1．可编程控制器的工作原理和结构特点

1．1 可编程控制器的工作原理
1．1. 1 扫描工作方式

　　当

PLC 运行时，用户程序中有众多的操作需要去执行，但 CPU 是不能同时去执行多个操

作的，它只能按分时操作原理每一时刻执行一个操作。由于

CPU 的运算处理速度很高，使得外

部出现的结果看起来似乎是同时完成的。这种分时操作的过程称为

CPU 对程序的扫描。扫描是一

种形象化的术语，用作描述

CPU 是如何完成分配给它的各种任务的方式。

　　扫描从

0000 号存储地址所存放的第一条用户程序开始，在无中断或跳转控制的情况下，按

存储地址号递增顺序逐条扫描用户程序，也就是顺序逐条执行用户程序，直到程序结束。每扫描
完一次程序就构成一个扫描周期，然后再从头开始扫描，并周而复始。　　
　　顺序扫描的工作方式简单直观，它简化了程序的设计，并为

PLC 的可靠运行提供了非常有

用的保证。一方面，扫描到的指令被执行后，其结果马上就可以被将要扫描到的指令所利用。另
一方面，还可以通过

CPU 设置的定时器来监视每次扫描是否超过规定的时间，从而避免了由于

CPU 内部故障使程序执行进入死循环而造成故障的影响。

1．1．2 程序执行过程

　　

PLC 的工作过程就是程序执行过程。PLC 投入运行后，便进入程序执行过程，它分为三个

阶段进行，即输入采样

(或输入处理)阶段，程序执行(或程序处理)阶段，输出刷新(或输出处理)

阶段。

1．输入采样阶段

　　在输入采样阶段，

PLC 以扫描方式按顺序将所有输入端的输入信号状态(开或关、即 ON 或

OFF、

“1”或“0”)读入到输入映像寄存器中寄存起来，称为对输入信号的采样，或称输入刷新，

然后转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态变化，输入映像寄存器的内容也不会改
变。输入状态的变化只能在下一个工作周期的输入采样阶段才被重新读人。
　

2．程序执行阶段

在程序执行阶段，

PLC 对程序按顺序进行扫描。如果程序用梯形图表示，则总是按先上后

下、先左后右的顺序进行扫描。每扫描到一条指令时，所需要的输入状态或其他元素的状态分别
由输入映像寄存器和元素映像寄存器中读出，然后将执行结果写入到元素映像寄存器中。这就是
说，对于每个元素来说，元素映像寄存器中寄存的内容，会随程序执行的进程而变化。

2．可编程控制器的编程初步

2．1 可编程控制器的逻辑本质
　可编程控制器是按照用户控制要求编写的程序来进行工作的。程序的编制就是指用一定的

编程语言把一个控制任务描述出来。尽管国内外

PLC 生产厂家采用的编程语言不尽相同，但程

序的表达方式基本有四种：梯形图、指令表、状态转移图

(逻辑功能图)和高级语言。大部分 PLC 是

使用梯形图和指令表编程的。