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PLC基礎知識

PLC_Process_TG_TW_1_1
PLC_Basic_TG_TW_1_1
PLC_Installation_TG_TW_1_1
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概要動作原理
設置 

前言

本文針對首次選用本公司PLC的客戶,以必要的用語為中心,說明本公司PLC (可程式控制器)的SYSMAC PLC共通基本動作。本文並未涵蓋採購後設計FA系統或PLC程式設計時所需要的技術資訊。

I/O更新
在PLC (可程式控制器)方面,客戶所設計的使用者程式將會一面讀寫PLC內的記憶體區域(OMRON稱為「I/O記憶體」)的資訊,一面從最前面的指令依序逐一執行並處理到最後的指令。
另一方面,PLC或直接連接基本I/O模組的感測器/開關等PLC外部的資料,會在一定的時間點,一併交換PLC內「I/O記憶體」的資料。
上述PLC以外的外部資料,與PLC內的I/O記憶體內部資料的統一交換處理為「I/O更新動作」。
客戶在檢討設計的FA系統或使用者程式的動作時,了解在什麼時間點執行I/O更新是非常重要的。使用SYSMAC PLC時,會在執行所有指令後立即執行上述的I/O更新動作。
(如下圖所示)

週期時間
關於PLC的處理週期,執行I/O更新(開始)後,到下次執行I/O更新(處理)為止的時間為週期時間。
週期時間包含共通處理(自我檢知)、使用者程式執行處理、I/O更新處理、週邊服務處理等所需要的時間。

  • 週期時間如果較長,PLC外部資料的更新週期將會變長,輸出輸入應答時間也會變長,將無法匯入比週期時間短的輸入變化。
  • 週期時間如果較短,輸出輸入應答時間也會變短,便可高速處理。
  • 週期時間若有變動,指令執行間隔以及輸出輸入應答時間也會改變。
    若使用SYSMAC PLC,可透過下述方式求得週期時間。
    週期時間=共通處理時間+指令執行時間的合計+I/O更新時間+週邊服務時間SYSMAC PLC各機種執行時間的計算方式,記載於產品手冊中。

中斷Task
通常,使用者程式會在PLC的處理週期內,與I/O更新等其他處理作業一起依序執行(請參閱「I/O更新」的項目)。
可優先於上述處理週期的處理項目為中斷Task。若事先指定的中斷條件成立,就會中斷處理週期而優先執行。
(依據SYSMAC PLC的機種而定,有些情況會將「中斷Task」記為「中斷程式」,但本文以CS/CJ系列所使用的「中斷Task」說明。)
例如,SYSMAC CS/CJ系列提供的中斷Task包括斷電中斷、定時中斷、I/O中斷、利用內部計時器的固定週期中斷、外部中斷等。


I/O分配
若要在使用者程式上處理安裝於PLC的輸出輸入模組的輸入、輸出訊號,則必須事先分配PLC內的I/O記憶體的位址。
此將安裝於PLC的模組的實際輸出輸入分配至I/O記憶體的動作稱為I/O分配。CPU模組依據上述I/O分配資訊掛載模組與I/O更新。
使用SYSMAC PLC時,上述I/O分配資訊以「登錄I/O表」記錄於PLC內。「登錄I/O表」的製作方式包括使用程式設計工具,依據實際安裝於PLC的模組資訊進行線上自動登錄,以及使用程式設計工具離線設計後,將I/O表傳送至PLC並自動登錄的方法。(依機種而定,有些不需要製作登錄I/O表,有些則無法在線上設計I/O表。)

  • 線上自動登錄


  • 離線自動登錄
 

CPU模組的記憶體區域
PLC內部可處理使用者程式、I/O記憶體資料與註釋資訊、CPU模組與高功能模組的設定資訊、登錄I/O表資訊等各種資料。
上述PLC所處理資料的儲存位置為CPU模組內的記憶體區域。
若使用SYSMAC PLC,有以下三種記憶體區域,並透過電池備份。
另外,若使用SYSMAC CS/CJ系列,由於快閃記憶體內的記憶體區域有備份,因此即使電池電壓降低,使用者程式及參數區域的資料也不會消失。

  • 使用者程式區域
    記錄客戶設計的使用者程式。

  • I/O記憶體區域
    可透過指令操作的可存取的區域。記錄通道I/O (CIO)、內部輔助繼電器、保持繼電器、特殊輔助繼電器、資料記憶體、擴充資料記憶體、時間結束旗標與現在值、計數值旗標與現在值、Task旗標、索引暫存器、資料暫存器、條件旗標、時鐘脈衝等資訊。
    I/O記憶體的資料中包含斷電後復歸時,內容將被清除的區域,以及可保持以前資訊的區域。(亦有可選擇清除或保持的區域。)

  • 參數區域
    PLC處理的各種預設資訊。
    記錄PLC系統設定、登錄I/O表、路由表、CPU高功能模組系統設定等資訊。