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當(dāng)PLC運行時，CPU就要執(zhí)行用戶程序中的操作,。但是CPU不可能同時執(zhí)行多個操作,，只能分時地一個操作一個操作地執(zhí)行。PLC利用系統(tǒng)軟件在其內(nèi)部建立了輸入輸出映像區(qū),，當(dāng)PLC的CPU執(zhí)行用戶程序時,，從輸入映像區(qū)中讀取輸入信號的狀態(tài)，進行相應(yīng)的操作。當(dāng)CPU執(zhí)行完作后,，將操作結(jié)果輸出到輸出映像區(qū)，然后再執(zhí)作,，操作結(jié)果送到輸出映像區(qū),。在程序執(zhí)行過程中，PLC并不讀取輸入信號的真正狀態(tài),，執(zhí)行結(jié)果也并沒有輸出到PLC外部,。只有當(dāng)程序執(zhí)行到結(jié)束指令（END）時，將輸出映像區(qū)中執(zhí)行結(jié)果向PLC外部輸出一次,，將輸入信號的狀態(tài)讀取一次送到輸入映像區(qū),。對輸入輸出信號的這一操作過程稱為I/O刷新。I/O刷新完成后,，CPU再從用戶程序的條指令開始,，進行下一次程序執(zhí)行。PLC的這種工作方式被稱為掃描方式,。
PLC的掃描周期包括上電后初始處理,、共同處理、上位鏈接服務(wù),、外設(shè)服務(wù),、運算處理、I/O刷新,。
PLC輸入/輸出響應(yīng)滯后的現(xiàn)象及其影響分析
當(dāng)PLC的輸入端輸入信號發(fā)生變化PLC輸出端對該輸入變化做出反應(yīng)需要一段時間,，這種現(xiàn)象稱為PLC輸入/輸出響應(yīng)滯后。
由上述分析可知,，掃描周期的長短主要取決于程序的長短,。掃描周期越長，響應(yīng)速度越慢,。由于每一個掃描周期只進行一次I/O刷新,，即每一個掃描周期PLC只對輸人、輸出狀態(tài)寄存器更新一次,，故使系統(tǒng)存在輸人,、輸出滯后現(xiàn)象，這在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應(yīng)速度,。工業(yè)現(xiàn)場的干擾常常是脈沖式的,、短時的，PLC的輸入/輸出響應(yīng)滯后,，對一般的工業(yè)控制要求,，是*允許的，還可以起到增強系統(tǒng)的抗干擾能力。
但是,，對于控制時間要求嚴格,、響應(yīng)速度要求較快的系統(tǒng)，就要采取措施減小輸入/輸出滯后的不利影響,。
1,、PLC的基本概念
可編程控制器(Programmable Controller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應(yīng)用而設(shè)計制造的,。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller),，簡稱PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制,。隨著技術(shù)的發(fā)展,，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此,，今天這種裝置稱作可編程控制器,，簡稱PC。但是為了避免與個人計算機(Personal Computer)的簡稱混淆,，所以將可編程控制器簡稱PLC
2,、PLC的基本結(jié)構(gòu)
PLC實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同,，如圖所示：
a. 處理單元(CPU)
處理單元(CPU)是PLC的控制中樞,。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源,、存儲器,、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤,。當(dāng)PLC投入運行時,，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū),，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,，***后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,，如此循環(huán)運行，直到停止運行,。
許多人覺得PLC很神秘,，其實PLC是很簡單的，其內(nèi)部的CPU除了速度快之外,，其他功能還不如普通的單片機,。通常PLC采用16位或32位的CPU，帶1或2個的串行通道與外界通訊，內(nèi)部有一個定時器即可,，若要提高可靠性再加一個看家狗定時器足夠,。
PLC的關(guān)鍵技術(shù)在于其內(nèi)部固化了一個能解釋梯形圖語言的程序及輔助通訊程序，梯形圖語言的解釋程序的效率決定了PLC的性能,，通訊程序決定了PLC與外界交換信息的難易,。對于簡單的應(yīng)用，通常以獨立控制器的方式運作,，不需與外界交換信息，只需內(nèi)部固化有能解釋梯形圖語言的程序即可,。實際上,，設(shè)計PLC的主要工作就是開發(fā)解釋梯形圖語言的程序。
可編程控制器PLC與個人計算機PC的主要差異
（1）PLC工作環(huán)境要求比PC低,，PLC抗干擾能力強,；
（2）PLC編程比PC簡單易學(xué)；
（3）PLC設(shè)計調(diào)試周期短,；
（4）PC應(yīng)用領(lǐng)域與PLC不同,；
（5）PLC的輸入/輸出響應(yīng)速度慢，（一般ms級）,，而PC的響應(yīng)速度快（為微秒級）,；
（6）PLC維護比PC容易。
PLC控制系統(tǒng)一般來講主要有以下七部分內(nèi)容：
（1）根據(jù)設(shè)計任務(wù)書,，進行工藝分析,，并確定控制方案，它是設(shè)計的依據(jù),。
（2）選擇輸入設(shè)備（如按鈕,、開關(guān)、傳感器等）和輸出設(shè)備（如繼電器,、接觸器,、指示燈等執(zhí)行機構(gòu)）。
（3）選定PLC的型號（包括機型,、容量,、I/O模塊和電源等）。
（4）分配PLC的I/O點,，繪制PLC的I/O硬件接線圖,。
（5）編寫程序并調(diào)試。
（6）設(shè)計控制系統(tǒng)的操作臺,、電氣控制柜等以及安裝接線圖,。
（7）編寫設(shè)計說明書和使用說明書。