PLC的基本结构与工作原理

*1〔结构与工作原理〕可编程序控制器2023/7/1可编程序控制器的分类〔一〕按I∕O点数容量分类1．小型机2．中型机3．大型机〔二〕按结构形式分1．整体式结构2．组合式结构2PLC的结构与工作原理2023/7/11．整体式结构整体式PLC组成示意图2023/7/12．组合式结构组合式PLC组成示意图*52.1PLC的根本结构、中央处理单元(CPU)、存储器、输入／输出部件〔I／0单元〕、电源、外部设备2.2PLC的工作原理、扫描技术、PLC的I/O响应时间2.3.PLC的I/O系统*62.1、PLC的根本结构中央处理单元数据存储器输出接口地址总线控制总线数据总线编程接口灯光指示电磁阀门接触器电源输入接口模拟量输入行程开关继电器接点各种开关程序存储器警报器电机内部结构*7*82.1、PLC的根本结构中央处理单元（CPU）用户文件寄存器电源模拟量输入行程开关继电器接点各种开关灯光指示电磁阀门接触器警报器电机系统程序存储器用户程序存储器输入映象区X输出映象区Y输出锁存器输出驱动接口电路输入接口电路通讯模块TC系统软设备A0A1MDVZ上位机、编程器、打印机*9、中央处理单元(CPU)——PLC的控制中枢1、CPU的工作方式(1)当PLC投入运行之前，——编程状态自诊处理：——检查PLC自身的硬件和用户软件通讯处理：——编程或通讯能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据，更新编程器的显示内容；PLC经通讯模块与智能模块通讯——人机界面单元；PLC与上位机进行通讯——PC*10(2)当PLC投入运行时——运行状态首先输入扫描它以扫描的方式接收现场各输入设备的状态和数据，并分别存入输入映象区，其次执行用户程序〔用户程序扫描〕读取指令——从用户程序存储器中逐条读取用户程序，指令译码——经过指令译码器译码，执行指令——按照指令的规定执行相应的逻辑或算术运算，存结果——将运算的结果存入输出映象区或软设备区内。如此循环逐条读取指令、指令译码、执行指令、存结果，直到END指令为止，即所有的用户程序执行完毕，最后输出扫描将输出映象区的各输出状态或数据传送到相应的输出锁存器，再经输出驱动电路驱动现场设备，如此循环运行扫描，直到PLC停止运行。*11开始自诊处理通信处理输入扫描用户程序扫描输出扫描STOPRUN

PLC的工作方式:是一个不断循环的顺序扫描工作方式，每一次扫描所用的时间称为扫描周期。CPU从第一条指令开始，按顺序逐条地执行用户程序直到用户程序结束，然后返回第一条指令开始新的一轮扫描。PLC就是这样周而复始地重复上述循环扫描工作的。*12

PLC的扫描工作方式

包括五个阶断：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。扫描周期：PLC完成一次扫描过程所需的时间。扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关*132、PLC的CPU开展(1)可编程逻辑器件——早期的PLC早期的PLC中央处理单元没有微处理器，以准计算机的形式出现；(2)微处理器——中期PLC以后开始使用微处理器通用微处理器：8086、80286、80386单片机芯片：8031、8096位片式微处理器：AMD-2900(3)专用逻辑处理器——近期的PLC软件硬件化(4)双CPU构成的冗余系统三CPU构成的表决系统*142.1.2.存储器RAM：存储各种暂存数据、中间结果、用户正调试的程序。ROM：存放监控程序和用户已调试好的程序。1、PLC常用的存储器类型〔1〕RAM

