外设，用户程序可以通过编程器输入到 PLC 的存储器中，你也可以用它来检查和修改程序，并监测 PLC 的工作状态等。
2.3 可编程控制器的工作原理
2.3.1可编程控制器的内部结构
一台PLC就是一台工业控制用的微型计算机。图是PLC的结构框图。PLC是由微型处理器和存储器组成的控制装置，还有输入/输出接口电路，它将PLC的内部电路与外部输入输出设备隔离开来。PLC存储器中的程序是根据生产工艺要求并用梯形图（LD）或指令集（IS）或功能块语言（FBL）编写的程序，由编程器输入的。
编程器按钮输入接口存储器输出接口微处理器指示灯行程开关电磁阀光电开关电源电源
图2.1 PLC内部结构框图
PLC的控制原理是：外部输入信号驱动输入继电器，由输入继电器却东内部程序，内部程序使输出继电器动作，最后由输出继电器去驱动外部负载。动作过程与继电器控制系统相似。 2.3.2可编程控制器的工作方式
PLC虽然以微处理器为核心，具有微机的好多特点，但它的工作方式却与微机有很大的区别。PLC是采用“顺序扫描、不断循环”的方式进行工作的。用户程序被按顺序存储在PLC 中，中央处理单元（CPU）从第一条指令开始执行，当
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遇到结束符后再返回到第一条，如此不断重复执行上述操作。可编程逻辑控制器(PLC)的扫描过程分为内部处理、通信操作，输入程序、执行程序、输出程序五个阶段。完成上述五个阶段称为一个扫描周期。当 PLC 处于停止状态时，只进行内部处理和通信操作。概括而言，PLC的工作方式就是一个不断循环的顺序扫描工作方式。当PLC处于停止状态时，只进行内部处理和通信操作。只有在PLC处于运行状态时，才执行图中的扫描工作。
内部处理通信操作输入程序执行程序输出程序
图 2.2 PLC扫描过程图
如果我们暂不考虑远程I/O特殊模块和其他通信服务，这样扫描过程就只剩“输入采样”、“程序执行”、“输出刷新”三阶段了。下面对这三阶段进行分析。
1. 输入采样阶段
当PLC开始周期工作时，控制器首先以扫描方式顺序读入所有的输入端的信号状态（1或0），并逐一存入输入状态寄存器。输入状态寄存器的位数与输入端子的数目相对应，因而输入状态寄存器又可称为输入映象寄存器。值得指出的是，PLC对输入元件的要求特别简单。例如某一按钮具有一动合—动断触头，对于PLC只须接入一动合（或一动断）触头。控制器根据该触头的状态即可判断按钮是否动作，而这一触头的状态可在程序中重复使用。这就可大大减少输入信号线的根数，同时也可简化元件的结构，对于提高可靠性、降低成本很有好处。
输入采样结束后转入程序执行阶段。在程序执行期间，即使输入状态变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，这些变化只能在下一工作用期的输入采样阶段才被读入。
2. 程序执行阶段
PLC的用户程序决定了输入信号与输出信号之间的具体关系。组成程序的每条指令都有顺序号，在PLC中称为步序号。指令按步序号依次存入存储单元。程序执行期间，在无跳转指令时，地址计数器顺序寻址，依次指向每个存储单元，
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控制器顺序执行这些指令。执行指令时先读入输入状态寄存器的状态，若程序中规定要读入某输出状态，也在此时从输出状态寄存器的某对应位读入，然后进行逻辑运算，运算结果存入输出状态寄存器。这就是说输出状态寄存器的内容，会伴随程序的执行而变化（由输出指令的执行结果所决定）。输出状态寄存器的位数与输出元件数目相对应，所以它又称为元件映象寄存器。
3. 输出刷新阶段
在所有的指令执行完毕后，输出状态寄存器中的状态（即输出继电器的状态）在输出刷新阶段转存到输出锁存器锁存，驱动输出线圈，形成PLC的实际输出。
在一个周期执行完后，地址计数器恢复到初始值，重复执行由以上三个阶段构成的工作周期。
虽然可以把PLC看成一个用微处理机实现的许多电子式继电器、定时器和计数器的组合体；不过需要注意的是PLC与继电器开关电路在动作顺序上的差别。对于继电器开关电路，全部继电器的动作可以看成是并行执行的，或者说是同时执行的，而PLC的电器动作是按程序或者说是串行，按周期重复执行的。这使得PLC的输出对于输入存在滞后，因此在进行PLC程序设计时，应充分注意它的周期工作方式。
PLC的全过程可用图2.4所示的运行框图来表示。整个运行分为三部分： 第一部分是上电处理。机器上电后对PLC系统进行一次初始化工作，包括硬件初始化，I/O模块配置检查，停电保持范围设定及其他初始化处理等。
第二部分是扫描过程。PLC上电处理完成以后进入扫描工作过程。先完成输入处理，其次完成于其他外设通信的处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。
第三部分是出错处理。PLC每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定PLC自身的动作是否正常，如CPU、电池电压、程序存储器、I/O、通信等是否异常或出错，如检查异常时，CPU面板上的LED及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，所有的扫描停止。
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电源ON内部处理输入处理（输入传送、远程I/O）通信服务（外设、CPU、总线服务）更新时钟、特殊寄存器STOPRUNCPU运行方式执行程序输出处理执行自诊断YPLC正常N存放自诊断错误结果N致命错误YCPU强制为STOP
图2.3 PLC运行框图
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总结PLC的工作原理，可得出如下PLC的输入、输出处理规则：
(1) 输入状态寄存器的内容，由上一个输入采样期间输入端子的状态决定。 (2) 输出状态寄存器的状态，由程序执行期间输出指令（OUT）的执行结果所决定，它是随程序执行而改变的。
(3) 输出锁存电路的状态，由程序执行期间输出状态寄存器的最后状态来确定。
(4) 输出端子板上各输出端的状态，由输出锁存电路来确定。 (5) 程序如何执行。取决于输入输出状态寄存器的状态。
PLC工作方式的特点：集中采样、集中输出、周期性循环扫描，“串行”工作方式
1．扫描周期：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或工作周期。
PLC 运行正常时，扫描周期的长短与CPU 的运算速度有关，与I/O 点的情况有关，与用户应用程序的长短及编程情况等均有关。通常用PLC 执行1K 指令所需时间来说明其扫描速度( 一般1~10ms/K) 。
2． 输出滞后：指从PLC的外部输入信号发生变化至它所控制的外部输出信号发生变化的时间间隔。一般为几十—100ms.
引起输出滞后的因素：输入模块的滤波时间、输出模块的滞后时间、扫描方式引起的滞后。
3. 由于PLC是集中采样，在程序处理阶段即使输入发生了变化，输入映象寄存器中的内容也不会变化，要到下一周期的输入采样阶段才会改变。
4. 由于PLC是串行工作，所以PLC的运行结果与梯形图程序的顺序有关。 这与继电器控制系统“并行”工作有质的区别。避免了触点的临界竞争，减少繁琐的联锁电路。
2.4 可编程控制器的编程语言
所谓程序编制，就是用户根据控制对象的要求，利用PLC厂家提供的程序编制语言，将一个控制要求描述出来的过程。PLC提供了完整的编程语言，以适应
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