PLC按顺序对程序进行扫描，即从上到下、从左到右地扫描每条指令，并分别从输入映象区和输出映象区中获得所需的数据进行运算、处理、再将程序执行的结构写入寄存执行结果的输出映象区中保存。这个结果在程序执行期间可能发生变化，但在整个程序未执行完毕之前不会送到输出端口。
三、
输出刷新阶段
在执行完用户所有程序后，PLC将输出映象区中的内容送到积存输出状态的输出锁存器中，在去驱动用户设备。
PLC重复执行上述三个阶段，每重复一次的时间称为一个扫描周期。PLC在一个工作周期中，输入采样和输出刷新的时间一般为毫秒级，而程序执行时间因程序的长度不同而不同。PLC一个扫描周期因CPU模块的运算速度差别很大。
PLC的一个工作周期主要有上述三个阶段，但严格来说还应包括系统自监测、编程器交换信息与网络通信等时间。
但PLC投入运行后，重复完成以上三个阶段的工作，即采用循环扫描工作过程。PLC工作的主要特点是输入输出采样、程序执行、输出刷新“串行”工作方式，这样既可避免继电器、接触器控制系统中的触电竞争和时序失配，又可提高PLC的运算速度，这是PLC系统可靠性高、响应速度快的原因。
PLC在执行程序时所用到的状态值不是直接从实际输入口获得，而是来源于输入映象区和输出映象区。输入映象区的状态取决于上一扫描周期从输入端子中采样取得的数据，并在程序执行阶段保持不变。输出映象区的状态取决于执行程序输出指令的结果。输出锁存器中的状态值上一个扫描周期的刷新结果。
第二节 PLC的基本结构
PLC主要由CPU模块、输入模块、输出模块和编程装置组成。如下图：
可编程序控制器 按 钮 接触器 选择开关 输 CPU 输 电磁阀 入出限位开关 模 模块 模 电 源 块 块 指示灯 电 源 编程器
一、CPU模块
CPU模块又叫中央处理单元或控制器，它主要由微机处理器（CPU）和存储器组成。CPU的作用类似于人的大脑和心脏，它采用扫描方式工作，每一次扫描要完成以下工作：
1) 输入处理：将现场的开关量输入信号和数据分别读入映象寄存器和数据寄存
器。
2) 程序执行：逐条读入和解释用户程序，产生相应的控制信号去控制有关的电
路，完成数据的存取，传送和处理工作，并根据运算结果更新有关寄存器的内容。
3) 输出处理：将输出映象寄存器的内容送给输出模块，去控制外部负载。 二、I/O模块
输入（Input）模块和输出（Output）模块简称I/O模块，它们是系统的眼、耳、手、脚，是联系外部现场和CPU模块的桥梁。
输入模块用来接收和采集输入信号。数字量（或开关量）输入模块用来接收从按钮、选择开关、数字拨码开关、限位开关、接近开关、光电开关、压力继电器等来的数字输入信号；模拟量输入模块用来接收电位器，测速发电机和各种变送提供的连续变化的模拟量电流电压信号。数字量输出模块用来控制接触器、电磁阀、电磁铁、批示灯、数字显示装置和报警装置等输出设备。模拟量输出模块用来控制调节阀、变频器等执行装置。
CPU模块的工作电压一般是DC5V，而PLC的输入/输出信号电压一般较高，如DC5V和AC220V。从外部引入的尖峰电压和干扰噪声可能损坏CPU模块中的元器件，或影响PLC的正常工作。在I/O模块中，用光电耦合器、小型继电器等器件来隔离外部输入电路和负载。I/O模块除了传递信号外，还有电平转换与隔离的作用。 三、编程装置
编程装置用来生成用户程序，并对它进行编辑、检查和修改。手持式编程器不能直接输入和编辑梯形图，只能输入和编辑指令表程序，因此又叫做指令编程器。它的体积小，价格便宜，一般用来给小型PLC编程，或者用来现场调试和维修。使用编程软件可以在屏幕上直接生成和编辑梯形图、指令表、功能块图和顺序功能图程序，并可以实现不同的编程语言的相互转换。程序被编译后下载到PLC，也可以实现远程编程和传送。可以用编程软件设置PLC内部的各种参数。通过通信，可以显示梯形图中触点和线圈的通断情况，以及运行时PLC内部的各种参数，对于查找故障非常有用。 四、电源
PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源。内部的开关电源为各模块提供各种直流电源。小型PLC一般可以为输入电路和外部的电子传感器（如接近开关）提供24V直流电源，驱动PLC负载的直流电源一般由用户提供。 五.用户程序存储器
PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于单板机的监控程序或个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家固化在ROM内，用户不能直接存取。PLC的用户程序由用户设计，它决定PLC的输入信号与输出信
号之间的具体关系。用户程序存储器的容量由于以字（每个字由二进制的16位组成）位单位，有的PLC将字称为步，每一步存储一条指令。 六.输出接口电路
根据驱动负载元件不同可将输出接口电路分为三种： （一）小型继电器输出形式
这种输出形式既可驱动交流负载，又可驱动直流负载。它的优点是适用电压范围比较宽，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强。缺点是动作速度较慢，动作次数（寿命）有一定的限制。建议在输出量变化不频繁时优先选用。 （二）大功率晶体管或场效应管输出形式
这种输出形式只可驱动直流负载。它的优点是可靠性强，执行速度快，寿命长。缺点是过载能力差。适合在直流供电、输出量变化快的场合选用。 （三）双向晶闸管输出形式
这种输出形式适合驱动交流负载。由于双向可控硅和大功率晶体管同属于半导体材料元件，所以优缺点与大功率晶体管或场效应管输出形式的相似，适合在交流供电、输出量变化快的场合选用。 七. 输入接口电路
