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微机一般采用等待命令的工作方式(如常见的键盘扫描方式或I/0扫描方式，有键按下或I/0动作则转入相应的子程序，无键按下则继续扫描)。PLC则采用循环扫描工作方式，采用循环扫描工作方式是PLC区别于微机的最大特点。PLC与继电接触器的重要区别之一也是工作方式不同：继电接触器是按―并行‖方式工作的，也就是按同时执行的方式工作的，只要形成电流通路，就可能有几个电器同时动作。而PLC是按―串行‖方式工作的，以反复扫描的方式工作的，它是循环连续逐条执行程序，任一时刻它只能执行一条命令。这是因为一般计算机是按照程序计数器形成的程序号顺序执行，且采用查询方式结构，专门查看某一变量条件的满足情况的，并根据此而决定下一步的操作。但是被控对象控制条件的满足时间与程序顺序执行的不协调，且查看的己不是某一变量的条件，而是多个变量的条件。因此在PLC中采用对整个程序循环执行的工作方式，CPU从首地址开始按次序逐个扫描所有存储器地址，执行全部用户程序的。即序指令所在的地址，接着CPU对这条指令进行读取、译码及执行操作。这条指令使CPU首先要将I/0状态表中操作对象的状态存入结果寄存器中。这个动作完成后，程序计数器的计数值自动加1，CPU将第二个指令存入指令寄存器，再译成微处理器的指令去执行运算。
CPU执行的结果最终是将结果寄存器的内容送到I/0状态表中。I/0状态表是PLC在RAM区中开辟一个区，专门用作存储输入信号与输出信号的状态。逻辑解算时的输入信号是从I/0状态表中得到的，解算后的结果立刻送入I/0状态表中的相应位，等待I/0刷新以实现PLC控制。这样CPU从第一条指令开始执行程序，直到遇到结束符后，又返第一条执行第二次、第三次、一直到停机。如果程序的每一条指令执行时间足够快，整个程序并不长，使得每执行一次程序所占用的时间足够短，这个时间短到足以保证变量条件不变。即如果在前一次执行程序时对某一变量的状态没有捕抓到，保证在第二次执行程序时该条件依然存在。
要使程序巡回扫描一次的时间短，首先和每条指令的执行时间长短有关，其次和程序中所用指令类型包含指令条数的多少有关。前者主要和机器的主频即时钟的快慢有关，机器选择确定后，它也随之而定。后者则和被控系统的复杂程度，以及程序编制者的水平有关。程序有长有短，而且在各个扫描周期中也随着条件的不同而影响着程序长短的变化。因此，这部分占用的扫描时间不仅对不同的系统其长短不同，而且对同一系统的不同时间也占用不同的扫描时间。执行程序随变量状态的不同，一部分程序段可能不执行。为了保证生产系统的正常运行，必须做到最长的扫描周期小于系统电器改变状态的时间。实际上扫描周期的不固定，给机器实现某些控制会带来一些困难。
可编程序控制器扫描工作方式：计算机用于控制、运行程序时常采用扫描工作方式和中断工作方式。PLC主要采用扫描工作方式，顺序扫描工作方式简单直观，简化了程序设计，并为PLC可靠运行提供有利的保证。在有的场合也插入中断方式，允许中断正在扫描运行的程序，以处理继续处理的事件。这种工作方式是在系统软件控制下，顺次扫描各输入点的状态，按用户程序进行运
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算处理，然后顺序向输出点发出相应的控制信号。整个工作过程可分为以下阶段：每次扫描用户程序之前，都先执行故障自诊断程序。自诊断内容为I/0部分、存储器、CPU等，发现异常停机显示错误。若自诊断正常，继续向下扫描。PLC检查是否有与编程器、计算机等的通信请求，若有则进行相应处理。如接收由编程器送来的程序、命令和各种数据，并把要显示的状态、数据、出错信息等发送给编程器进行显示。如果有计算机等的通信请求，也在这段时间完成数据的接受和发送任务。
PLC扫描工作的第一步是采样阶段，PLC的中央处理器通过对输入接口将所有输入端子的信号状态读入并存入内存中个对应的输入映像寄存器(输入缓冲区、I/0状态表)，即刷新输入映像寄存器中所有输入信号的原有状态。然后进入下一步，此时输入映像寄存器与外界保持隔离，无论信号如何变化，输入映像寄存器中的内容都保持不变，直到下一次的扫描周期的输入采样，才重新改写输入端的新内容。第二步扫描用户程序，根据本周期输入映像寄存器中的状态和上周期输出映像寄存器的状态，中央处理器CPU将指令逐条调出并执行，以对输入和原输出状态(即数据)进行处理。对用户程序逐条读取，经过命令解释后，按指令规定的任务，产生相应的控制信号，去启闭有关的控制门路。分时分渠道地去执行数据的存取、传送、组合、比较和变换等动作，完成用户程序中规定的逻辑或算术运算等任务，将运算结果逐一填入输出映像寄存器。第三阶段输出刷新，当所有的指令执行完毕后，将刷新输出映像寄存器的状态，并转存到输出锁存寄存器，通过一定的方式，送到PLC的输出端子。这样就集中把输出状态寄存器的状态通过输出部件转换成被控设备所能接受的电压或电流信号，以驱动被控设备，实现输出控制、制表、打印或数据通讯等等。PLC周期性地循环执行上述步骤，称为扫描周期。它反映PLC对输入信号的灵敏度或滞后程度。扫描周期的大小对系统性能有一定影响，例如对I/0响应时间，定时器精度等都有影响。当程序较长时，就应当计算扫描周期，看看是否符合要求。
