西門子電源全新6EP1336-2BA10

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當PLC運行時，CPU就要執行用戶程序中的操作。但是CPU不可能同時執行多個操作，只能分時地一個操作一個操作地執行。PLC利用系統軟件在其內部建立了輸入輸出映像區，當PLC的CPU執行用戶程序時，從輸入映像區中讀取輸入信號的狀態，進行相應的操作。當CPU執行完第一個操作后，將操作結果輸出到輸出映像區，然后再執行第二個操作，操作結果送到輸出映像區。在程序執行過程中，PLC并不讀取輸入信號的真正狀態，執行結果也并沒有輸出到PLC外部。只有當程序執行到結束指令（END）時，將輸出映像區中執行結果向PLC外部輸出一次，將輸入信號的狀態讀取一次送到輸入映像區。對輸入輸出信號的這一操作過程稱為I/O刷新。I/O刷新完成后，CPU再從用戶程序的第一條指令開始，進行下一次程序執行。PLC的這種工作方式被稱為掃描方式。
       PLC的掃描周期包括上電后初始處理、共同處理、上位鏈接服務、外設服務、運算處理、I/O刷新

當PLC的輸入端輸入信號發生變化PLC輸出端對該輸入變化做出反應需要一段時間，這種現象稱為PLC輸入/輸出響應滯后。 
      由上述分析可知，掃描周期的長短主要取決于程序的長短。掃描周期越長，響應速度越慢。由于每一個掃描周期只進行一次I/O刷新，即每一個掃描周期PLC只對輸人、輸出狀態寄存器更新一次，故使系統存在輸人、輸出滯后現象，這在一定程度上降低了系統的響應速度。工業現場的干擾常常是脈沖式的、短時的，PLC的輸入/輸出響應滯后，對一般的工業控制要求，是允許的，還可以起到增強系統的抗干擾能力。
      但是，對于控制時間要求嚴格、響應速度要求較快的系統，就要采取措施減小輸入/輸出滯后的不利影響PLC執行程序的過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執行階段、輸出刷新階段，PLC的掃描工作過程:

    （1）輸入采樣階段。在這一階段中，PLC以掃描方式讀入所有輸入端子上的輸入信號，并將各輸入狀態存入對應的輸入映像寄存器中。此時，輸入映像寄存器被刷斷。在程序執行階段和輸出刷新階段中，輸入映像存儲器與外界隔離，其內容保持不變，直至下一個掃描周期的輸入掃描階段，才被重新讀入的輸入信號刷新?？梢姡琍LC在執行程序和處理數據時，不直接使用現場當時的輸入信號，而使用本次采樣時輸入到映像區中的數據。一般來說，輸入信號的寬度要大于一個掃描周期，否則可能造成信號的丟失。
   （2）程序執行階段。在執行用戶程序過程中，PLC按照梯形圖程序掃描原則，一般來說，PLC按從左至右、從上到下的步驟逐個執行程序。但遇到程序跳轉指令，則根據跳轉條件是否滿足來決定程序跳轉地址。程序執行過程中，當指令中涉及輸入、輸出狀態時，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入"對應輸入端子狀態，從輸出映像寄存器“讀入"對應元件（“軟繼電器"）的當前狀態。然后進行相應的運算，運算結果再存入輸出映像寄存器中。對輸出映像寄存器來說，每一個元件（“軟繼電器"）的狀態會隨著程序執行過程而變化。
    （3）輸出刷新階段。程序執行階段的運算結果被存入輸出映像區，而不送到輸出端口上。在輸出刷新階段，PLC將輸出映像區中的輸出變量送入輸出鎖存器，然后由鎖存器通過輸出模塊產生本周期的控制輸出。如果內部輸出繼電器的狀態為“1"，則輸出繼電器觸點閉合，經過輸出端子驅動外部負載。全部輸出設備的狀態要保持一個掃描周期 什么是PLC的響應時間?在輸出采用循環刷新和直接刷新方式時,響應時間有何區別? 
      從PLC收到一個輸入信號到PLC向輸出端輸出一個控制信號所需的時間，就是PLC的響應時間，使用循環刷新時，在一個掃描周期的刷新階段開始前瞬間收到一個信號，則在本周期內該信號就起作用了，這時響應時間*短，等于輸入延時時間、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和；如果在一個掃描周期的I/O更新階段剛過就收到一個信號，則該信號在本周期內不能起作用，必須等到下一個掃描周期才能起作用，這時響應時間*長，它等于輸入延遲時間、兩個掃描周期時間與輸出延遲時間三者之和；在使用直接輸出刷新時，*長響應時間等于輸入延遲時間、一個掃描周期時間、輸出延遲時間三者之和工業自動化水平已成為衡量各行各業現代化水平的一個重要標志。同時，控制理論的發展也經歷了古典控制理論，現代控制理論和智能控制理論三個段。自動控制系統可分為開環控制系統和閉環控制系統。一個控制系統包括控制器﹑傳感器、變送器、執行機構、輸入輸出接口。控制器的輸出經過輸出接口、執行機構，加到被控系統上；控制系統的被控量，經過傳感器，變送器，通過輸入接口送到控制器。
      不同的控制系統，其傳感器、變送器、執行機構是不一樣的。比如壓力控制就要用到壓力傳感器。

      電加熱控制系統的傳感器是溫度傳感器。目前，PID控制及其控制器或智能PID控制儀（智能儀表）已經很多，產品已在工程實際中得到了廣泛的應用，有各種各樣的PID控制器產品，各大公司均開發了具有PID參數自整定功能的智能調節器，其中PID控制器參數的自動調整是通過智能化調整或自校正、自適應算法來實現。有利用PID控制實現的壓力、溫度、流量、液位控制器，能實現PID控制功能的可編程序控制器（PLC），還有可實現PID控制的PC系統等等?？删幊炭刂破鳎≒LC）是利用其閉環控制模塊來實現PID控制，而可編程控制器（PLC）可以直接與PLC信號模塊、數字量輸入/輸出模塊、仿真模塊、占位模塊、模擬量輸入/輸出模塊等相連，還可以利用網絡實現其遠程控制功能。
1.開環控制系統
       開環控制系統是指被控對象的輸出（被控制量）對控制器的輸出沒有影響。在這種控制系統中，不依賴將被控量反送回來以形成任何閉環回路。
2.PID控制原理和特點
       在工程實際中，應用*為廣泛的調節器控制規律為比例、積分、微分控制，簡稱PID控制，又稱PID調節。PID控制器問世至今已有近70年歷史，它以其結構簡單、穩定性好、工作可靠、調整方便而成為工業控制的主要技術之一。當被控對象的結構和參數不能掌握，或得不到**的數學模型時，控制理論的其它技術難以采用時，系統控制器的結構和參數必須依靠經驗和現場調試來確定，這時應用PID控制技術*為方便。即當我們不了解一個系統和被控對象﹐或不能通過有效的測量手段來獲得系統參數時，用PID控制技術。PID控制，實際中也有PI和PD控制。PID控制器就是根據系統的誤差，利用比例、積分、微分計算出控制量進行控制的。

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