PLC采用循环扫描的工作方式,在PLC中用户程序按先后顺序存放,CPU从*条指令开始执行程序,直到遇到结束符后又返回*条,如此周而复始不断循环。PLC的扫描过程分为内部处理、通信操作、程序输入处理、程序执行、程序输出几个阶段。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。当PLC处于停状态时,只进行内部处理和通信操作服务等内容。在PLC处于运行状态时,从内部处理、通信操作、程序输入、程序执行、程序输出,一直循环扫描工作。
1.输入处理
输入处理也叫输入采样。在此阶段,顺序读入所有输入端子的通端状态,并将读入的信息存入内存中所对应的映象寄存器。在此输入映象寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段。在程序执行时,输入映象寄存器与外界隔离,即使输入信号发生变化,其映象寄存器的内容也不会发生变化,只有在下一个扫描周期的输入处理阶段才能被读入信息。
2.程序执行
根据PLC梯形图程序扫描原则,按先左后右先上后下的步序,逐句扫描,执行程序。遇到程序跳转指令,根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。从用户程序涉及到输入输出状态时,PLC从输入映象寄存器中读出上一阶段采入的对应输入端子状态,从输出映象寄存器读出对应映象寄存器,根据用户程序进行逻辑运算,存入有关器件寄存器中。对每个器件来说,器件映象寄存器中所寄存的内容,会随着程序执行过程而变化。
3.输出处理
程序执行完毕后,将输出映象寄存器,即器件映象寄存器中的Y寄存器的状态,在输出处理阶段转存到输出锁存器,通过隔离电路,驱动功率放大电路,使输出端子向外界输出控制信号,驱动外部负载。西门子S7-200可编程控制器PLC使用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程。STEP7-Micro/WIN32编程软件是基于Windows的应用软件,功能强大,主要用于开发程序,也可用于适时监控用户程序的执行状态。加上汉化后的程序,可在全汉化的界面下进行操作。
STEP7-Micro/WIN32的主界面如图3所示。
主界面一般可以分为以下几个部分:菜单条、工具条、浏览条、指令树、用户窗口、输出窗口和状态条。除菜单条外,用户可以根据需要通过检视菜单和窗口菜单决定其它窗口的取舍和样式的设置。
图3 STEP7-Micro/WIN32编程软件的主界面
1. 主菜单
主菜单包括:文件、编辑、检视、PLC、调试、工具、窗口、帮助8个主菜单项。各主菜单项的功能如下:
(1)文件(File)
文件的操作有:新建(New)、打开(Open)、关闭(Close)、保存(Save)、另存(Save As)、导入(Import)、导出(Export)、上载(Upload)、下载(Download)、页面设置(Page Setup)、打印(Print)、预览、较近使用文件、退出。
导入:若从STEP 7-Micro/WIN 32编辑器之外导入程序,可使用“导入”命令导入ASCII文本文件。
导出:使用“导出”命令创建程序的ASCII文本文件,并导出至STEP7-Micro/WIN32外部的编辑器,
上载:在运行STEP 7-Micro/WIN32的个人计算机和PLC之间建立通讯后,从PLC将程序上载至运行STEP 7-Micro/WIN 32的个人计算机。
下载:在运行STEP 7-Micro/WIN32的个人计算机和PLC之间建立通讯后,将程序下载至该PLC。下载之前, PLC应位于“停止”模式。
(2)编辑(Edit)
编辑菜单提供程序的编辑工具:撤消(Undo)、剪切(Cut)、复制(Copy)、粘贴(Paste)、全选(Select All)、插入(Insert)、删除(Delete)、查找(Find)、替换(Replace)、转至(Go To)等项目。
剪切/复制/粘贴:可以在STEP 7-Micro/WIN 32项目中剪切下列条目:文本或数据栏,指令,单个网络,多个相邻的网络,POU中的所有网络,状态图行、列或整个状态图,符号表行、列或整个符号表,数据块。不能同时选择多个不相邻的网络。不能从一个局部变量表成块剪切数据并粘贴至另一局部变量表中,因为每个表的只读L内存赋值必须惟一。
插入:在LAD编辑器中,可在光标上方插入行(在程序或局部变量表中),在光标下方插入行(在局部变量表中),在光标左侧插入列(在程序中),插入垂直接头(在程序中,)在光标上方插入网络,并为所有网络重新编号,在程序中插入新的中断程序,在程序中插入新的子程序。
查找/替换/转至:可以在程序编辑器窗口、局部变量表,符号表、状态图、交叉引用标签和数据块中使用“查找”、“替换”和“转至”。
“查找”功能:查找*的字符串,例如操作数、网络标题或指令助记符。(“查找”不搜索网络注释,只能搜索网络标题。“查找”不搜索LAD和FBD中的网络符号信息表。)
“替换”功能:替换*的字符串。(“替换”对语句表指令不起作用。)
“转至”功能:通过*网络数目的方式将光标快速移至另一个位置。
(3)检视(View)
² ² 通过检视菜单可以选择不同的程序编辑器:LAD,STL,FBD。
² ² 通过检视菜单可以进行数据块(Data Block)、符号表(Symbol Table)、状态图表(Chart Status)、系统块(System Block)、交叉引用(Cross Reference)、通信(Communications)参数的设置。
² ² 通过检视菜单可以选择注解、网络注解(POU Comments)显示与否等。
² ² 通过检视菜单的工具栏区可以选择浏览栏(Navigation Bar)、指令树(Instruction Tree)及输出视窗(Output Window)的显示与否。
² ² 通过检视菜单可以对程序块的属性进行设置。
(4)PLC
PLC菜单用于与PLC联机时的操作。如用软件改变PLC的运行方式(运行、停止),对用户程序进行编译,清除PLC程序、电源起动重置、查看PLC的信息、时钟、存储卡的操作、程序比较、PLC类型选择等操作。其中对用户程序进行编译可以离线进行。
联机方式(在线方式):有编程软件的计算机与PLC连接,两者之间可以直接通信。
离线方式:有编程软件的计算机与PLC断开连接。此时可进行编程、编译。
联机方式和离线方式的主要区别是:联机方式可直接针对连接PLC进行操作,如上装、下载用户程序等。离线方式不直接与PLC联系,所有的程序和参数都暂时存放在磁盘上,等联机后再下载到PLC中。
PLC有两种操作模式:STOP(停止)和RUN(运行)模式。在STOP(停止)模式中可以建立/编辑程序,在RUN(运行)模式中建立、编辑、监控程序操作和数据,进行动态调试。