PLC (プログラマブル ロジック コントローラー) は、産業オートメーションで広く使用されている制御デバイスです。ユーザーがプログラムした制御ロジックに基づいてさまざまな入力信号を処理および評価し、対応する制御信号を出力して自動生産プロセス制御を実現します。-この記事では、PLC の基本的な動作原理とスキャン動作モードについて詳しく説明します。
I. PLC の基本動作原理
PLC の動作原理には主に次の手順が含まれます。
1. 入力信号の取得:PLC は、入力モジュールを介してフィールドからデジタル信号やアナログ信号などのさまざまな信号を受け取ります。これらの信号は、PLC の内部システムが認識できるデジタル信号に変換される前に、光絶縁やフィルタリングなどの処理を経ます。{1}}
2. プログラム処理:PLC は、ユーザーがプログラムした制御ロジックに基づいて入力信号を処理および評価します。{0}プログラム処理には主に、論理演算、算術計算、データ変換などの機能が含まれます。プログラム処理中に、PLC はさまざまな条件に基づいて対応する制御コマンドを生成します。
3. 出力信号制御:PLC は、処理された制御コマンドを出力モジュールに送信します。出力モジュールは、デジタル信号を現場で必要な信号形式（デジタル信号、アナログ信号など）に変換し、アクチュエーター（リレー、サーボモーターなど）に出力することで、生産工程の制御を実現します。
4. 通信と監視:PLC は通信機能を備えており、通信インターフェイスを介して他のデバイス (ホスト コンピュータ、タッチスクリーンなど) とデータ交換して、遠隔監視と制御を実現します。同時に、PLC は独自のディスプレイを通じてリアルタイムの動作ステータスと障害情報を表示できます。-
II. PLCスキャン動作モードの特徴
PLC スキャン動作の特性は、主に次の側面に反映されます。 まず、PLC は「順次スキャン、連続ループ」動作モードを採用します。スキャン期間または作業サイクルとも呼ばれる各スキャン サイクルは、CPU が最初の命令を実行することで始まります。その後、完了するまでユーザー プログラムを 1 行ずつ順番に実行し、その後最初の命令に戻って新しいスキャン サイクルを開始します。第 2 に、PLC プログラムの実行は、左-から右-、上-から-の原則に従った定期的なスキャン パターンに従います。
さらに、各スキャン サイクルは、入力サンプリング、プログラム実行、出力リフレッシュの 3 つのステップで構成されます。したがって、PLC の動作はこのように連続的に繰り返されます。最後に、集中サンプリングと集中出力により、入出力ラグが発生し、応答遅延が発生します。これらは、PLC スキャン動作の主な特徴を構成します。
Ⅲ． PLCスキャン動作モード
PLC スキャン動作モードは主に次の段階に分かれています。
PLC スキャン動作モードは、入力サンプリング ステージ、ユーザー プログラム実行ステージ、出力リフレッシュ ステージの 3 つの主要なステージで構成されます。
1. 入力サンプリングフェーズ
入力サンプリング フェーズ中に、PLC はすべての入力状態とデータを順次スキャンして読み取り、それらを I/O イメージ領域内の対応するユニットに保存します。入力サンプリングが完了すると、システムはユーザー プログラムの実行および出力リフレッシュ フェーズに移行します。これら 2 つのフェーズの間、入力状態またはデータが変化しても、I/O イメージ領域内の対応するユニットは変化しません。したがって、入力がパルス信号の場合、すべての条件下で入力が確実に捕捉されるように、パルス幅は 1 スキャン サイクルを超える必要があります。
2. ユーザープログラム実行フェーズ
ユーザープログラムの実行フェーズでは、PLC は常にユーザープログラム (ラダー図) を上から下へ順番にスキャンします。各ラダー図をスキャンする場合、まずラダー図の左側の接点で構成される制御回路をスキャンします。次に、接点によって形成される制御回路に対して、左から右、上から下の順序で論理演算を実行します。これらの論理演算結果に基づいて、論理コイルの場合はシステムRAM格納領域の対応するビットの状態を更新したり、出力コイルの場合はI/Oイメージ領域の対応するビットの状態を更新したり、ラダー図で指定された特殊機能命令を実行するかどうかを決定します。つまり、ユーザプログラムの実行中は、I/O イメージエリア内の入力ポイントのステータスとデータのみが変更されません。 I/O イメージ領域またはシステム RAM 内の他の出力ポイントおよびソフト デバイスのステータスとデータは変更される可能性があります。また、スタックの上位に位置するラダー図の実行結果は、そのコイルやデータを利用する後続のラダー図に影響を与えます。逆に、リフレッシュされた論理コイルのステータスまたは下位レベルのラダー図からのデータは、次のスキャンサイクル中に上位-レベルのラダー図にのみ影響します。
3. 出力リフレッシュフェーズ
ユーザー プログラムのスキャンが完了すると、PLC は出力リフレッシュ フェーズに入ります。この期間中、CPU は I/O イメージ領域内の対応するステータスとデータに基づいてすべての出力ラッチをリフレッシュし、出力回路を通じて対応する周辺機器を駆動します。これが PLC の実際の出力になります。
要約すると、PLC の基本的な動作原理には、入力モジュールを介してフィールド信号を収集し、ユーザーがプログラムした制御ロジックに従ってそれらを処理および評価し、出力モジュールを介してアクチュエータを制御して自動生産プロセス制御を実現することが含まれます。{0}} PLC のスキャン操作は、システム セルフテスト、入力スキャン、プログラム処理、出力スキャン、通信、監視などのフェーズで構成されます。-。これらのフェーズはスキャン サイクルを形成し、PLC はこれを継続的に繰り返して自動生産プロセス制御を実現します。