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可编程控制器是一种工业控制计算机，它的工作原理是与计算机工作原理基本一致，即通过执行反映控制要求的用户程序来实现的。

是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在plc运行时，cpu从条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回条指令开始新的一轮扫描。plc的工作过程包括内部处理、通信处理、输入处理、程序执行、输出处理五个阶段，如图所示。全过程扫描一次所用的时间称为扫描周期或工作周期。

图plc的工作过程

在内部处理阶段，plccpu模块内部各硬件是否正常。

在通信处理阶段，cpu自动检测各通信接口的状态，处理通信请求。

plc有两种工作状态，即停止(stop)状态和运行(run)状态。当plc处于停止(stop)状态时，只完成内部处理和通信处理工作。当plc处于运行(run)状态时，还要完成其他三个阶段。

cpu在处理程序时，输入信号不是直接从输入点读取的，运算结果也并不直接送到实际输出点。在plc的存储器中，设置了两个映像寄存器：输入映像寄存器和输出映像寄存器，用于存放输入信号和输出信号的状态。输入映像寄存器和输出寄存器统称i/o映像寄存器。

plc的程序执行过程一般分为输入处理、程序执行和输出处理三个阶段。

(1)输入处理阶段

在输入处理阶段，plc以扫描方式依次地读人所有输入状态和数据，并将它们存入输入映像寄存器中。在程序执行阶段和输出刷新阶段中，由于输入映像寄存器与外界隔离，即使输入状态和数据发生变化，输入映像寄存器的状态和数据也不会改变，直到下一个扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。因此不会造成运算结果的混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

(2)程序执行阶段

在用户程序执行阶段，根据plc梯形图程序扫描原则，plc按先左后右，先上后下的顺序逐句扫描。然后根据逻辑运算的，刷新输出映像寄存器的状态，输出映像寄存器中所有的内容随着程序的执行而改变。在用户程序执行过程中，只有输入点在输入映像寄存器内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在输出映像寄存器的状态和数据都有可能随着程序的执行随时发生变化。因扫描是从上到下顺序进行，所以程序执行结果会对后面的程序起作用，影响后面程序的执行结果；而后面扫描的结果却不能影响的扫描结果，只能到下一个扫描周期才能对上面的程序起作用。

(3)输出处理阶段

当所有指令执行完毕后，plc就进入输出刷新阶段。输出映像寄存器的状态被送至输出锁存器中，并通过一定的方式（、晶体管或晶闸管）输出，驱动相应输出设备工作。

(4) plc循环扫描工作的特点

在一个扫描周期内，输入状态在输入采样阶段进行．输出状态在输入刷新阶段才被送出，这种方式称为集中采样、集中输出。

①定时集中采样。plc对输入端子的扫描只是在输入处理阶段进行，直到下一个扫描周期的输入处理阶段才对输入状态端进行新的扫描。这种定时集中采样的工作方式，保证了cpu执行程序时和输入端子隔离断开，输入端的变化不会影响cpu的工作，提高了plc的抗干扰能力。

②集中输出。plc在一个工作周期内，其输出暂存器中的数据跟随输出指令执行的而变化，而输出锁存器中的数据一直保持不变，直到输出阶段才对输出锁存器的数据刷新。这种集中输出的工作方式使plc在执行程序时，输出锁存器一直与输出端子处于隔离断开状态，从而也保证了plc的抗干扰能力，提高了plc的性。

一般小型plc采用集中采样、集中输出的工作方式，虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力．系统的性强。对大中型plc，由于i/o点数多，控制功能强，采用可变的扫描顺序，可以采用分时分批地进行顺序扫描，提高系统的响应速度，缩短扫描周期。

选型基本原则是在满足功能的前提下，选择、维护方便、性价比优。通常从以下几个方面考虑：

一是结构的选择。plc按结构分为整体型和模块型两类。整体型是将plc各组成部分集装在一个机壳内。这种结构紧凑、体积小、价格低．但i/o点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型plc由框架和各模块组成，各模块插在相应插槽上，通过总线连接。这种结构构成灵活、安装、扩展维修方便．提供多种i/o卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的i/o点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。

二是输入/输出点数（i/o点数）的选择。i/o点数是指plc所能接入的输入/输出信号的大数量，是重要的一项技术指标。plc按i/o点数分为小型plc（256点以下）、中型plc（256～1024点之间）、大型plc（2046点以上）、大型plc（8192点以上）。在选用plc时，要根据控制对象的i/o点数要求确定机型，i/o点数包括主机的i/o点数和大扩展点数。通常i/o点数是根据控制对象输入、输出信号的实际需要，再加上10%～15%的裕量来确定。

三是内存容量的选择。一般以plc所能存入用户程序的多少来衡量。在plc中程序指令是按“步”存放的（一条指令往往不止一“步”），一“步”占一个地址单元，一个地址单元占两个字节。如一个内存容量为1000步的plc，内存为2kb。为保证plc的正常运行，一般要求plc的存储器容量，按256个i/o点至少选8k存储器选择。需要复杂控制功能时，应选择容量大，档次高的存储器。

四是运行速度的选择。一般以执行1000条基本指令所需的时间来衡量，单位为毫秒/千步。cpu运行速度越快，则扫描周期越短，系统响应越快。

五是功能模块的选择。特殊功能模块可完成某一特殊的专门功能．其数量的多少、功能的强弱是衡量plc产品水平高低的一个重要标志。特殊功能模块主要有a/d和d/a转换模块、高速计数模块、位置控制模块、pid控制模块、远程通信模块等。

六是通信功能的选择。plc系统的通信网络主要有下列几种形式：①pc为主站，多台同型号plc为从站，组成简易plc网络；②1台plc为主站，其他同型号plc为从站，构成主从式plc网络；③plc网络通过特定网络接口连接到大型中作为dcs的子网；④plc网络（各厂商的plc通信网络）。为减轻cpu通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、、）通信处理器。