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PLC工作原理 — PLC知识
PLC工作原理

在此就欧姆龙PLC(可编程控制器)的SYSMAC PLC中共通的基本动作,对初次选用本公司PLC的客户以必要的术语为中心进行解说。但不包括您购买后的FA系统和PLC编程设计时所需要的技术信息。


I/O刷新


在PLC(可编程控制器)中,客户所设计的用户程序通过一边读写PLC内的存储器区域(欧姆龙称「I/O存储器」)的信息一边将指令从开始到最后逐个执行的方式来进行处理。另一方面,对于与PLC或I/O单元直接相连的感应器/开关等PLC外的数据,按照一定时序,会与PLC内的「I/O存储器」的数据一并更新。这种PLC外的数据与PLC内的I/O存储器的数据的一并更新,即称为「I/O刷新动作」。


了解按照怎样的时序进行I/O刷新,在研究客户所设计的FA系统和用户程序的动作时非常重要。SYSMAC PLC的情况下,该I/O刷新动作会在执行完所有的指令后马上进行。(参见下图)


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周期时间


在PLC处理周期中,从I/O刷新执行(开始)到下一次的I/O刷新执行(处理)之间的时间,即周期时间。


周期时间包含共通处理(自我诊断)、用户程序执行处理、I/O刷新处理、外围服务处理等所需要的时间。


1 如周期时间过长,则与PLC外部进行数据更新的周期变长,输入输出的响应时间变长,导致无法获取比周期时间短的输入的变化。


2 如周期时间短,则输入输出的响应时间变短,可进行高速处理。


3 如更改周期时间,则命令的执行间隔及输入输出的响应时间也会改变。


SYSMAC PLC的情况下,可按照以下的步骤计算出周期时间。


周期时间(Cycle time)=共通处理时间+指令执行时间+I/O刷新时间+外围服务时间


各SYSMAC PLC机种的执行时间的计算方法,在产品手册中有记载。


中断任务


通常,在PLC的处理周期内,用户程序包括I/O刷新等其他处理,将按顺序执行。(参见「I/O刷新」项)。


在这个处理周期中能够优先执行的处理,即中断任务。如事先指定的中断条件成立,则中断处理周期,优先执行该处理。


(根据SYSMAC PLC机种的不同,也有将「中断任务」表示为「中断程序」的情况,在本文中采用CS/CJ系列中使用的「中断任务」的表示法进行说明)。


例如,在SYSMAC CS/CJ系列中,作为中断任务,可提供断电中断、定时中断、I/O中断、按内部计时器的恒定周期中断、外部中断等方式。


主要的中断任务 内容
断电中断 电源切断时执行
定时中断 按一定的时间间隔执行
I/O中断 在中断输入单元的接点上升沿处执行
外部中断 有来自高功能I/O单元、CPU高功能单元、内插板(仅CS系列)的请求时执行

I/O分配

在用户程序中,为了对PLC内装载的输入输出单元的输入、输出信号进行处理,有必要事先为其分配PLC内的I/O存储器的地址。将PLC内装载的单元的输入、输出信号分配到I/O存储器上,即为I/O分配。CPU单元即根据该I/O分配信息执行装载单元及I/O刷新动作。


将PLC内装载的单元的输入、输出信号分配到I/O存储器上,即为I/O分配。CPU单元即根据该I/O分配信息执行装载单元及I/O刷新动作。


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CPU单元的存储区域


在PLC内,进行用户程序、I/O存储器的数据及注释信息、CPU单元及高功能单元的设定信息、登录I/O表信息等各类的数据的处理。保存这些PLC所处理的全部数据的地方,即CPU单元内的存储区域。


SYSMAC PLC时,有以下3种存储区域,由电池支持。


此外,在SYSMAC CS/CJ系列,因有内置闪存,可将存储区域的内容受到支持,即使电池的电压降低,用户程序和参数区域的数据也不会消失。


用户程序区域


记录客户所设计的用户程序。


I/O存储器区域


通过指令的操作码,可以访问该区域。记录通道I/O(CIO)、内部辅助继电器、保持继电器、特殊辅助继电器、数据存储器、扩展数据存储器、计时完成标志?当前值、计数完成标志?当前值、任务标志、变址寄存器、数据寄存器、条件寄存器、时钟脉冲等的信息。


I/O存储器区域的数据中包括:断电后恢复时,内容会被清除的区域,以及可保持以前的信息的区域。


参数区域


PLC所处理的各种初始设定信息。


记录PLC系统设定、登录I/O表、路由表、CPU高功能单元系统设定等的信息。