apstrādi. Šos datus var salīdzināt ar atsauces vērtībām, kas saglabātas atmiņā, lai veiktu īpašas vadības darbības, vai pārsūtīt uz citām viedajām ierīcēm, izmantojot sakaru funkcijas. Tos var arī izdrukāt un tabulēt. Datu apstrādi parasti izmanto liela mēroga vadības sistēmās, piemēram, bezpilota elastīgās ražošanas sistēmās, un procesu vadības sistēmās, piemēram, papīra ražošanā, metalurģijā un pārtikas rūpniecībā.
(6) Saziņa un tīklu veidošana
PLC komunikācija ietver saziņu starp PLC un starp PLC un citām viedajām ierīcēm. Attīstoties datorvadībai, rūpnīcu automatizācijas tīkli ir strauji attīstījušies. Visi PLC ražotāji lielu uzsvaru liek uz PLC komunikācijas iespējām un ir ieviesuši savas attiecīgās tīkla sistēmas. Nesen ražotie PLC ir aprīkoti ar sakaru saskarnēm, padarot saziņu ļoti ērtu.
III. PLC pamatstruktūra un darbības princips
Kā rūpnieciskiem vadības datoriem, PLC struktūras ir līdzīgas parastajiem datoriem. Tomēr atšķirības rodas dažādu lietošanas scenāriju un mērķu dēļ.
1. PLC aparatūras komponenti
PLC resursdatora pamata struktūras diagramma ir parādīta zemāk esošajā attēlā: [Attēls]
Diagrammā PLC resursdators sastāv no centrālā procesora, atmiņas (EPROM, RAM), ievades/izvades vienībām, perifērijas I/O saskarnēm, sakaru saskarnēm un barošanas avota. Integrētajiem PLC visi šie komponenti atrodas vienā korpusā. Moduļu PLC katra sastāvdaļa ir atsevišķi iepakota kā modulis, un moduļi ir savienoti, izmantojot statīvu un kabeļus. Visas resursdatora daļas ir savstarpēji savienotas, izmantojot barošanas kopnes, vadības kopnes, adrešu kopnes un datu kopnes. Atkarībā no faktiskā vadības objekta prasībām dažādas ārējās ierīces tiek konfigurētas, lai veidotu dažādas PLC vadības sistēmas.
Parastās ārējās ierīces ir programmētāji, printeri un EPROM rakstītāji. PLC var aprīkot arī ar sakaru moduļiem, lai sazinātos ar augstāka līmeņa mašīnām un citiem PLC, tādējādi veidojot sadalītu vadības sistēmu PLC.
Tālāk ir sniegts ievads par katru PLC komponentu un tā lomu, lai palīdzētu lietotājiem labāk izprast PLC vadības principus un darba procesus.
(1) CPU
CPU ir PLC vadības centrs. CPU kontrolē PLC koordinē un darbojas kārtīgi, lai kontrolētu dažādas uz vietas esošās iekārtas. CPU, kas sastāv no mikroprocesora un kontrollera, var veikt loģiskas un matemātiskas darbības un koordinēt dažādu vadības sistēmas iekšējo komponentu darbu. Kontrolieris pārvalda visu mikroprocesora daļu sakārtotu darbību. Tās galvenā funkcija ir nolasīt instrukcijas no atmiņas un izpildīt tās.
(2) Atmiņa
PLC ir aprīkoti ar divu veidu atmiņu: sistēmas atmiņu un lietotāja atmiņu. Sistēmas atmiņā tiek saglabātas sistēmas pārvaldības programmas, kurām lietotāji nevar piekļūt vai modificēt. Lietotāja atmiņā tiek saglabātas apkopotās lietojumprogrammas un darba datu stāvokļi. Lietotāja atmiņas daļa, kurā tiek saglabāti darba datu stāvokļi, ir pazīstama arī kā datu uzglabāšanas zona. Tas ietver ievades/izvades datu attēla apgabalus, iepriekš iestatīto un pašreizējo vērtību datu apgabalus taimeriem/skaitītājiem un buferzonas starprezultātu glabāšanai.
