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結合PLC的組成和結構分析PLC的工作原理更容易理解。PLC是采用周期循環掃描的工作方式，CPU連續執行用戶程序和任務的循環序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執行過程是CPU的循環掃描，并用周期性地集中采樣、集中輸出的方式來完成的。一個掃描周期主要可分為：

（1）讀輸入階段。 每次掃描周期的開始，先讀取輸入點的當前值，然后寫到輸入映像寄存器區域。在之后的用戶程序執行的過程中，CPU訪問輸入映像寄存器區域，而并非讀取輸入端口的狀態，輸入信號的變化并不會影響到輸入映像寄存器的狀態，通常要求輸入信號有足夠的脈沖寬度，才能被響應。

（2）執行程序階段。 用戶程序執行階段，PLC按照梯形圖的順序，自左而右，自上而下的逐行掃描，在這一階段CPU從用戶程序的第一條指令開始執行直到最后一條指令結束，程序運行結果放入輸出映像寄存器區域。在此階段，允許對數字量I/O指令和不設置數字濾波的模擬量I/O指令進行處理，在掃描周期的各個部分，均可對中斷事件進行響應。

（3）處理通信請求階段。 是掃描周期的信息處理階段，CPU處理從通信端口接收到的信息。

（4）執行CPU自診斷測試階段。在此階段CPU檢查其硬件，用戶程序存儲器和所有I/O模塊的狀態。

（5）寫輸出階段。每個掃描周期的結尾，CPU把存在輸出映像寄存器中的數據輸出給數字量輸出端點（寫入輸出鎖存器中），更新輸出狀態。然后PLC進入下一個循環周期，重新執行輸入采樣階段，周而復始。

如果程序中使用了中斷，中斷事件出現，立即執行中斷程序，中斷程序可以在掃描周期的任意點被執行。

如果程序中使用了立即I/O指令，可以直接存取I/O點。用立即I/O指令讀輸入點值時，相應的輸入映像寄存器的值未被修改，用立即I/O指令寫輸出點值時，相應的輸出映像寄存器的值被修改。

（1）抗干擾能力強，可靠性高

 微機雖然具有很強的功能，但抗干擾能力差，工業現場的電磁干擾，電源波動，機械振動，溫度和濕度的變化，都可以使一般通用微機不能正常工作。而PLC在電子線路、機械結構以及軟件結構上都吸取生產廠家長期積累的工業控制經驗，主要模塊均采用大規模與超大規模集成電路，I／0系統設計有完善的通道保護與信號調理電路；在結構上對耐熱、防潮、防塵、抗震等都有精確考慮；在硬件上采用隔離、屏蔽、濾波、接地等抗干擾措施；在軟件上采用數字濾波等抗干擾和故障診斷措施；所有這些使PLC具有較高的抗干擾能力。PLC的平均無故障時間通常在幾萬小時以上，這是一般微機不能比擬的。

 繼電器—接觸器控制系統雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機械觸點，使設備連線復雜，且觸點在開閉時易受電弧的損害，壽命短，系統可靠性差。而PLC采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的電子存儲器件來完成，大部分繼電器和繁雜連線被軟件程序所取代，故壽命長，可靠性大大提高。

 （2）控制系統結構簡單，通用性強

PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統。在PLC構成的控制系統中，只需在PLC的端子上接入相應的輸入輸出信號線即可，不需要諸如繼電器之類的物理器件和大量而又繁雜的硬接線線路。當需要變更控制系統的功能時，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個PLC裝置用于不同的控制對象，只是輸入輸出組件和應用軟件的不同。PLC的輸入輸出可直接與交流220 V，直流24V等強電相連，并有較強的帶負載能力。

 （3）編程方便，易于使用

PLC是面向用戶的設備，PLC的設計者充分考慮到現場工程技術人員的技能和習慣。PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業控制的簡單指令形式。梯形圖與繼電器原理圖相類似，這種編程語言形象直觀，容易掌握，不需要專門的計算機知識和語言，只要具有一定的電工和工藝知識的人員都可在短時間學會。

 （4）功能完警

PLC的輸入輸出系統功能完善，性能可靠，能夠適應于各種形式和性質的開關量和模擬量的輸入輸出。由于采用了微處理器，它能夠很方便地實現定時、計數、鎖存、比較、跳轉和強制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯運算、算術運算、數制轉換以及順序控制功能，而且還具備模擬運算、顯示、監控、打印及報表生成功能。此外，它還可以和其他微機系統、控制設備共同組成分布式或分散式控制系統，還能實現成組數據傳送、矩陣運算、閉環控制、排序與查表、函數運算及快速中斷等功能。因此PLC具有極強的適應性，能夠很好地滿足各種類型控制的需要。

 （5）設計、施工、調試的周期短

 用繼電器—接觸器控制完成一項控制工程，必須首先按工藝要求畫出電氣原理圖，然后畫出繼電器屏(柜)的布置和接線圖等，進行安裝調試，以后修改起來十分不便。而采用PLC控制，由于其靠軟件實現控制，硬件線路非常簡潔，并為模塊化積木式結構，且已商品化，故僅需按性能、容量(輸入輸出點數、內存大小)等選用組裝，而大量具體的程序編制工作也可在PLC到貨前進行，因而縮短了設計周期，使設計和施工可同時進行。由于用軟件編程取代了硬接線實現控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，縮短了施工周期。因為PLC是通過程序完成控制任務的，采用了方便用戶的工業編程語言，且都具有強制和仿真的功能，故程序的設計、修改和調試都很方便，這樣可大大縮短設計和投運周期。

 （6）體積小，維護操作方便

PLC體積小，質量輕，便于安裝。PLC的輸入輸出系統能夠直觀地反應現場信號的變化狀態，還能通過各種方式直觀地反映控制系統的運行狀態，如內部工作狀態、通訊狀態、I/O點狀態、異常狀態和電源狀態等，對此均有醒目的指示，非常有利于運行和維護人員對系統進行監視。