PLC(Programmable Logic Controller)가 작동되면 작동 프로세스는 일반적으로 입력 샘플링, 사용자 프로그램 실행 및 출력 새로 고침의 세 단계로 나뉩니다. 이 세 단계가 완료되면 단일 스캔 주기가 구성됩니다. 전체 작동 기간 동안 PLC의 CPU는 특정 스캔 속도로 이 세 단계를 반복적으로 실행합니다.
입력 샘플링
입력 샘플링 단계에서 PLC는 모든 입력의 상태와 데이터를 스캔 방식으로 순차적으로 읽어 I/O 이미지 영역 내의 해당 셀에 저장합니다. 입력 샘플링이 완료되면 프로세스는 사용자 프로그램 실행 및 출력 새로 고침 단계로 전환됩니다. 후자의 두 단계에서는 실제 입력 상태나 데이터가 변경되더라도 I/O 이미지 영역 내 해당 셀에 저장된 상태와 데이터는 변경되지 않습니다. 따라서 입력이 펄스 신호로 구성된 경우 해당 펄스의 지속 시간은 모든 상황에서 입력이 안정적으로 감지되고 판독되도록 보장하기 위해 전체 스캔 사이클 1회를 초과해야 합니다.
사용자 프로그램 실행
사용자 프로그램 실행 단계에서 PLC는 사용자 프로그램(일반적으로 래더 다이어그램으로 표시됨)을 위에서{0}}위-아래 순서로 일관되게 스캔합니다. 래더 다이어그램의 각 개별 렁을 스캔할 때 PLC는 먼저 렁의 왼쪽에 있는 다양한 접점으로 구성된-제어 회로-를 평가합니다. 이는 왼쪽-에서-오른쪽으로, 그 다음 위에서-에서-아래로의 특정 순서로 이 회로에서 논리 연산을 수행합니다. 이러한 논리 연산의 결과에 따라 PLC는 시스템 RAM 저장 영역 내의 논리 코일에 대한 해당 비트의 상태를 업데이트합니다. 또는 I/O 이미지 영역 내의 출력 코일에 대한 해당 비트의 상태를 업데이트합니다. 또는 해당 특정 Rung에 지정된 특수 기능 명령을 실행할지 여부를 결정합니다.
즉, 사용자 프로그램 실행 프로세스 중에는 I/O 이미지 영역 내 *입력* 지점의 상태와 데이터만 정적으로 유지됩니다. 다른 모든 *출력* 지점과 내부 '소프트 장치'(예: 내부 릴레이 또는 데이터 레지스터)의 상태와 데이터는-I/O 이미지 영역에 있든 시스템 RAM에 있든-변경될 수 있습니다. 또한 프로그램 시퀀스에서 더 높은 위치에 있는 래더 렁의 실행 결과는 해당 특정 코일이나 데이터를 활용하는 더 낮은 위치에 있는 후속 렁에 즉시 영향을 미칩니다. 반대로, 낮은-위치에 있는 렁 내의 논리 코일의 업데이트된 상태 또는 데이터는 *다음* 스캔 주기가 시작될 때까지 프로그램에서 더 높은 위치에 있는 렁에 영향을 미치거나-영향을 주지 않습니다-.
프로그램 실행 과정에서 "즉시 I/O" 명령을 사용하면 표준 I/O 이미지 영역 버퍼링을 우회하여 특정 I/O 지점에 직접 액세스할 수 있습니다. I/O 명령이 활용되는 경우에도 입력 프로세스 이미지 레지스터 내의 값은 업데이트되지 않습니다. 대신 프로그램은 I/O 모듈에서 직접 값을 읽습니다. 반대로, 출력 프로세스 이미지 레지스터는 즉시 업데이트됩니다.-이 프로세스는 '즉시 입력'과 구별되는 동작입니다.
출력 새로 고침
사용자 프로그램 스캔이 완료되면 PLC(Programmable Logic Controller)는 출력 새로 고침 단계로 들어갑니다. 이 단계에서 CPU는 I/O 이미지 영역 내에 저장된 해당 상태 및 데이터에 따라 모든 출력 래치 회로를 업데이트합니다. 그런 다음 이러한 회로는 출력 회로를 통해 관련 주변 장치를 구동합니다. PLC의 실제 출력이 구현되는 것은 바로 이 순간이다.
요약
앞서 언급한 프로세스에 대한 설명을 바탕으로 PLC 운영 워크플로의 주요 특징을 다음과 같이 요약할 수 있습니다.
① PLC는 중앙 집중식 입력 샘플링과 중앙 집중식 출력 새로 고침을 특징으로 하는 작업 모드를 사용합니다. 이 접근 방식은 외부 간섭의 영향을 완화하는 역할을 합니다.
② PLC의 작업 흐름은 순환적인 스캐닝 프로세스입니다. 이 스캔 주기의 지속 시간은 명령 실행 속도, 사용자 프로그램 길이 등 다양한 요인에 따라 달라집니다.
③ 입력이 출력에 미치는 영향에 있어서 시차(time lag) 현상이 존재한다. PLC는 중앙 집중식 샘플링 및 출력 모드를 사용하기 때문에 샘플링 단계가 완료된 후 발생하는 입력 상태의 모든 변경 사항은 후속 샘플링 주기가 시작될 때까지 인식되지 않습니다. 결과적으로 이 지연 기간은 주로 전체 검색 주기의 길이에 따라 결정됩니다. 또한 이러한 지연을 유발하는 다른 요인으로는 입력 필터링 시간과 출력 회로의 고유한 응답 지연이 있습니다.
④ 출력 이미지 레지스터의 내용은 사용자 프로그램 스캔 수행 시 생성된 결과에 따라 결정됩니다.
⑤ 출력 래치의 내용은 이전 출력 새로 고침 단계 동안 출력 이미지 레지스터에 있는 데이터에 따라 결정됩니다.
⑥ PLC의 실제 현재 출력 상태는 출력 래치의 내용에 따라 결정됩니다.