黔南州西门子模块总代理商

     PLC执行程序的过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段、输出刷新阶段。

    1．输入采样阶段

在输入采样阶段，PLC以扫描工作方式按顺序对所有输入端的输入状态进行采样，并存入输入映象寄存器中，此时输入映象寄存器被刷新。接着进入程序处理阶段，在程序执行阶段或其它阶段，即使输入状态发生变化，输入映象寄存器的内容也不会改变，输入状态的变化只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被采样到。

    2．程序执行阶段

  在程序执行阶段，PLC对程序按顺序进行扫描执行。若程序用梯形图来表示，则总是按先上后下，先左后右的顺序进行。当遇到程序跳转指令时，则根据跳转条件是否满足来决定程序是否跳转。当指令中涉及到输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器和元件映象寄存器中读出，根据用户程序进行运算，运算的结果再存入元件映象寄存器中。对于元件映象寄存器来说，其内容会随程序执行的过程而变化。

  3．输出刷新阶段

当所有程序执行完毕后，进入输出处理阶段。在这一阶段里，PLC将输出映象寄存器中与输出有关的状态（输出继电器状态）转存到输出锁存器中，并通过一定方式输出，驱动外部负载。

  因此，PLC在一个扫描周期内，对输入状态的采样只在输入采样阶段进行。当PLC进入程序执行阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入采样阶段才对输入状态进行重新采样。这方式称为集中采样，即在一个扫描周期内，集中一段时间对输入状态进行采样。

  在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则后一次有效。在一个扫描周期内，只在输出刷新阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。这种方式称为集中输出。

对于小型PLC，其I/O点数较少，用户程序较短，一般采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但使PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。

    而对于大中型PLC，其I/O点数较多，控制功能强，用户程序较长，为提高系统响应速度，可以采用定期采样、定期输出方式，或中断输入、输出方式以及采用智能I/O接口等多种方式。

    从上述分析可知，当PLC的输入端输入信号发生变化到PLC输出端对该输入变化作出反应，需要一段时间，这种现象称为PLC输入／输出响应滞后。对一般的工业控制，这种滞后是完全允许的。应该注意的是，这种响应滞后不仅是由于PLC扫描工作方式造成，更主要是PLC输入接口的滤波环节带来的输入延迟，以及输出接口中驱动器件的动作时间带来输出延迟，同时还与程序设计有关。滞后时间是设计PLC应用系统时应注意把握的一个参数。

   PLC控制系统主要由输入部分、CPU、采样部分、输出控制和通讯部分组成。输入部分包括控制面板和输入模板；采样部分包括采样控制模板、AD转换模板和传感器；CPU作为系统的核心，完成接收数据，处理数据，输出控制信号；输出部分有的系统用到DA模板，将输出信号转换为模拟量信号，经过功放驱动执行器；大多数系统直接将输出信号给输出模板，由输出模板驱动执行器工作；通讯部分由通讯模板和上位机组成。据中国变频器维修网的工作人员介绍：一般PLC本身的故障可能性极小，系统的故障主要来自外围的元部件，所以它的故障可分为如下几种：
    1、输入故障，即操作人员的操作失误；　
    2、传感器故障；
    3、执行器故障；
    4、PLC软件故障
    5、这些故障，都可以用合适的故障诊断方法进行分析和用软件进行实时监测，对故障进行预报和处理。
　　PLC控制系统故障的宏观诊断
    故障的宏观诊断就是根据经验，参照发生故障的环境和现象来确定故障的部位和原因。PLC控制系统的故障宏观诊断方法如下：是否为使用不当引起的故障，如属于这类故障，则根据使用情况可初步判断出故障类型、发生部位。常见的使用不当包括供电电源故障、端子接线故障、模板安装故障、现场操作故障等。如果不是使用故障，则可能是偶然性故障或系统运行时间较长所引发的故障。对于这类故障可按PLC的故障分布，依次检查、判断故障。首先检查与实际过程相连的传感器、检测开关、执行机构和负载是否有故障：然后检查PLC的I/O模板是否有故障：后检查PLC的CPU是否有故障。在检查PLC本身故障时，可参考PLC的CPU模板和电源模板上的指示灯。采取上述步骤还检查不出故障部位和原因，则可能是系统设计错误，此时要重新检查系统设计，包括硬件设计和软件设计。

自从Profibus-DP十年前在欧洲诞生时起，就以其先进的性能、方便的使用性、应用的经济性而迅速地被广大制造业用户所接受，至今一直占据各种现场总线应用数量的大份额。近年来随着现场总线控制系统的日益兴盛，推动了Profibus-DP技术不断发展，不仅可以把分散在现场的I/O连接到中控室，同时将传统应在主站上执行的控制任务下移到从站设备，从而实现真正意义上的分布式控制系统。

下面介绍和利时PLC用于某大型乳品厂保鲜奶、酸奶生产线前处理设备控制，实现局部分散就地控制，整体集中管理的应用案例。

该厂保鲜奶、酸奶生产线为日产200吨的大型生产线，前处理部分包括收奶、巴氏杀菌、待装、混料、菌种扩培、发酵、均质/过冷、CIP清洗、耗能与产量监测等12个子系统，生产线占地50100米，1200多个I/O点。用户对控制系统的要求是，所有I/O状态均可以在中控室集中监控，巴氏杀菌、待装、CIP清洗三个重要的子系统实现就地显示控制，整个系统先进性与经济性并重，具有开放性使得备品备件不依赖于某一个供应商。和利时公司针对用户要求提出了如图所示的解决方案，终被用户接受。系统网络为Profibus-DP，主站采用西门子PLC S7-400系列，S7-400功能强大，足以完成1000多点的控制任务；由Profibus-DP连接的22个局部I/O箱分别安装在各个子系统的设备旁边，大限度减少电缆用量。其中巴氏杀菌、待装、CIP为三个带从站接口的PLC，分别执行本系统的控制任务，并将控制状态信息上传主站，三个从站PLC各带一个触摸屏作为人机界面。使用从站PLC可以使该子系统的控制不因网络的意外故障而停机，避免浪费宝贵的奶品资源。本系统中的I/O及从站PLC全部选用和利时公司的PLC产品。这种选择为用户带来两点益处：避免采用国外品牌产品使系统价格过高；第二和利时PLC可以采用STEP 7编程语言，与S7-400相同，用户无需花费额外精力学习。这一项目的顺利实施证明和利时PLC可以通过Profibus-DP总线与西门子及任何有Profibus认证的产品相连，并大大扩展了DP总线的功能，实现真正意义上的现场总线控制系统。Profibus-DP技术是和利时公司掌握的核心技术之一，在DCS和PLC中均广泛采用，使和利时PLC系统在中小规模控制系统市场上与国外公司站在了同一起跑线上。

“这套系统的采用使我们真正了解了民族品牌的技术实力”，主管系统验收工作的技术人员这样评价道，“性能上可以与国际先进水平媲美，价格则充分考虑国情，再加上和利时公司信誉上的保障，这种合作应该成为国内不同行业企业之间合作的。”