PLC工作原理：循环扫描方式及串行工作特点

PLC采用循环扫描的工作方式，其扫描过程如图1-5所示。

这个过程一般包括5个阶段：内部处理、通信操作、输入扫描处理、执行用户程序、输出处理。当PLC方式开关置于运行（RUN）时，执行所有阶段；当PLC方式开关置于停止（STOP）时，不执行后3个阶段，此时可进行通信操作，对PLC编程等。对于不同的PLC，扫描过程中各步执行的顺序不同，由PLC内部的系统程序决定。全过程扫描一次所需的时间称为扫描周期。

（1）内部处理

CPU检查主机硬件，检查所有的输入模块、输出模块等，在运行模式下，还要检查用户程序存储器。如果发现异常，则停止并显示错误。若自诊断正常，继续向下扫描。

（2）通信操作

在CPU扫描周期的通信操作阶段，CPU自检并处理各通信端口接收到的任何信息，完成数据通信任务。即检查是否有计算机、编程器的通信请求，若有则进行相应处理。

（3）输入扫描处理

输入扫描处理又称为输入采样。在此阶段，顺序读入所有输入端子的通断状态，并将读入的信息存入输入映像寄存器。输入映像寄存器被刷新，程序执行时，输入映像寄存器与外界隔离，即使外界信号变化，其内容也保持不变。(www.xing528.com)

（4）执行用户程序

用户程序在PLC中是顺序存放的。在这一阶段，CPU根据PLC用户程序从第一条指令开始顺序取指令并执行，直到最后一条指令结束。执行指令时，从输入映像寄存器读取各输入端的状态，执行指令对各数据进行算术运算或逻辑运算，然后将运算结果送输出映像寄存器，输出映像寄存器的内容会随着程序的运行而改变。

（5）输出处理

程序执行完毕后，将输出映像寄存器的状态转存到输出锁存器，集中对输出点进行刷新，通过隔离电路，驱动功率放大器，使输出端子向外界输出控制信号，驱动外部负载。

PLC的循环扫描工作方式，说明PLC是“串行”工作的，这和继电接触控制系统“并行”工作有质的区别。PLC的串行工作方式避免了继电接触控制的触点竞争问题。

由于PLC是扫描工作方式，在程序执行阶段，输入变化不会影响输入映像寄存器的内容，输出映像区的输出信号要等到执行程序的结束才会送到输出锁存器。由此可以看出，全部的输入、输出状态的改变，需要一个扫描周期，即输入输出状态保持一个扫描周期。

扫描周期是PLC的重要指标之一，小型PLC的扫描周期一般为十几毫秒到几十毫秒。扫描周期的长短取决于扫描速度和用户程序的长短。选择高速CPU可以提高扫描速度，合理的设计程序也可以缩短扫描时间。