PLC atmiņa galvenokārt ietver šādus veidus:
Tikai lasāmatmiņa (ROM)
Programmējama lasāmatmiņa (PROM)
Izdzēšama programmējama lasāmatmiņa (EPROM)
Elektriski dzēšama programmējama lasāmatmiņa (EEPROM)
Brīvpiekļuves atmiņa (RAM)
(3) Ievades/Izvades (I/O) moduļi
① Pārslēgšanas ievades modulis
Komutācijas ievades ierīces ietver dažādus slēdžus, pogas, sensorus utt. PLC ievades veidi var būt līdzstrāvas, maiņstrāvas vai abi. Strāvas padevi ievades ķēdei var nodrošināt ārēji vai dažos gadījumos to var nodrošināt iekšēji no PLC.
② Pārslēgšanas izvades modulis
Izvades modulis pārveido TTL līmeņa vadības signālus, ko CPU izvada, izpildot lietotāja programmu, signālos, kas nepieciešami ražošanas vietā, lai vadītu konkrētu aprīkojumu, tādējādi iedarbinot izpildes mehānismu.
(4) Programmētājs
Programmētājs ir būtiska ārējā ierīce PLC. Tas ļauj lietotājiem ievadīt programmas PLC lietotāja programmu atmiņā, atkļūdot programmas un pārraudzīt programmas izpildi. Programmatiski programmētājus var iedalīt trīs veidos:
Rokas programmētājs
Grafiskais programmētājs
Vispārējais datorprogrammētājs
(5) Barošanas avots
Barošanas bloks pārveido ārējo strāvu (piemēram, 220 V maiņstrāvu) iekšējā darba spriegumā. Ārēji pievienotais barošanas avots tiek pārveidots par darba spriegumu, kas nepieciešams PLC iekšējām shēmām (piemēram, DC 5V, ±12V, 24V), izmantojot speciālu slēdža režīma sprieguma regulatoru PLC. Tas nodrošina arī 24 V līdzstrāvas barošanas avotu ārējām ievades ierīcēm (piemēram, tuvuma slēdžiem) (tikai ievades punktiem). Strāvas padevi PLC slodžu vadīšanai nodrošina...
(6) Perifērijas saskarnes
Perifērijas interfeisa shēmas savieno rokas programmētājus vai citus grafiskos programmētājus, teksta displejus un var izveidot PLC vadības tīklu, izmantojot perifērijas saskarni. PLC var izveidot savienojumu ar datoriem, izmantojot PC/PPI kabeli vai MPI karti, izmantojot RS-485 interfeisu, nodrošinot programmēšanu, uzraudzību, tīkla izveidi un citas funkcijas.
2. PLC programmatūras komponenti
PLC programmatūra ietver sistēmas programmas un lietotāja programmas. Sistēmas programmas izstrādā un raksta PLC ražotāji, un tās glabā PLC sistēmas atmiņā. Lietotāji nevar tos tieši lasīt, rakstīt vai modificēt. Sistēmas programmās cita starpā parasti ietilpst sistēmas diagnostikas programmas, ievades apstrādes programmas, kompilācijas programmas, informācijas pārsūtīšanas programmas un uzraudzības programmas.
User programmas apkopo lietotāji, izmantojot PLC programmēšanas valodas, pamatojoties uz vadības prasībām. PLC lietojumprogrammās vissvarīgākais aspekts ir izmantot PLC programmēšanas valodas, lai rakstītu lietotāja programmas, lai sasniegtu vadības mērķus. Tā kā PLC ir īpaši izstrādāti rūpnieciskai vadībai, to galvenie lietotāji ir elektrotehniķi. Lai apmierinātu savus tradicionālos ieradumus un mācīšanās iespējas, PLC galvenokārt izmanto īpašas valodas, kas ir vienkāršākas, saprotamākas un intuitīvākas salīdzinājumā ar datoru valodām.