为了保证能在恶劣的工业环境中使用，PLC输入接口都采用了隔离措施。如下图，采用光电耦合器为电流输入型，能有效地避免输入端引线可能引入的电磁场干扰和辐射干扰。
在光敏输出端设置RC滤波器，是为了防止用开关类触点输入时触点振颤及抖动等引起的误动作，因此使得PLC内部约有10ms的响应滞后。
当各种传感器（如接近开关、光电开关、霍尔开关等）作为输入点时，可以用PLC机内提供的电源或外部独立电源供电，且规定了具体的接线方法，使用时应加注意。
第四章 PLC的指令系统
第一节 F1—40MR基本单元外部接口介绍
F1—40MR基本单元具有40个I/O接口，其中有24个输入接口和16个输出接口，输出模块为继电器输出类型，既可以外接交流负载，也可以外接直流负载。外部输入接口一共可以输入24个输入控制开关，接口上一共提供了三个完全相同的COM端口，故输入开关只能采用汇点式的接线方法。16个输出端口每4个分为一组，每组设有一个COM端口，每组内所驱动的外部负载可以使用一种供电电源，故该机一共可以驱动16个外部负载，采用分组式的接线方法，最多可以采用四种不同的负载电源对负载进行供电。
F1—40MR的I/O接口分列于箱体的两侧，在输入接口一侧设有三个PLC电源供电端子（0V、100V、200V），可采用AC110V和AC220V供电，同时通过PLC
内的电源模块向外提供一路DC24V（0.1A）的输出端口，为用户使用接近开关、光电开关之类的传感器提供24V电源。在该侧还设有一个RUN端口，供用户外接控制PLC运行的运行开关。
在PLC两侧的I/O接口旁还分设有显示I/O接口的接通或断开状态的LED指示灯，指示各I/O接口的输入/输出状态。当输入开关接通或输出负载被驱动时，相应I/O接口对应的LED亮。使用该功能，就可以在实验室内PLC不外接负载的情况下对用户程序进行模拟调试。从而使控制系统的调试工作变得简单。 输入接口安排如下图所示。
输出接口安排如下图所示。
其中，Y430—Y433共用COM3，Y434—Y437共用COM4，Y530—Y533共用COM5，F1—40MR基本单元的顶部还设有四个指示PLC工作状态的指示灯：当PLC通电时，POWER指示灯亮；当PLC运行开关RUN接通时，RUN指示灯LED亮；当PLC的锂电池电压不足时，BATT.V指示灯亮；当用户程序出错时，PROG.E指示灯闪烁；当PLC的CPU模块自检存在内部故障时，CPU.E指示灯亮。
F1—40MR基本单元的顶部还设有一个编程器接口，用于连接编程器对PLC进行用户程序的输入和调试，还可对PLC的内部的编程元件的工作状态进行监视。
在F1—40MR基本单元的左侧面，还设有两个接口（400和500），用于PLC基本单元与扩展单元之间用扁平电缆进行连接。
在F1—40MR基本单元顶部的一个盖板下面，设有一只锂电池，对PLC中有记忆功能的用户程序存储器和计数器C、状态寄存器S、辅助继电器M300—M377等提供后备电源。在其旁边还设有一个EPROM接口，供插入存储用户程序的EPROM模块。
Y534—Y537共用COM6。
第二节 F1—40MR的编程元件
F1—40MR的编程元件的名称由字母和数字表示，它们分别表示元件的类型和元件号。元件号用八进制数表示，各种编程元件的编号的取值范围有严格的规定，不同的元件编号均不相同，互不重叠，具体规定如下：（以下数字均为八进制）
输入继电器（X）：400—413，500—513 输出继电器（Y）：430—437，530—537
定时器（T）：50—57，450—457，550—557，650—657 计数器（C）：60—67，460—467，560—567，660—667 辅助继电器（M）：100—377 （其中300—377断电保持） 状态寄存器（S）： 600—647
特殊辅助继电器（M）：70，71，72，73，76，77等16个 某些编程元件使用特性及含义
一、
F1—40MR的12个移位寄存器分别由下列辅助继电器组成：
M100—M117 M120—M137 M140—M157 M160—M177 M200—M217 M220—M237 M240—M257 M260—M277 M300—M317 M320—M337 M340—M357 M360—M377 二、
部分特殊辅助继电器的含义：
M70：运行监视，当PLC的运行开关接通时，M70接通。
M71：初始化脉冲，在PLC的运行开关接通之后的第一个扫描周期内接通。 M72：100ms时钟，提供周期为100ms的时钟脉冲信号。 M73：10ms时钟，提供周期为10ms的时钟脉冲信号。 M76：锂电池电压指示。锂电池电压不足时接通。
M77：禁止输出。在程序执行过程中，若梯形图中M77的线圈接通，所有的输出继电器将自动断开，但是辅助继电器、定时器、计数器仍将继续工作。在紧急情况下，可以用M77切断全部输出。
三、
定时器：
F1系列PLC有24个0.1-999s的定时器，为：T50-T57，T450-T457，T550-T557。 F1系列PLC有8个0.01-99.9秒的定时器，为：T650-T657。 四、
计数器：
F1系列PLC有32个最大计数值为999的三位减法计数器，为：60—67，460—467，560—567，660—667。
F1系列PLC将两个三位计数器C660和C661组成计数器对作为一个6位BCD码加减计数器使用，其中C660是低三位，C661是高三位，其计数及工作方式由特殊辅助继电器M470—M472等的ON/OFF状态控制决定，它既可以对高速脉冲（最高2KHz）计数，也可以作为普通计数器使用。
第三节 F1系列PLC 的基本指令