לאחר הפעלת בקר לוגיקה מתכנת (PLC), תהליך העבודה שלו מחולק בדרך כלל לשלושה שלבים: דגימת קלט, הפעלת תוכנית משתמש ורענון פלט. השלמת שלושת השלבים הללו מהווה מחזור סריקה בודד. לאורך כל תקופת הפעולה, המעבד של ה-PLC מבצע שוב ושוב את שלושת השלבים הללו במהירות סריקה מסוימת.
דגימת קלט
במהלך שלב דגימת הקלט, ה-PLC קורא ברצף את המצב והנתונים של כל הכניסות באופן סריקה, ומאחסן אותם בתאים המתאימים בתוך אזור תמונת ה-I/O. לאחר השלמת דגימת הקלט, התהליך עובר לשלבי הפעלת תוכנית המשתמש ורענון הפלט. במהלך שני השלבים האחרונים הללו, גם אם מצב הקלט או הנתונים בפועל משתנים, המצב והנתונים המאוחסנים בתאים המתאימים בתוך אזור תמונת ה-I/O נשארים ללא שינוי. לכן, אם קלט מורכב מאותות דופק, משך הדופק הזה חייב לעלות על מחזור סריקה מלא אחד כדי להבטיח שהקלט מזוהה ונקרא בצורה מהימנה בכל הנסיבות.
הפעלת תוכנית משתמש
במהלך שלב הפעלת תוכנית המשתמש, ה-PLC סורק באופן עקבי את תוכנית המשתמש (המיוצגת בדרך כלל כתרשים סולם) בסדר עוקב, מלמעלה-למטה-. בעת סריקת כל שלב בודד של דיאגרמת הסולם, ה-PLC מעריך תחילה את מעגלי הבקרה-הכוללים מגעים שונים-הממוקמים בצד שמאל של השלבים. הוא מבצע פעולות לוגיות במעגל זה ברצף מסוים: משמאל-ל-מימין, ואחריו למעלה-למטה-. בהתבסס על התוצאות של פעולות לוגיות אלו, ה-PLC מעדכן את המצב של הסיבית המקבילה עבור סליל לוגי בתוך אזור אחסון ה-RAM של המערכת; או מעדכן את המצב של הסיבית המקבילה עבור סליל פלט בתוך אזור תמונת ה-I/O; או קובע אם לבצע הוראת פונקציה מיוחדת שצוינה על ידי אותו שלב מסוים.
במילים אחרות, במהלך תהליך הפעלת תוכנית המשתמש, רק המצב והנתונים של נקודות *הקלט* בתוך אזור תמונת ה-I/O נשארים סטטיים; הסטטוס והנתונים של כל נקודות *הפלט* האחרות ו"התקנים רכים" פנימיים (כגון ממסרים פנימיים או אוגרי נתונים)-בין אם ממוקמים באזור תמונת ה-I/O או ב-RAM של המערכת-כפופים לשינויים. יתר על כן, תוצאות הביצוע של שלב סולם הממוקם גבוה יותר ברצף התוכנית ישפיעו מיד על כל השלבים הבאים הממוקמים נמוך יותר ומנצלים את אותם סלילים או נתונים ספציפיים. לעומת זאת, הסטטוס או הנתונים המעודכנים של סליל לוגי בתוך שלב-נמוך יותר לא ייכנסו לתוקף על-או ישפיעו-על שלבים הממוקמים גבוה יותר בתוכנית עד לתחילת מחזור הסריקה *הבא*.
במהלך תהליך הפעלת התוכנית, השימוש בהוראות "קלט/פלט מיידי" מאפשר גישה ישירה לנקודות קלט/פלט ספציפיות, תוך עקיפת החציצה הסטנדרטית של אזור ה-I/O. גם כאשר נעשה שימוש בהוראות קלט/פלט, הערכים בתוך אוגרי התמונות של תהליך הקלט אינם מתעדכנים; במקום זאת, התוכנית קוראת ערכים ישירות ממודולי ה-I/O. לעומת זאת, אוגרי התמונות של תהליך הפלט מתעדכנים באופן מיידי-התנהגות שמבדילה תהליך זה מ"קלט מיידי".
רענון פלט
עם השלמת סריקת תוכנית המשתמש, בקר ההיגיון הניתן לתכנות (PLC) נכנס לשלב רענון הפלט. במהלך שלב זה, המעבד מעדכן את כל מעגלי תפס הפלט בהתאם למצבים ולנתונים המתאימים המאוחסנים באזור תמונת ה-I/O; מעגלים אלה מניעים את ההתקנים ההיקפיים הרלוונטיים דרך מעגלי המוצא. ברגע זה מתממשת התפוקה בפועל של ה-PLC.
תַקצִיר
בהתבסס על תיאור התהליכים שהוזכרו לעיל, ניתן לסכם את מאפייני המפתח של זרימת העבודה התפעולית של ה-PLC באופן הבא:
① ה-PLC משתמש במצב עבודה המאופיין בדגימת קלט מרכזית ורענון פלט מרכזי; גישה זו משמשת למתן את ההשפעה של הפרעות חיצוניות.
② זרימת העבודה התפעולית של ה-PLC היא תהליך סריקה מחזורי. משך מחזור סריקה זה מותנה בגורמים שונים, כגון מהירות ביצוע ההוראות ואורך תוכנית המשתמש.
③ קיימת תופעה של פיגור זמן לגבי השפעת התשומות על התפוקות. מכיוון שה-PLC משתמש במצב דגימה ופלט מרכזיים, כל שינוי במצבי קלט המתרחשים לאחר סיום שלב הדגימה לא יוכר עד שיתחיל מחזור הדגימה הבא; כתוצאה מכך, משך השהיה הזה נקבע בעיקר על ידי אורך מחזור הסריקה הכולל. יתר על כן, גורמים אחרים התורמים לפיגור זה כוללים את זמן סינון הקלט ואת עיכוב התגובה המובנה של מעגלי המוצא.
④ התוכן של אוגרי תמונת הפלט נקבע על פי התוצאות שנוצרו במהלך ביצוע סריקת תוכנית המשתמש.
⑤ התוכן של תפסי הפלט נקבע על ידי הנתונים השוכנים באוגרי תמונת הפלט במהלך שלב רענון הפלט הקודם.
⑥ מצב הפלט הנוכחי של ה-PLC נקבע על ידי התוכן של תפסי הפלט.