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PLC程序启动和扫描循环

PLC通过输入模块接收外来的输入信号，通过输出模块驱动外部执行机构，而各种信号之间的逻辑控制关系则是通过用户程序来实现的。PLC本质上是一台计算机，和其他的计算机一样，它按照分时工作的原理进行工作。也就是说，它在每一个时刻只能进行一项操作，按照既定的顺序一步一步地完成各种操作。S7 CPU的工作过程如图3-1所示。

①启动(Start Up)

如S7-PLCCPU从STOP状态转入RUN状态时执行一次完全重启动(Complete Restart)，包括1、Q和非保持性的M、T、C，调用启动组织块OB100;然后进入扫描循环。

②扫描循环(Scan Cycle) 在扫描循环的开始，首先刷新循环监控时间(Watch Dog Timer)，如对S7-300 CPU缺省的循环监控时间是150ms;然后按顺序进行输入处理、程序处理和输出处理，这三项处理必须在设定的循环监控时间内完成，也就是在上述的150ms 时间内完成;然后再回去刷新循环监控时间，如此反复。

a.输入处理。输入处理是以批处理的方式，读入输入模块中各个输入点的通/断状态，以1/0的方式写在输入过程映像表PII。在程序执行过程中，即使输入点的状态改变，输入过程映像表的内容也不会变化，直到下一个扫描周期再一次做输入处理的时候，新的变化才得以写入。

b.程序处理。程序处理是以扫描方式逐一处理OB1中的程序。逻辑运算的涉及输出的，把写到输出过程映像表(Process Image Output Table)。

c.输出处理。输出处理是以批处理的方式，把输出过程映像表(PIQ)的内容抄到输出模块的输出锁存缓冲区，真正影响输出点的通/断。

完成一个循环的时间称为扫描周期(Scan Cycle Time)。实际上，在一个扫描周期中，除了上述三项处理外，还要留一段时间给操作系统完成其他的任务。另外，西门子公司在定

(d)数据块DB(Data Block);

(e)系统功能块 SFB(System Function Block);(f)系统功能 SFC(System Function)。

义扫描周期的时候，把输出处理和输入处理排在一起，如图3-2所示。

这样定义，并没有改变CPU的工作顺序，只是改变了扫描周期的起算点。

PLC的软件系统是指PLC所使用的各种程序的集合。它包括系统程序和用户程序。
（1）系统程序
       系统程序包括监控程序、编译程序及诊断程序等。监控程序又称为管理程序，主要用于管理全机。编译程序用来把程序语言翻译成机器语言。诊断程序用来诊断机器故障。系统程序由PLC生产厂家提供，并固化在EPROM中，用户不能直接存取，故也不需要用户干预。
（2）用户程序
        用户程序是用户根据现场控制的需要，用PLC的程序语言编制的应用程序，用以实现各种控制要求。用户程序由用户用编程器键入到PLC内存。小型PLC的用户程序比较简单，不需要分段，而是顺序编制的。大中型PLC的用户程序很长，也比较复杂，为使用户程序编制简单清晰，可按功能结构或使用目的将用户程序划分成各个程序模块。按模块结构组成的用户程序， 每个模块用来解决一个确定的技术功能，能使很长的程序编制得易于理解，还使得程序的调试和修改变得很容易。
        对于数控机床来说，数控机床PLC中的用户程序由机床制造厂提供，并已固化到用户 EPROM中，机床用户不需进行写入和修改，只是当机床发生故障时，根据机床厂提供的梯形 图和电气原理图，来查找故障点，进行维修。

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