PLC 的工作原理與計算機的工作原理基本一致，都具有相同的基本結構和相同的指令執行原理。但是，兩者在工作方式上卻有著重要的區別，不同點體現在計算機運行程序時，一旦執行到 END 指令，程序運行結束，且計算機對輸入、輸出信號進行實時處理；
而 PLC 的 CPU 采用循環掃描工作方式，當程序執行到 END 后，再從頭開始執行，周而復始地重復，直到停機或從運行切換到停止。對輸入、輸出進行集中輸入采樣，集中輸出刷新。I/O 映像區分別存放執行程序之前的各輸入狀態和執行過程中各結果的狀態； plc的循環掃描工作方式可編程控制器在硬件的支持下通過執反映控制要求的用戶程序從而實現對系統的控制；
為此plc采用循環掃描的工作方式。入下圖所示，它包含5個階段分別是: 內部處理與自診斷、與外設進行通訊處理、輸入采樣、用戶程序執行、輸出刷新；
plc有運行(run)和停止(stop)兩種基本工作模式； 
停止模式停止模式下，只執行前兩個階段，內部處理與自診斷以及與外部設備進行通訊處理：上電復位后，plc進行內部初始化處理，清除I/O映像區中的內容；接著作自診斷，檢測存儲器、cpu及I/O部件狀態，確認其是否正常；在進行通訊處理，完成各外設（顯示器/編程器等）的通訊鏈接，還將檢測是否有中斷請求，若有則進行相應的中斷處理。在此階段可以對plc進行聯機下載程序操作 運行模式停止模式下plc正常執行后將模式切換到run模式下，此時plc將執行循環掃描工作，及循環執行上述圖片中的所有階段。
用戶程序不是只執行一次而是循環執行，當plc停機或模式切換到停止則不再執行；
由于 PLC 執行指令的速度極快，從外部輸入/輸出關系來看，處理的過程幾乎是同時完成的。 
輸入采樣階段
在 PLC 的存儲器中，設置了一片區域用來存放輸入信號和輸出信號的狀態，它們分別被稱為輸入映像寄存器和輸出映像寄存器。PLC 梯形圖中的軟元件也有對應的映像存儲區，統稱為元件映像存儲器。
在輸入采樣階段，PLC 的 CPU 順序掃描每個輸入端，順序讀取每個輸入端的狀態，并將其存入輸入映像寄存器單元中。采樣結束后，輸入映像區被刷新，其內容將被鎖存而保持著，并將作為程序執行時的條件。PLC 在運行過程中，所需的輸入信號不是實時取輸入端子上的信息，而是取輸入映像寄存器中的信息。
當進入程序執行階段后，輸入映像區相應單元保存的信息被輸入鎖存器隔離，而不會
隨著輸入端發生變化，因此不會造成運算結果的混亂，保證了本周期內用戶程序的正確執
行。在下一個掃描周期的輸入采樣階段，輸入端信號才會被輸入鎖存器再次送入輸入映像
寄存器的單元中，而進行輸入數據的刷新。因此為了保證輸入脈沖信號能被正確讀入，要
求輸入信號的脈寬必須大于 PLC 的一個掃描周期。 程序執行階段
PLC 完成輸入采樣后，進入程序執行階段，PLC 從用戶程序的第 0 步開始，按先上后下、先左后右的順序逐條掃描用戶梯形圖程序，對由接點構成的控制線路進行邏輯運算。這里的接點就是 I/O 映像存儲器中存儲的輸入端狀態，或稱為軟觸點。PLC以接點數據為依據，根據用戶程序進行邏輯運算，并把運算結果存入輸出映像存儲器中。
PLC 并非并行工作，因此在程序的執行過程中，上面邏輯行中線圈狀態的改變，會對下面的邏輯行中對應的接點狀態起作用；反之，排在下面的邏輯行中線圈狀態的改變，只能等到下一個掃描周期才能對其上面邏輯行中對應此線圈的接點狀態起作用。因此，對于每一個元件而言，元件映像存儲器中所存儲的內容(除輸入存儲器)，會隨著程序執行過程的變化而變化。當所有指令都掃描處理完后，即轉入輸出刷新階段。 輸出刷新階段
在輸出刷新階段，PLC 將輸出映像寄存器中的狀態信息轉存到輸出鎖存器中，刷新其內容，改變輸出端子上的狀態，然后通過輸出驅動電路驅動被控外設(負載)。這才是 PLC的實際輸出。
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