这是一种读/写存储器(随机存储器)，其存取速度最快，由锂电池支持。〔2〕EPROM这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下，存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。〔3〕EEPROM这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。*152、PLC存储空间的分配PLC存储器系统存储器系统程序存储器用户存储器系统数据存储器系统I/O映象区系统软设备区监控程序管理程序功能子程序系统诊断子程序命令解释程序用户程序存储器文件存放器模拟量I/O映象区开关量I/O映象区和硬件一起决定PLC的性能相当于操作系统和BIOS开关量输出映象区Yn—n为八进制开关量输入映象区Xn—n为八进制模拟量输出映象区Dn模拟量输入映象区Dn逻辑线圈———Mn数据寄存器——Dn计数器————Cn变址寄存器——VnZn—n为八进制整数累加器————An计时器———Tn其余n为十进制整数*161〕开关量输入映象区(输入继电器)用来存放开关量输入端的状态的存储单元；每个开关量占1位每位又叫一个输入线圈；——输入点注意：用户程序只能使用〔读取〕其触点，而不能驱动其线圈开关量输入映象区的总位数，就是PLC允许的最大开关量输入点数编址方法：Xn——n八进制整数每个开关量输入端的状态，在开关量输入映象区中都有唯一的一位〔线圈〕的状态与之相对应；注意：对应时刻和对应关系对应时刻：输入扫描或扫描含该输入端的立即刷新指令时对应关系：PLC中有两类“触点〞：常开触点和常闭触点。符号分别为：图解*17对应关系：XnXn接通、闭合断开输入端Xn闭合开关量输入映象区中相应的位Xn相应的输入线圈Xn常开触点用户梯形图程序中该输入线圈的触点常闭触点断开XnXn断开接通、闭合置“1”吸合、接通、得电断开、掉电、失电清“0”输入扫描或立即刷新指令扫描到其触点时所接的外设(输入设备)“闭合〞状态“断开〞状态*18输入映象区XnCOM输入映象区Xn输入端子PLC171615141312111076543210X1X0Xn01(END)Y0X0Y0X1梯形图*192〕开关量输出映象区(输出继电器〕用来存放开关量输出端的状态的存储单元；每个开关量占1位其中每位也叫一个输出线圈；注意：用户程序既能使用(读取)其触点，也能驱动(写)其线圈开关量输出映象区的总位数，就是PLC允许的最大开关量输出点数编址方法：Yn——n八进制整数每个开关量输出端的状态，在开关量输出映象区中都有唯一的一位〔线圈〕的状态与之相对应；注意：对应时刻和对应关系对应时刻：输出扫描或扫描含该输出端的立即刷新指令时对应关系：

常开触点、常闭触点和线圈符号分别为：*20对应关系：所接的外设(输出设备)梯形图中输出线圈Yn的控制线路的逻辑运算结果常闭触点Yn断开Yn接通闭合常开触点输出扫描或立即刷新指令扫描到其线圈时输出端Yn〔常开〕Yn接通闭合闭合动作不动作断开Yn断开“1〞“0〞开关量输出映象区中相应的位Yn相应的输出线圈Yn置“1”吸合、接通、得电断开、掉电、失电清“0”扫描到其触点时*21输出映象区YnCOM输入映象区Xn输入端子PLC171615141312111076543210X1X0Xn01(END)Y0X0Y0X1梯形图Y1X1Y0Y1Y0Yn171615141312111076543210输出映象区YnCOM输出端子11*223〕模拟量输入映象区用来存放模拟量输入端的数据的存储单元；每个模拟量输入端的数据占用存储单元的一个字(16位)；用户只能读取其中的数据，而不能写入数据；模拟量输入映象区存储单元的总数，就是PLC允许的最大模拟量输入点数每个模拟量输入端的数据，在模拟量输入映象区中都有相应的存储单元的数据与之相对应；注意：对应时刻： 输入扫描*234〕模拟量输出映象区用来存放模拟量输出端的数据的存储单元；每个模拟量输出端的数据占用存储单元的一个字(16位)；用户即能读取其中的数据，也能写入数据；模拟量输出映象区存储单元的总数，就是PLC允许的最大模拟量输出点数每个模拟量输出端的数据，在模拟量输出映象区中都有相应的存储单元的数据与之相对应；注意：对应时刻： 输出扫描*245〕逻辑线圈M

(中间继电器)(辅助继电器)和Y一样，每个M占用系统RAM中的一个位(bit)不同的是M不能驱动外部设备；每个位又叫一个辅助线圈；注意：用户程序既能使用(读取)其触点，也能驱动(写)其线圈编址方法：Mn——n十进制整数每个M的状态，在软设备区中都有唯一的一位〔线圈〕的状态与之相对应；注意：对应时刻和对应关系

