可編程控制器是一種工業(yè)控制計算機，它的工作原理是與計算機工作原理基本一致，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的。

是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。即在plc運行時，cpu從第一條指令開始，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。plc的工作過程包括內(nèi)部處理、通信處理、輸入處理、程序執(zhí)行、輸出處理五個階段，如圖所示。全過程掃描一次所用的時間稱為掃描周期或工作周期。

圖plc的工作過程

在內(nèi)部處理階段，plc檢查cpu模塊內(nèi)部各硬件是否正常。

在通信處理階段，cpu自動檢測各通信接口的狀態(tài)，處理通信請求。

plc有兩種工作狀態(tài)，即停止(stop)狀態(tài)和運行(run)狀態(tài)。當plc處于停止(stop)狀態(tài)時，只完成內(nèi)部處理和通信處理工作。當plc處于運行(run)狀態(tài)時，還要完成其他三個階段。

cpu在處理程序時，輸入信號不是直接從輸入點讀取的，運算結果也并不直接送到實際輸出點。在plc的存儲器中，設置了兩個映像寄存器：輸入映像寄存器和輸出映像寄存器，用于存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)。輸入映像寄存器和輸出寄存器統(tǒng)稱i/o映像寄存器。

plc的程序執(zhí)行過程一般分為輸入處理、程序執(zhí)行和輸出處理三個階段。

(1)輸入處理階段

在輸入處理階段，plc以掃描方式依次地讀人所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入輸入映像寄存器中。在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段中，由于輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，輸入映像寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。因此不會造成運算結果的混亂，保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。如果輸入是脈沖信號，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)程序執(zhí)行階段

在用戶程序執(zhí)行階段，根據(jù)plc梯形圖程序掃描原則，plc按先左后右，先上后下的順序逐句掃描。然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新輸出映像寄存器的狀態(tài)，輸出映像寄存器中所有的內(nèi)容隨著程序的執(zhí)行而改變。在用戶程序執(zhí)行過程中，只有輸入點在輸入映像寄存器內(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輸出映像寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能隨著程序的執(zhí)行隨時發(fā)生變化。因掃描是從上到下順序進行，所以前面程序執(zhí)行結果會對后面的程序起作用，影響后面程序的執(zhí)行結果；而后面掃描的結果卻不能影響前面的掃描結果，只能到下一個掃描周期才能對上面的程序起作用。

(3)輸出處理階段

當所有指令執(zhí)行完畢后，plc就進入輸出刷新階段。輸出映像寄存器的狀態(tài)被送至輸出鎖存器中，并通過一定的方式（、晶體管或晶閘管）輸出，驅(qū)動相應輸出設備工作。

(4) plc循環(huán)掃描工作的特點

在一個掃描周期內(nèi)，輸入狀態(tài)在輸入采樣階段進行．輸出狀態(tài)在輸入刷新階段才被送出，這種方式稱為集中采樣、集中輸出。

①定時集中采樣。plc對輸入端子的掃描只是在輸入處理階段進行，直到下一個掃描周期的輸入處理階段才對輸入狀態(tài)端進行新的掃描。這種定時集中采樣的工作方式，保證了cpu執(zhí)行程序時和輸入端子隔離斷開，輸入端的變化不會影響cpu的工作，提高了plc的抗干擾能力。

②集中輸出。plc在一個工作周期內(nèi)，其輸出暫存器中的數(shù)據(jù)跟隨輸出指令執(zhí)行的結果而變化，而輸出鎖存器中的數(shù)據(jù)一直保持不變，直到輸出階段才對輸出鎖存器的數(shù)據(jù)刷新。這種集中輸出的工作方式使plc在執(zhí)行程序時，輸出鎖存器一直與輸出端子處于隔離斷開狀態(tài)，從而也保證了plc的抗干擾能力，提高了plc的可靠性。

一般小型plc采用集中采樣、集中輸出的工作方式，雖然在一定程度上降低了系統(tǒng)的響應速度，但從根本上提高了系統(tǒng)的抗干擾能力．系統(tǒng)的可靠性強。對大中型plc，由于i/o點數(shù)多，控制功能強，采用可變的掃描順序，可以采用分時分批地進行順序掃描，提高系統(tǒng)的響應速度，縮短掃描周期。