3.6 PLC的性能指标
常见技术性能指标：
（1）I/0点数： PLC外部输入、输出端子数。
（2）扫描速度：一般以执行1000步指令所需时间来衡量，单位为毫秒/千步。
（3）内存容量：一般以PLC所能存放用户程序多少衡量，在PLC中程序指令是按―步‖存放的(一条指令往往不止一步)，一步占用一个地址单元，一个地址单元一般占用两个字节(如一个内存容量为1000步的PLC可推知其内存为2K字节)。
（4）指令条数：衡量PLC软件功能强弱的主要指标。PLC具有的指令种类越多，软件功能越强。
（5）内部寄存器：存放变量状态、中间结果、数据等，是衡量PLC硬件
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功能强弱的一个指标。 （6）高功能模块：主控模块实现基本控制功能，而高功能模块则实现某一种特殊的专门功能。
3.7 PLC的应用场合
可编程序控制器与普通计算机的比较：PLC是一种工业控制计算机，它具有计算机共性的一面，但由于历史发展的原因和它的设备适用现场控制使它具有区别与普通计算机的特点。PLC的设计者着重于高可靠性和密封结构，适用于恶劣的工业环境可靠性高。从应用范围来说，可编程控制器是专用机，而微机属通用机。从工业控制角度来说，可编程控制器是控制通用机，而微机可做成某一控制设备的专用机。主要区别是：
（1）PLC工作目的是生产过程自动化，普通计算机主要用于科学计算、数据处理。
（2）PLC的工作环境是工业现场，普通计算机是机房。
（3）PLC的工作方式是扫描工作方式，普通计算机是中断工作方式。 （4）PLC编程采用了面向操作者的逻辑语言，普通计算机采用高级语言。 （5）可编程控制器的输入输出响应速度慢(毫秒级)，有较大滞后现象，而微机反应速度很快(微秒级)。
（6）输入输出设备不同。
在自动化控制系统中，使可编程控制器集中在控制功能上，而使微机集中在处理信息上，使之各用所长、相辅相成，共同发展。可编程控制器的发展动向和趋势：
（1）编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化。PLC提供了完整的编程语言，以适应PLC在工业环境中的使用。利用编程语言，按照不同的控制要求编制不同的控制程序，这相当于设计和改变了继电器控制的硬接线线路。这就是所谓的“可编程序”。程序由编程器送入到PLC内部的存储器中，它也能方便地读出、检查与修改。由于PLC是专为工业控制需要而设计的，编程时完全可以不考虑微处理器内部的复杂结构，不必使用各种计算机使用的语言，而把PLC内部看作是由许多逻辑部件组成，利用PLC提供的编程语言来编制控制程序。PLC提供的语言通常是：梯形图编程(Ladder Programming)，功能图编程(Function Chart Programming)和布尔逻辑编程(Boolean Logic Programming)。PLC更复杂的应用需要高级的编程工具，其软件的发展与硬件同步。如早期的梯形图，今天的布尔代数(SIPROM)、专用高级语言(PSM， PLM等)。对于复杂的控制系统，梯形图就显得麻烦和费时，容易出错.因此，逐步发展出许多新的编程语言，如布尔逻辑语言，PLC专有的高级语言(如MELSAP)，面向功能块的流程图语言(如ASEA MASTER-PIECE语言)，与计算机兼容的高级语言(如BASIC和C语言)等。
（2）新部件和模块不断推出。智能输入输出模块本身具有CPU，能独立工作，可与PC主机并行操作，在可靠性、适应性、扫描速度和控制精度等方面都
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对PC作了补充如智能通信模块、语音处理模块、专有智能PID控制模块、专有数控模块、智能位置控制模块、智能模拟量模块。
（3）PLC加强了网络通信功能。由于可用PLC构成网络，因此，各种个人计算机、图形工作站、小型机等都可以作为PLC的监控主机和工作站，能够提供屏幕显示、数据采集、记录保持及信息打印等功能。