常开触点、常闭触点和线圈符号分别为：*25注意：对应时刻和对应关系当PLC投入运行以后，扫描到某梯形图时，如果其控制线路逻辑运算的结果使该M断开，那么存储单元中与其相对应的位被置"0"，用户程序中地址为该M的常开触点均"断开"，其常闭触点均"闭合";如果逻辑运算的结果使该M接通，那么存储单元中与其相对应的位被置"1"，用户程序中地址为该M的常开触点均"闭合"，其常闭触点均"断开"。*26由于M占用的系统RAM存储区的存储单元分为具有失电保持和无失电保持二种，PLC的M分为具有失电保持M和无失电保持(普通)M二种具有失电保持M的状态在PLC停止运行后仍得以保存。PLC再次上电投入运行时，具有失电保持M的状态是断电以前的，这点在使用时要予以注意。另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊M，这些特殊M各自都具有特定的功能，一般分为以下二类:*27①一类线圈特殊特殊M的线圈的通或断状态直接由系统程序决定。在编制用户程序时，用户不得使用这些线圈，在编制用户程序时，而只能使用其触点。例如，FX系列PLC中的M8000就属于这类特殊M。当PLC投入运行后，M8000始终被接通。在运行过程中，其常开触点始终"闭合"，其常闭触点始终"断开"。用户在编制用户程序时，可以根据不同的需要，使用M8000的常开触点或常闭触点。当PLC投入运行后*28②另一类触点特殊特殊M的触点被系统程序作特殊功能使用。其线圈通或断的状态须由用户编制的逻辑控制线路来确定。当该特殊M被接通时，表示某一特定功能成立;当该特殊M断开时，表示某一特定功能不起作用。例如:FX系列PLC中9个M8050~M8058的功能是分别屏蔽与其个位上的数(0~8)相对应的6个外部中断I00X~I50X和3个内部定时中断I6XX~I8XX。*296〕数据存放器D与模拟量I/O一样，每个数据存放器占用系统RAM存储区中的一个字(16bits),数据存放器供用户存放数据之用。编址方法：Dn——n十进制整数数据存放器也分为具有失电保持D和无失电保持D。前者在PLC停止运行时，其数据仍被保存。另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊D，这些特殊D内的数据都具有特定的含义，一般分为以下二类:*30①数据特殊：当PLC投入运行以后，一类特殊数据存放器内的数据直接由系统程序写入。在编制用户程序时，用户不得将它们作为目的操作数使用，而只能作为源操作数使用例如:FX系列PLC中的特殊数据存放器D8061~D8067专门用于存放PLC中的出错代码，用户只能读取它的数据，从而了解PLC的故障原因，但是不能改写它的内容。*316〕数据存放器D②功能特殊：特殊D的数据必须由用户编制的梯形图来写入。在编制用户程序时，用户不得将它们作为源操作数使用，而只能够作为目的操作数使用。例如:FX系列PLC中的特殊数据存放器D8039内的数据代表恒定扫描周期的长短，该数据必须由扫描用户编制的梯形图来写入。当特殊逻辑线圈M8039被接通时，PLC就自动将特殊数据存放器D8039内的数据作为恒定扫描周期的值循环扫描用户程序。*327〕计时器T编址方法：Tn——n十进制整数PLC内部的计时器一般由软件构成，它们占用系统RAM存储区中的一局部。二个16位的存储单元和三个位计时器线圈也分为二种:普通计时器和具有失电保持计时器。后者的当前值在PLC断电时被保存。当PLC再次上电投入运行后，它将在原先当前值的根底上继续计时。一个计时器逻辑线圈一般占用二个16位的存储单元，一个用于存放设定值，是具有失电保持的存储单元;一个用于存放当前值，根据二种计时器线圈的不同需要分别采用具有失电保持和无失电保持的存储单元。采用同一地址编码——由不同指令来区别*33每个计时器还占用三个位(bit)。第一个为复位位,假设该位为“1〞，那么复位起作用，将当前值清零，将计时器线圈状态位置“0〞；假设该位为〞0“，那么复位不起作用。第二个位为计时位，假设该位为0，那么表示计时条件不满足，该计时器不进行计时;假设该位为“1〞，那么表示对该计时器进行计时，即在扫描END梯形图时，刷新其当前计时值。第三个位为计时器线圈状态位，假设该位为"0"，那么表示计时时间未到，计时器线圈断开;假设该位为“1〞，那么表示计时时间到，计时器线圈接通。相关触点动作：TnTn接通断开PLC中的定时器〔T〕相当于继电器控制系统中的通电型时间继电器。它可以提供无限对常开常闭延时触点。定时器中有一个设定值存放器〔一个字长〕，一个当前值存放器〔一个字长〕和一个用来存储其输出触点的映象存放器〔一个二进制位〕，这三个量使用同一地址编号。但使用场合不一样，意义也不同。FX2N系列中定时器时可分为通用定时器、积算定时器二种。它们是通过对一定周期的时钟脉冲的进行累计而实现定时的，时钟脉冲有周期为1ms、10ms、100ms三种，当所计数到达设定值时触点动作。设定值可用常数K或数据存放器D的内容来设置。1．通用定时器通用定时器的特点是不具备断电的保持功能，即当输入电路断开或停电时定时器复位。通用定时器有100ms和10ms通用定时器两种。〔1〕100ms通用定时器〔T0～T199〕

