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PLC采用循环扫描工作方式，其工作过程如图1-32所示。PLC通电后，有两种基本的工作状态，即运行(RUN)状态与停止(STOP)状态。在运行状态，PLC的工作过程分为内部处理、通信服务、输入处理、程序执行和输出处理5个阶段。在停止状态，PLC只进行内部处理和通信服务。

 ④程序执行阶段 PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列。在没有跳转指令时，则从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束之处;然后，进入输出处理阶段。在程序执行阶段，CPU对程序按从左到右、先上后下的顺序对每条指令进行解释、执行，则从输入映像寄存器，输出映像寄存器和元件映像寄存器中将有关编程元件的“0”/“1”(“OFF”./“ON”)状态读出来，并根据用户程序给出的逻辑关系进行相应的逻辑运算，运算的结果再写人到对应的输出硬像寄存器和元件映像寄存器中。因此，各编程元件的映像寄存器(输入映像寄存器除外)的内容随着程序的执行面变化。

  ⑤输出处理阶段 输出处理阶段又叫输出刷新阶段或输出更新阶段。在此阶段，则将输出映像寄存器的“0”/“1”状态传送到输出锁存器，然后经输出接口电路和输出端子再传送到外部负载。在梯形图中，如果某一输出继电器的线圈“通电”，对应的输出映像寄存器为"1"状态，相应的输出倾存器也为"1"状态。信号经输出接口电路的隔离和功率放大后(继电器型输出接口电路中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合)，驱动外部负载通电工作;反之，外部负载断电，停止工作。在输出处理阶段完成后，输出锁存器的状态不变，即使输出映像寄存器的状态发生了变化，输出锁存器的状态也不会随之改变，输出映像寄存器变化了的状态只有等到下一个扫描周期的输出处理阶段到来时才能通过CPU送人输出倾存器中，这种输出工作方式称为集中输出工作方式。

 ①内部处理阶段在内部处理阶段，PLC复位监控定时器，运行自诊断程序(进行硬件检查、用户内存检查等)。检查正常后，方可进行下面的操作。如果有异常情况，则根据错误的严重程度报警或停止PLC运行。

  ② 通信服务阶段 通信服务阶段又叫通信处理阶段、通信操作阶段或外设通信阶段。在此阶段，PLC与带做处理器的外部智能装置进行通信，响应编程工具健人的命令，更新编程工具的显示内容。

  当PLC处于停止状态时，只执行以上两个阶段的操作;当PLC处于运行状态时，还要完成以下三个阶段的操作。

  ③输入处理阶段 输入处理阶段又叫输入采样阶段、输入刷新阶段或输入更新阶段。在此阶段，PLC中的CPU把所有外部输入电路的接通/断开(ON/OF)状态通过输入接口电路读入输入映像寄存器《此时输入映像寄存器的状态被刷新》，接着进入程序执行阶段。在输入处理阶段，如果外接的输入触点电路接通，对应的输入映像寄存器为"1"状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开;如果外接的输入触点电路断开，对应的输入映像寄存器为“0”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。在输入处理阶段完成后，输入映像寄存器与外界隔离，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变。输入信号变化了的状态只有等到下一个扫描周期的输入处理阶段到来时才能通过CPU送入输入映像寄存器中，这种输入工作方式称为集中输入工作方式。

一、问题提出

可编程控制器技术*主要是应用于自动化控制工程中，如何综合地运用前面学过知识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。

二、可编程控制器控制系统设计的基本步骤

1 ．系统设计的主要内容

（ 1 ）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据；

（ 2 ）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构；

（ 3 ）选定 PLC 的型号；

（ 4 ）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图；

（ 5 ）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计；

（ 6 ）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；

（ 7 ）设计操作台、电气柜及非标准电器元部件；

（ 8 ）编写设计说明书和使用说明书；

根据具体任务，上述内容可适当调整。

2 ． 系统设计的基本步骤

可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤，

1 可编程控制器应用系统设计与调试的主要步骤

（ 1 ）深入了解和分析被控对象的工艺条件和控制要求

a ．被控对象就是受控的机械、电气设备、生产线或生产过程。

b ．控制要求主要指控制的基本方式、应完成的动作、自动工作循环的组成、必要的保护和联锁等。对较复杂的控制系统，还可将控制任务分成几个独立部分，这种可化繁为简，有利于编程和调试。

（ 2 ）确定 I/O 设备

根据被控对象对 PLC 控制系统的功能要求，确定系统所需的用户输入、输出设备。常用的输入设备有按钮、选择开关、行程开关、传感器等，常用的输出设备有继电器、接触器、指示灯、电磁阀等。

（ 3 ）选择合适的 PLC 类型

根据已确定的用户 I/O 设备，统计所需的输入信号和输出信号的点数，选择合适的 PLC 类型，包括机型的选择、容量的选择、 I/O 模块的选择、电源模块的选择等。

（ 4 ）分配 I/O 点

分配 PLC 的输入输出点，编制出输入 / 输出分配表或者画出输入 / 输出端子的接线图。接着九可以进行 PLC 程序设计，同时可进行控制柜或操作台的设计和现场施工。

（ 5 ）设计应用系统梯形图程序

根据工作功能图表或状态流程图等设计出梯形图即编程。这一步是整个应用系统设计的*核心工作，也是比较困难的一步，要设计好梯形图，首先要十分熟悉控制要求，同时还要有一定的电气设计的实践经验。

（ 6 ）将程序输入 PLC

当使用简易编程器将程序输入 PLC 时，需要先将梯形图转换成指令助记符，以便输入。当使用可编程序控制器的辅助编程软件在计算机上编程时，可通过上下位机的连接电缆将程序下载到 PLC 中去。

（ 7 ）进行软件测试

程序输入 PLC 后，应先进行测试工作。因为在程序设计过程中，难免会有疏漏的地方。因此在将 PLC 连接到现场设备上去之前，必需进行软件测试，以排除程序中的错误，同时也为整体调试打好基础，缩短整体调试的周期。

（ 8 ）应用系统整体调试

在 PLC 软硬件设计和控制柜及现场施工完成后，就可以进行整个系统的联机调试，如果控制系统是由几个部分组成，则应先作局部调试，然后再进行整体调试；如果控制程序的步序较多，则可先进行分段调试，然后再连接起来总调。调试中发现的问题，要逐一排除，直至调试成功。

（ 9 ）编制技术文件

系统技术文件包括说明书、电气原理图、电器布置图、电气元件明细表、 PLC 梯形图。

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