PLC工作原理

在此就本公司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（新利称「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）

 

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。