共200点，其中T192～T199为子程序和中断效劳程序专用定时器。这类定时器是对100ms时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.1～3276.7s。〔2〕10ms通用定时器〔T200～T245〕

共46点。这类定时器是对10ms时钟累积计数，设定值为1～32767，所以其定时范围为0.01～327.67s。2．积算定时器积算定时器具有计数累积的功能。在定时过程中如果断电或定时器线圈OFF，积算定时器将保持当前的计数值〔当前值〕，通电或定时器线圈ON后继续累积，即其当前值具有保持功能，只有将积算定时器复位，当前值才变为0。〔1〕1ms积算定时器〔T246～T249〕

共4点，是对1ms时钟脉冲进行累积计数的，定时的时间范围为0.001～32.767s。〔2〕100ms积算定时器〔T250～T255〕共6点，是对100ms时钟脉冲进行累积计数的定时的时间范围为0.1～3276.7s。如以下图，当X0接通时，T253当前值计数数器开始累积100ms的时钟脉冲的个数。当X0经t0后断开，而T253尚未计数到设定值K345，其计数的当前值保存。当X0再次接通，T253从保存的当前值开始继续累积，经过t1时间，当前值到达K345时，定时器的触点动作。累积的时间为t0+t1=0.1×345=34.5s。当复位输入X1接通时，定时器才复位，当前值变为0，触点也跟随复位。*398〕计数器C编址方法：Cn——n十进制整数占用存储单元的情况根本上与计时器逻辑线圈的相同。只是计数器的计数位的情况与计时器的计时位的不同，它需要占用二个位(bit)，计数位1，用于存放上次扫描时该计数器线圈的控制线路逻辑运算结果计数位2，用于存放本次扫描时该计数器线圈的控制线路逻辑运算结果假设计数位1和计数位2均为"0"或"1"状态或者计数位1为"1"、计数位2为"0"状态，那么表示计数条件不满足，该计数器不进行计数;假设计数位1为“0〞、计数位2为〞1“状态，那么表示计数条件满足，对该计数器进行计数。假设该计数器为递加计数器，那么将其当前计数值加1，假设该计数器为递减计数器，那么将其当前计数值减1。为了能使PLC的CPU能区分计数控制线路的逻辑运算结果是否发生变化，就要求该计数控制线路的控制信号持续的时间至少大于等于一个扫描周期。1．内部计数器内部计数器是在执行扫描操作时对内部信号〔如X、Y、M、S、T等〕进行计数。内部输入信号的接通和断开时间应比PLC的扫描周期稍长。〔1〕16位增计数器〔C0～C199〕

共200点，其中C0～C99为通用型，C100～C199共100点为断电保持型〔断电保持型即断电后能保持当前值待通电后继续计数〕。这类计数器为递加计数，应用前先对其设置一设定值，当输入信号〔上升沿〕个数累加到设定值时，计数器动作，其常开触点闭合、常闭触点断开。计数器的设定值为1～32767〔16位二进制〕，设定值除了用常数K设定外，还可间接通过指定数据存放器设定。如以下图，X10为复位信号，当X10为ON时C0复位。X11是计数输入，每当X11接通一次计数器当前值增加1〔注意X10断开，计数器不会复位〕。当计数器计数当前值为设定值10时，计数器C0的输出触点动作，Y0被接通。此后既使输入X11再接通，计数器的当前值也保持不变。当复位输入X10接通时，执行RST复位指令，计数器复位，输出触点也复位，Y0被断开。〔2〕32位增/减计数器〔C200～C234〕