Grafiskā instrukciju struktūra
Izteikti mainīgie un konstantes
Vienkāršota programmas struktūra
Vienkāršots lietojumprogrammatūras ģenerēšanas process
Uzlaboti atkļūdošanas rīki
3. PLC darbības pamatprincips
PLC skenēšanas process galvenokārt ir sadalīts trīs posmos: ievades paraugu ņemšana, lietotāja programmas izpilde un izvades atsvaidzināšana. Kā parādīts attēlā: [Attēls]
Ievades izlases posms
Ievades paraugu ņemšanas posmā PLC secīgi nolasa visus ievades statusus un datus skenēšanas veidā un saglabā tos attiecīgajās I/O attēla apgabala vienībās. Kad ievades paraugu ņemšana ir pabeigta, process pāriet uz lietotāja programmas izpildes un izvades atsvaidzināšanas posmiem. Šajos divos posmos, pat ja mainās ievades statusi un dati, statusi un dati attiecīgajās I/O attēla apgabala vienībās netiks mainīti. Tāpēc, ja ievade ir impulsa signāls, impulsa platumam ir jābūt lielākam par vienu skenēšanas ciklu, lai nodrošinātu, ka ievadi var nolasīt jebkuros apstākļos.
Lietotāja programmas izpildes posms
Lietotāja programmas izpildes posmā PLC vienmēr skenē lietotāja programmu (kāpņu diagrammu) secībā no augšas uz leju. Skenējot katru kāpņu diagrammu, tā vispirms skenē vadības ķēdi, ko veido kontakti kāpņu diagrammas kreisajā pusē. Vadības ķēdē tiek veiktas loģiskās darbības secībā no kreisās uz labo, no augšas uz leju. Pēc tam, pamatojoties uz loģisko darbību rezultātiem, tiek atsvaidzināts atbilstošā bita statuss sistēmas RAM krātuves apgabalā loģiskajai spolei vai atbilstošā bita statuss I/O attēla apgabalā izvades spolei, vai arī tiek noteikts, vai izpildīt kāpņu diagrammā norādītās speciālās funkcijas norādījumus.
Tas ir, lietotāja programmas izpildes laikā tikai I/O attēla apgabalā esošo ievades punktu statusi un dati paliek nemainīgi, savukārt citu izvades punktu un mīksto ierīču statusi un dati I/O attēla apgabalā vai sistēmas RAM krātuves zonā var mainīties. Kāpņu diagrammas, kas novietotas augstāk, ietekmēs zemāko kāpņu diagrammu izpildes rezultātus, kas atsaucas uz šīm spolēm vai datiem. Un otrādi, zemāko kāpņu diagrammās atsvaidzinātie loģisko spoļu statusi vai dati ietekmēs augstāko kāpņu diagrammas tikai nākamajā skenēšanas ciklā.
Izvades atsvaidzināšanas posms
Kad lietotāja programmas skenēšana ir pabeigta, PLC nonāk izvades atsvaidzināšanas stadijā. Šajā fāzē centrālais procesors atjaunina visas izvades fiksatora shēmas atbilstoši statusiem un datiem I/O attēla apgabalā un vada atbilstošās perifērijas ierīces, izmantojot izvades ķēdes. Tas iezīmē patieso PLC izvadi.
Ievades/izvades kavēšanās fenomens
No PLC darba procesa var izdarīt šādus secinājumus:
Programmas tiek izpildītas skenēšanas veidā, kā rezultātā rodas loģiskas attiecības starp ieejas un izejas signāliem. Jo ilgāks skenēšanas cikls, jo nopietnāka kavēšanās.
Papildus laikam, ko aizņem trīs galvenie darba posmi — ievades paraugu ņemšana, lietotāja programmas izpilde un izvades atsvaidzināšana — skenēšanas cikls ietver arī laiku, ko patērē sistēmas pārvaldības darbības. Programmas izpildei nepieciešamais laiks ir saistīts ar programmas garumu un instrukciju operāciju sarežģītību, savukārt citi faktori paliek relatīvi nemainīgi. Skenēšanas cikli parasti ir milisekundes vai mikrosekundes.
N-tās skenēšanas izpildes laikā ievades dati, uz kuriem paļaujas, ir izlases vērtība X, kas iegūta šī skenēšanas cikla izlases fāzē. Izvaddatu Y(n) pamatā ir gan iepriekšējā skenēšanas izvades vērtība Y(n-1), gan pašreizējā izvades vērtība Yn. Signāls, kas nosūtīts uz izejas termināli, atspoguļo gala rezultātu Yn pēc tam, kad šajā ciklā ir veikti visi aprēķini.
Ievades/izvades reakcijas aizkave ir saistīta ne tikai ar skenēšanas metodi, bet arī ar programmas dizaina izkārtojumu.