（4）发展容错技术。冗余控制技术采用双处理器或多处理器，增加了控制系统的可靠性。
（5）机电一体化(Macaronis)技术。这是机械、电子和信息技术的结合，所开发的产品是由机械本体、PLC等微电子装置、传感器和执行机构组成的。PLC采用微型化电子元件，可靠性高、功能强、体积小、重量轻、结构紧凑，容易实现机电一体化。这是PLC发展的重要方向。
（6）产品规模向大、小两个方向发展。 （7）PLC向过程控制渗透与发展。 （8）追求软硬件的标准化。
国内外PLC产业发展应用：顺序控制、运动控制、过程控制(PID， Proportional Integral Derivative)、数据处理、通信。
（1）用于开关逻辑控制：这是PLC最基本的应用范围。可取代传统继电接触器控制(如机床电气、电机控制中心等)，也可取代顺序控制(如电梯控制、运输、检测等)。总之，PLC可用于单机、多机群以及生产线的自动化控制。
（2）用于机械加工的数字控制：PLC和计算机(CNC)装置组合成一体，可实现数值控制，组成数控机床。
（3）用于机器人控制：可用一台PLC实现3—6轴的机器人控制，
（4）用于闭环过程控制：配有PID模块，可实现单回路、多回路的调节控制。
（5）用于组成多级控制系统，实现工厂自动化网络。
PLC可与计算机组成功能更强的分布式控制系统( Distributed Control System )。国外PLC发展的明显特征是产品的集成度越来越高，工作速度越来越快，功能越来越强，使用越来越方便，工作越来越可靠。特别是远程通信功能的实现，易于实现柔性加工和制造系统(FMS).国内通过技术引进、消化吸收、仿制和国产化工作，取得了一定的发展。从市场需求看，小型PLC的需求量最多。
国内现状是：
（1）低档小型PLC用得较多。 （2）用国外进口的PLC多。
（3）用于现有设备技术改造(大部分是机械加工设备)或单个设备和生产线试点应用的多，用于大批量产品配套(如无锡机床厂生产的磨床年配套超过1000台以上)的少。主要因为大批量产品配套要求货源有充分可靠的保证，并且性能/价格比要高，这一点目前国内外PLC都难于满足要求。
（4）大的厂矿、企业和工业发达地区应用PLC的多。
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3.8 PLC的发展趋势 信息技术的发展对现代控制技术提出了更高的要求，作为现代工业支柱之一，PLC面向未来的信息时代也在不断完善、增强和拓展自身的功能，以更好地适应现代控制系统的发展要求。
1．功能更强，速度更快
PLC是计算机技术、通信技术和自动控制技术三者有机结合的高科技产品，因而随着微电子技术、计算机技术、通信技术和现代自控技术的飞速发展，PLC的功能也在不断增强，并将推出速度更快、功能更强的PLC系列产品。
2．模块更丰富
现代PLC系列产品中的模块正在向智能化、功能专一、品种齐全的方向发展。以微处理器为基础的智能I/O模块可与PLC的主CPU模块并行工作，提高PLC扫描速度，又可实现模块自适应、参数自整定等功能，从而使I/O接口功能、过程控制功能大大增强。根据实际控制对象的具体要求，现代PLC将会研制出更多的功能模块和更完整的系列产品。
3．与其它智能控制系统的融合
现代PLC系统采用了更强的微处理器、容量更大的存储器，并将逻辑控制、模拟量控制、数学运算及通信功能等有机结合了起来，性能不断提高，同时PLC与工业控制计算机、集散控制系统(DCS)，嵌入式计算机等系统在功能和应用方面相互渗透、相互结合，拓宽了更广阔的控制应用领域.
4．通信功能增强
PLC系统己具有了很强的通信能力，可在PLC间、PLC与计算机间近距离或远距离联网通信，形成统一的、分散式集中控制系统。同时由于各厂家PLC通信协议的专用特点，现代PLC系统将更多采用标准工业总线，向MAP规约靠拢，使不同机型的PLC系统间可自由联网通信，实现资源共享，适应现代工业无人、无线、远程、复杂的综合控制管理的需要。
3.9 PLC的编程及设计
我们在过程控制级组成PLC控制系统，PLC控制系统设计应包括输入设备的选择、输出设备的选择、输出控制对象的选择、PLC型号的选择、分配1/O点，绘制1/O连接图、设计控制程序等。图3－4显示了PLC控制系统的设计一般步骤。
PLC主要是通过各类接口模块的外接线实现对工业设备或生产过程的检测与控制。通过各种输入/输出接口模块，PLC既可以检测到所需的过程信息，又可以将处理结果传送到外部过程，驱动各种执行机构实现对工业生产过程的控制。由于实际生产的信号电平多种多样，外部执行机构所需的电平也是千差万
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