共有35点32位加/减计数器，其中C200～C219〔共20点〕为通用型，C220～C234〔共15点〕为断电保持型。这类计数器与16位增计数器除位数不同外，还在于它能通过控制实现加/减双向计数。设定值范围均为-214783648～-+214783647〔32位〕。C200～C234是增计数还是减计数，分别由特殊辅助继电器M8200～M8234设定。对应的特殊辅助继电器被置为ON时为减计数，置为OFF时为增计数。计数器的设定值与16位计数器一样，可直接用常数K或间接用数据存放器D的内容作为设定值。在间接设定时，要用编号紧连在一起的两个数据计数器。如以下图，X10用来控制M8200，X10闭合时为减计数方式。X12为计数输入，C200的设定值为5〔可正、可负〕。设C200置为增计数方式〔M8200为OFF〕，当X12计数输入累加由4→5时，计数器的输出触点动作。当前值大于5时计数器仍为ON状态。只有当前值由5→4时，计数器才变为OFF。只要当前值小于4，那么输出那么保持为OFF状态。复位输入X11接通时，计数器的当前值为0，输出触点也随之复位。*44另外，有的PLC的系统RAM存储区还为变址存放器、累加器等提供存储单元。FX系列PLC的系统RAM存储区分别为变址存放器V和Z提供存储单元。A2A和A3A系列PLC的系统RAM存储区为变址存放器V1~V6、Z1~Z6和累加器A0、A1提供存储单元。*459〕用户程序存储区用户程序存储区存放用户编制的用户程序。不同类型的PLC，其存储容量各不相同一般来说，小型PLC的存储容量小，随着PLC的机型增大，其存储容量也增大。小型PLC的存储容量固定不变，即便是中型PLC，当其CPU一旦选定，其存储容量也随之而固定不变；而近期的PLC，即便是小型PLC，其存储容量也可以根据用户的需要加以改变。大型PLC的存储容量高达几百K*46小型PLC的用户程序存储区一般只能存放用梯形图语言编制的用户程序，但是，近期的中、大型PLC的用户程序存储区除了能存放用梯形图语言编制的用户程序以外，还能存放用计算机语言编制的用户程序。另外，近期的小、中、大型PLC的用户程序存储区还包括文件存放器(FiIeRegjsters)，这些文件存放器内的数据只能在编制用户程序时将其写入。当PLC投入运行时，只能对其进行读操作，而不能对其进行写操作。*47

输入、输出接口：是CPU连接工业现场设备的桥梁。采用光电隔离，实现了PLC的内部电路与外部电路的电气隔离，减小了电磁干扰。、输入／输出部件〔I／0单元〕CPU：标准电平弱电数字量外部设备：开关量、模拟量不同电压等级的交流、直流量高速、低速信号远程、本地信号输入/输出接口PLC厂家为用户提供各种类型的I/O接口电路。*48直流开关量输入接口电路光耦的作用:电气隔离电平转换开关量输入接口：将工业现场的开关量信号转变成CPU能接受的标准逻辑电平.直流开关量输入接口交流开关量输入接口内部直流电源外部提供交流电源，内部有整流，再经上述电路。发光二极管光电耦合器外部开关量器件无源触点：按钮、继电器触点、行程开关等。有源传感器的集电极开路晶体管等。*49通常有干接触、直流输入、交流输入三种形式。干接触式由内部的直流电源供电，小型PLC的直流输入电路也由内部的直流电源供电，交流输入必须外加电源。PLC的的输入接口电路*50交流输入接口电路*51交直流输入接口电路*52继电器输出方式R：输出接口由继电器构成。晶体管输出方式T：输出接口由晶体管构成。晶闸管输出方式S：输出接口由晶闸管构成。输出方式开关量输出接口：通过该接口实现CPU对外部设备的驱动控制(图)继电器输出型接口电路适于大功率、低速、交、直流负载适合于小功率、高速、直流负载适合于大功率、高速、交流负载负载电源由外部提供外部负载接触器线圈、指示灯、电磁阀线圈等*53继电器输出〔2〕输出接口电路：均采用模块式。继电器形式：PLC输出映像区电路输出驱动电路JYCOM+-交流电源或直流电源*54PLC的输出形式有三种：继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出。PLC的输出接口电路继电器输出晶体管输出晶闸管输出*55

