結(jié)合PLC的組成和結(jié)構(gòu)分析PLC的工作原理更容易理解。PLC是采用周期循環(huán)掃描的工作方式，CPU連續(xù)執(zhí)行用戶程序和任務(wù)的循環(huán)序列稱為掃描。CPU對用戶程序的執(zhí)行過程是CPU的循環(huán)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(gè)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(diǎn)的當(dāng)前值，然后寫到輸入映像寄存器區(qū)域。在之后的用戶程序執(zhí)行的過程中，CPU訪問輸入映像寄存器區(qū)域，而并非讀取輸入端口的狀態(tài)，輸入信號的變化并不會影響到輸入映像寄存器的狀態(tài)，通常要求輸入信號有足夠的脈沖寬度，才能被響應(yīng)。

（2）執(zhí)行程序階段。 用戶程序執(zhí)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(zhí)行直到最后一條指令結(jié)束，程序運(yùn)行結(jié)果放入輸出映像寄存器區(qū)域。在此階段，允許對數(shù)字量I/O指令和不設(shè)置數(shù)字濾波的模擬量I/O指令進(jìn)行處理，在掃描周期的各個(gè)部分，均可對中斷事件進(jìn)行響應(yīng)。

（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(zhí)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(tài)。

（5）寫輸出階段。每個(gè)掃描周期的結(jié)尾，CPU把存在輸出映像寄存器中的數(shù)據(jù)輸出給數(shù)字量輸出端點(diǎn)（寫入輸出鎖存器中），更新輸出狀態(tài)。然后PLC進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)周期，重新執(zhí)行輸入采樣階段，周而復(fù)始。

如果程序中使用了中斷，中斷事件出現(xiàn)，立即執(zhí)行中斷程序，中斷程序可以在掃描周期的任意點(diǎn)被執(zhí)行。

如果程序中使用了立即I/O指令，可以直接存取I/O點(diǎn)。用立即I/O指令讀輸入點(diǎn)值時(shí)，相應(yīng)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(diǎn)值時(shí)，相應(yīng)的輸出映像寄存器的值被修改。

（1）抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高

 微機(jī)雖然具有很強(qiáng)的功能，但抗干擾能力差，工業(yè)現(xiàn)場的電磁干擾，電源波動，機(jī)械振動，溫度和濕度的變化，都可以使一般通用微機(jī)不能正常工作。而PLC在電子線路、機(jī)械結(jié)構(gòu)以及軟件結(jié)構(gòu)上都吸取生產(chǎn)廠家長期積累的工業(yè)控制經(jīng)驗(yàn)，主要模塊均采用大規(guī)模與超大規(guī)模集成電路，I／0系統(tǒng)設(shè)計(jì)有完善的通道保護(hù)與信號調(diào)理電路；在結(jié)構(gòu)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(shù)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(shí)間通常在幾萬小時(shí)以上，這是一般微機(jī)不能比擬的。

 繼電器—接觸器控制系統(tǒng)雖有較好的抗干擾能力，但使用了大量的機(jī)械觸點(diǎn)，使設(shè)備連線復(fù)雜，且觸點(diǎn)在開閉時(shí)易受電弧的損害，壽命短，系統(tǒng)可靠性差。而PLC采用微電子技術(shù)，大量的開關(guān)動作由無觸點(diǎn)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(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)

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(tǒng)。在PLC構(gòu)成的控制系統(tǒng)中，只需在PLC的端子上接入相應(yīng)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(dāng)需要變更控制系統(tǒng)的功能時(shí)，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個(gè)PLC裝置用于不同的控制對象，只是輸入輸出組件和應(yīng)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(qiáng)電相連，并有較強(qiáng)的帶負(fù)載能力。

 （3）編程方便，易于使用

PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計(jì)者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣。PLC程序的編制，采用梯形圖或面向工業(yè)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(jì)算機(jī)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(shí)間學(xué)會。

 （4）功能完警

PLC的輸入輸出系統(tǒng)功能完善，性能可靠，能夠適應(yīng)于各種形式和性質(zhì)的開關(guān)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(shí)現(xiàn)定時(shí)、計(jì)數(shù)、鎖存、比較、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制I/O等諸多功能，不僅具有邏輯運(yùn)算、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)制轉(zhuǎn)換以及順序控制功能，而且還具備模擬運(yùn)算、顯示、監(jiān)控、打印及報(bào)表生成功能。此外，它還可以和其他微機(jī)系統(tǒng)、控制設(shè)備共同組成分布式或分散式控制系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)成組數(shù)據(jù)傳送、矩陣運(yùn)算、閉環(huán)控制、排序與查表、函數(shù)運(yùn)算及快速中斷等功能。因此PLC具有極強(qiáng)的適應(yīng)性，能夠很好地滿足各種類型控制的需要。

 （5）設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短

 用繼電器—接觸器控制完成一項(xiàng)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(jìn)行安裝調(diào)試，以后修改起來十分不便。而采用PLC控制，由于其靠軟件實(shí)現(xiàn)控制，硬件線路非常簡潔，并為模塊化積木式結(jié)構(gòu)，且已商品化，故僅需按性能、容量(輸入輸出點(diǎn)數(shù)、內(nèi)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(jìn)行，因而縮短了設(shè)計(jì)周期，使設(shè)計(jì)和施工可同時(shí)進(jìn)行。由于用軟件編程取代了硬接線實(shí)現(xiàn)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?yàn)?/span>PLC是通過程序完成控制任務(wù)的，采用了方便用戶的工業(yè)編程語言，且都具有強(qiáng)制和仿真的功能，故程序的設(shè)計(jì)、修改和調(diào)試都很方便，這樣可大大縮短設(shè)計(jì)和投運(yùn)周期。

 （6）體積小，維護(hù)操作方便

PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。PLC的輸入輸出系統(tǒng)能夠直觀地反應(yīng)現(xiàn)場信號的變化狀態(tài)，還能通過各種方式直觀地反映控制系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如內(nèi)部工作狀態(tài)、通訊狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)、異常狀態(tài)和電源狀態(tài)等，對此均有醒目的指示，非常有利于運(yùn)行和維護(hù)人員對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視。