Ohjelmoitavien logiikkaohjaimien toimintaperiaate

May 03, 2026

Jätä viesti

Kun ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC) on otettu käyttöön, sen työprosessi on yleensä jaettu kolmeen vaiheeseen: tulon näytteistys, käyttäjäohjelman suoritus ja tulosteen päivitys. Näiden kolmen vaiheen suorittaminen muodostaa yhden skannausjakson. PLC:n CPU suorittaa nämä kolme vaihetta toistuvasti koko toimintajakson ajan tietyllä skannausnopeudella.


Syöttönäytteenotto
Tulon näytteitysvaiheen aikana PLC lukee peräkkäin kaikkien tulojen tilan ja tiedot skannaustavalla ja tallentaa ne vastaaviin soluihin I/O-kuva-alueella. Kun syötteen näytteistys on valmis, prosessi siirtyy käyttäjäohjelman suoritus- ja tulosteen päivitysvaiheisiin. Näiden kahden viimeksi mainitun vaiheen aikana, vaikka todellinen syötteen tila tai data muuttuisi, I/O-kuva-alueen vastaaviin soluihin tallennetut tila ja tiedot pysyvät muuttumattomina. Siksi, jos tulo koostuu pulssisignaalista, pulssin keston on ylitettävä yksi täysi pyyhkäisyjakso, jotta varmistetaan, että tulo tunnistetaan ja luetaan luotettavasti kaikissa olosuhteissa.


Käyttäjäohjelman suorittaminen
Käyttäjäohjelman suoritusvaiheen aikana PLC skannaa jatkuvasti käyttäjäohjelmaa (esitetty tyypillisesti tikapuukaaviona) peräkkäisessä järjestyksessä ylhäältä-alhaiseen{1}}. Kun skannataan kutakin tikapuukaavion yksittäistä puolta, PLC arvioi ensin ohjauspiirin, -joka sisältää useita koskettimia-, jotka sijaitsevat puolan vasemmalla puolella. Se suorittaa loogisia operaatioita tälle piirille tietyssä järjestyksessä: vasemmalta-to-oikealle, jota seuraa ylhäältä-alhaalle. Näiden loogisten toimintojen tulosten perusteella PLC päivittää sitten vastaavan bitin tilan loogiselle kelalle järjestelmän RAM-tallennusalueella; tai päivittää I/O-kuva-alueella olevan lähtökäämin vastaavan bitin tilan; tai määrittää, suoritetaanko kyseisen portaan määrittämä erikoistoimintokäsky.
Toisin sanoen käyttäjäohjelman suoritusprosessin aikana vain I/O-kuva-alueen *tulopisteiden tila ja tiedot pysyvät staattisina; kaikkien muiden *lähtö*-pisteiden ja sisäisten "pehmeiden laitteiden" (kuten sisäiset releet tai datarekisterit) tila ja tiedot -riippumatta siitä, sijaitsevatko ne I/O-kuva-alueella tai järjestelmän RAM-muistissa-, voivat muuttua. Lisäksi ohjelmasekvenssissä korkeammalle sijoitetun tikkaiden askelman suoritustulokset vaikuttavat välittömästi kaikkiin myöhempään alemmas sijoittuviin portaisiin, jotka käyttävät näitä tiettyjä keloja tai tietoja. Päinvastoin, alemmalla-asennetulla poralla olevan loogisen kelan päivitetty tila tai tiedot eivät vaikuta-tai vaikuta-mikään ohjelman ylemmälle sijoitetuille portaille ennen *seuraavan* skannausjakson alkamista.
Ohjelman suoritusprosessin aikana "välittömät I/O"-käskyt mahdollistavat suoran pääsyn tiettyihin I/O-pisteisiin, ohittaen tavallisen I/O-kuvaalueen puskuroinnin. Vaikka I/O-käskyjä käytettäisiin, syöttöprosessin kuvarekisterien arvot eivät päivity; sen sijaan ohjelma lukee arvot suoraan I/O-moduuleista. Sitä vastoin tulostusprosessin kuvarekisterit päivitetään välittömästi-, mikä erottaa tämän prosessin "välittömästä syötöstä".


Tulostuksen päivitys
Kun käyttäjäohjelman skannaus on valmis, ohjelmoitava logiikkaohjain (PLC) siirtyy lähdön päivitysvaiheeseen. Tämän vaiheen aikana CPU päivittää kaikki lähtösalpapiirit vastaavien tilojen ja I/O-kuva-alueelle tallennettujen tietojen mukaisesti; nämä piirit ohjaavat sitten asiaankuuluvia oheislaitteita lähtöpiirien kautta. Juuri tällä hetkellä PLC:n todellinen ulostulo realisoituu.


Yhteenveto
Edellä mainittujen prosessien kuvauksen perusteella PLC:n toiminnallisen työnkulun keskeiset ominaisuudet voidaan tiivistää seuraavasti:
① PLC käyttää työtilaa, jolle on ominaista keskitetty tulonäytteistys ja keskitetty tulosteen virkistys; tämä lähestymistapa lieventää ulkoisten häiriöiden vaikutusta.
② PLC:n toiminnallinen työnkulku on syklinen skannausprosessi. Tämän tarkistusjakson kesto riippuu useista tekijöistä, kuten käskyjen suoritusnopeudesta ja käyttäjäohjelman pituudesta.
③ On olemassa aikaviiveilmiö koskien panosten vaikutusta ulostuloihin. Koska PLC käyttää keskitettyä näytteenotto- ja lähtötilaa, näytteenottovaiheen päättymisen jälkeen tapahtuvia muutoksia tulotiloissa ei tunnisteta ennen kuin seuraava näytteistysjakso alkaa; näin ollen tämän viiveen kesto määräytyy ensisijaisesti koko skannausjakson pituuden mukaan. Lisäksi muita tähän viiveeseen vaikuttavia tekijöitä ovat tulon suodatusaika ja lähtöpiirin luontainen vasteviive.
④ Ulostulokuvarekisterien sisältö määräytyy käyttäjäohjelman skannauksen aikana syntyneiden tulosten perusteella.
⑤ Lähtösalvojen sisältö määräytyy lähtökuvarekistereissä edellisen tulosteen päivitysvaiheen aikana.
⑥ PLC:n nykyinen lähtötila määräytyy lähtösalvojen sisällön mukaan.