PLC输出点与负载的实际连接示意图

四个输出点公用一个COM四个输出点公用一个COM四个输出点公用一个COM*56

2.1.4电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。如果没有一个良好的可靠的电源，系统还是无法正常工作，因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。不管是小型PLC还是中、大型PLC所采用的电源，其性能都一样，均能对PLC内部的所有器件提供一个稳定可靠的直流电源。电源以其输入类型有：交流电源，为交流AC85V~240V，直流电源，为直流电压，常用的为DC24V。*57、底板或机架：大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。外部设备是PLC系统不可分割的一局部，它有四大类编程设备：有简易编程器和智能图形编程器，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况。编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可缺少的器件，但它不直接参与现场控制运行。监控设备：有数据监视器和图形监视器。直接监视数据或通过画面监视数据。存储设备：有存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器，用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丧失，如EPROM、EEPROM写入器等。输入输出设备：用于接收信号或输出信号，一般有条码读人器，输入模拟量的电位器，打印机等。、PLC的外部设备*58编程设备PCFPPROGRAMMER(HELP)CLRWRTFN/PFLSTKIX/IYNOTDT/LdREADOTLWLORRWRANYWYSTXWXSRC(-)OP(BIN)K/HSCCTCEVTMTSVACLRENTBAFEDC

98

3

2

1

0

7

6

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4(DELT)CLR手持式的编程器编程器：是PLC的主要外设。用于用户程序的编制、编辑、调试、检查和监视。便携式：本身不带CPU，只能联机编程。体积小、重量轻、便于生产现场调试。CRT智能式：带有显示屏的图形编程器，有CPU，可联机编程也可脱机编程，可用多种语言编程。通用微机作为编程器：个人电脑，配上厂家提供的编程软件和通讯线。有效利用资源。*59、PLC的通信联网PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。现在几乎所有的PLC新产品都有通信联网功能，它和计算机一样具有RS-232/422以及现场总线接口，通过双绞线、同轴电缆或光缆，可以在几公里甚至几十公里的范围内交换信息。PLC之间的通讯网络是各厂家专用的，PLC与计算机之间的通讯，一些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢，这将使不同机型的PLC之间、PLC与计算机之间可以方便地进行通讯与联网。了解了PLC的根本结构，在购置程控器时就有了一个根本配置的概念，做到既经济又合理，尽可能发挥PLC所提供的最正确功能。*602.2PLC的工作原理最初研制生产的PLC主要用于代替传统的由继电器接触器构成的控制装置，但这两者的运行方式是不相同的：〔1〕继电器控制装置采用硬逻辑并行运行的方式，即如果这个继电器的线圈通电或断电，该继电器所有的触点〔包括其常开或常闭触点〕在继电器控制线路的哪个位置上都会立即同时动作。〔2〕PLC的CPU那么采用顺序逻辑扫描用户程序的运行方式，即如果一个输出线圈或逻辑线圈被接通或断开，该线圈的所有触点(包括其常开或常闭触点)不会立即动作，必须等扫描到该触点时才会动作。*61、扫描技术当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期T。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。*62PLC的I/O响应时间为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离等技术。为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式〔扫描技术〕。以上两个主要原因，使得PLC的I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢一些，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期。I/O响应时间:指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。*63*64〔1〕输入采样阶段在输入采样阶段，——输入扫描阶段PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入输入映象区中的相应的单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，输入映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，那么该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。*65〔2〕用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，——用户程序扫描PLC的CPU总是按由上而下的顺序依次地扫描用户的每一条梯形图。在扫描每一条梯形图时，总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，扫描线圈或功能指令刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在输出映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令即在用户程序执行过程中，只有输入映象区内的状态和数据不会发生变化，而输出映象区或软设备在系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，*66〔2〕用户程序执行阶段输出点和软设备的触点的状态或数据与其在用户程序中的位置有关，排在上面的梯形图，其被刷新的软设备线圈或输出线圈的状态或数据会对排在其下面的但凡用到这些线圈的触点或数据的梯形图在本次扫描周期就起作用;相反，排在下面的梯形图，其被刷新的软设备线圈或输出线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的但凡用到这些线圈的触点或数据的梯形图起作用。*67举例这两段程序执行的结果完全一样，但在PLC中执行的过程却不一样。程序1只用一次扫描周期，就可完成对M4的刷新；程序2要用四次扫描周期，才能完成对M4的刷新。*68在实际应用中注意：同样的假设干条梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别。