PLC（可編程邏輯控制器）是一種廣泛應用于工業(yè)自動化領域的控制設備。它可以根據(jù)用戶編寫的控制程序，對各種輸入信號進行處理和判斷，然后輸出相應的控制信號，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。本文將對PLC的基本工作原理和掃描工作方式進行詳細介紹。

一、PLC的基本工作原理

PLC的工作原理主要包括以下幾個步驟：

1.輸入信號采集：PLC通過輸入模塊接收來自現(xiàn)場的各種信號，如開關量信號、模擬量信號等。這些信號經(jīng)過光電隔離、濾波等處理后，轉換為PLC內(nèi)部可以識別的數(shù)字信號。

2.程序處理：PLC根據(jù)用戶編寫的控制程序，對輸入信號進行處理和判斷。程序處理主要包括邏輯運算、算術運算、數(shù)據(jù)轉換等功能。在程序處理過程中，PLC會根據(jù)不同的條件，生成相應的控制指令。

3.輸出信號控制：PLC將處理后的控制指令發(fā)送到輸出模塊，輸出模塊將數(shù)字信號轉換為現(xiàn)場所需的信號形式（如開關量信號、模擬量信號等），并輸出到執(zhí)行元件（如繼電器、伺服電機等），實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的控制。

4.通信與監(jiān)控：PLC具有通信功能，可以通過通信接口與其他設備（如上位機、觸摸屏等）進行數(shù)據(jù)交換，實現(xiàn)遠程監(jiān)控和控制。同時，PLC還可以通過自身的顯示屏，實時顯示運行狀態(tài)和故障信息。

二、PLC的掃描工作方式特點

PLC的掃描工作方式特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式。即每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期，CPU從第一條指令執(zhí)行開始，按順序逐條地執(zhí)行用戶程序直到用戶程序結束，然后返回第一條指令開始新的一輪掃描。其次，PLC程序運行屬于周期掃描，遵循從左到右，從上到下的原則。

此外，一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新三個步驟。然后，PLC運行就是以掃描周期的形式循環(huán)往復工作。最后，由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應延遲。以上就是PLC掃描工作方式的主要特點。

三、PLC掃描的工作方式

PLC掃描的工作方式主要分為以下幾個階段：

PLC掃描的工作方式主要分三個階段，即輸入采樣階段、用戶程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段。如圖所示。

1.輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應單元內(nèi)。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變。因此，如果輸入的是脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。

2.用戶程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算；然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)，或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應位的狀態(tài)，或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。即在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執(zhí)行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的梯形圖起作用。

3.輸出刷新階段

當用戶程序掃描結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

總之，PLC的基本工作原理是通過輸入模塊采集現(xiàn)場信號，根據(jù)用戶編寫的控制程序進行處理和判斷，然后通過輸出模塊控制執(zhí)行元件，實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。PLC掃描的工作方式分為系統(tǒng)自檢、輸入掃描、程序處理、輸出掃描、通信與監(jiān)控等階段，這些階段組成了一個掃描周期，PLC會不斷地重復執(zhí)行這個過程，以實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的自動控制。