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 可編程控制器（PLC）的工作有兩個(gè)要點(diǎn)：入出信息變換、可靠物理實(shí)現，入出信息變換主要由運行存儲于PLC內存中的程序實(shí)現。這程序既有系統的（這程序又稱(chēng)監控程序，或操作系統），又有用戶(hù)的。系統程序為用戶(hù)程序提供編輯與運行平臺，同時(shí)，還進(jìn)行必要的公共處理，如自檢，I/O刷新，與外設、上位計算機或其它PLC通訊等處理。用戶(hù)程序由用戶(hù)按照控制的要求進(jìn)行設計。什么樣的控制，就有什么樣的用戶(hù)程序。

      可靠物理實(shí)現主要通過(guò)輸入（I， INPUT）及輸出（O，OUTPUT）電路。每一輸入點(diǎn)或輸出點(diǎn)就有一個(gè)I或O電路。而且，總是把若干個(gè)這樣電路集成在一個(gè)模塊（或箱體）中，然后再由若干個(gè)模塊（或箱體）集成為PLC完整的I/O系統（電路）。盡管這些模塊相當多，占了PLC體積的大部分，但由于它們都是由高度集成化的，所以，PLC的體積還是不太大的。

輸入電路時(shí)刻監視著(zhù)輸入點(diǎn)的（通、ON或斷、OFF）狀態(tài)，并將此狀態(tài)暫存于它的輸入暫存器（還可能有別的稱(chēng)謂）中。每一輸入點(diǎn)都有一個(gè)與其對應的輸入暫存器。

      輸出電路有輸出鎖存器（還可能有別的稱(chēng)謂）。它也有兩個(gè)狀態(tài)，高、低電位狀態(tài)，并可鎖存。同時(shí)，它還有相應的物理電路，可把這個(gè)高、低電位的狀態(tài)傳送給輸出點(diǎn)。每一輸出點(diǎn)都有一個(gè)與其對應的輸出鎖存器。

      這里的輸入暫存器及輸出鎖存器實(shí)際是PLC的I/O電路的寄存器。它們與PLC內存交換信息通過(guò)PLC I/O總線(xiàn)及運行PLC的系統程序實(shí)現。

      把輸入暫存器的信息讀到PLC的內存中，稱(chēng)輸入刷新。PLC內存有專(zhuān)門(mén)開(kāi)辟的存放輸入信息的映射區。這個(gè)區的每一對應位（bit）稱(chēng)為輸入繼電器，或稱(chēng)軟觸點(diǎn)，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸入寄存器（the process-image input register）。這些位（bit）置成1，表示觸點(diǎn)通，置成0為觸點(diǎn)斷。由于它的狀態(tài)是由輸入刷新得到的，所以，它反映的就是輸入點(diǎn)的狀態(tài)。

      輸出鎖存器與PLC內存中的輸出映射區也是對應的。一個(gè)輸出鎖存器也有一個(gè)內存位（bit）與其對應，這個(gè)位稱(chēng)為輸出繼電器，或稱(chēng)輸出線(xiàn)圈，或稱(chēng)為過(guò)程映射輸出寄存器（the process-image output register）。通過(guò)PLC I/O總線(xiàn)及運行系統程序，輸出繼電器的狀態(tài)將映射給輸出鎖存器。這個(gè)映射的完成也稱(chēng)輸出刷新。

      PLC除了有可接收開(kāi)關(guān)信號的輸入電路，有時(shí)，還有接收模擬信號的輸入電路（稱(chēng)模擬量輸入單元或模塊）。只是后者先要進(jìn)行模、數轉換，然后，再把轉換后的數據存入PLC相應的內存單元中。

      如要產(chǎn)生模擬量輸出，則要配有模擬量輸出電路（稱(chēng)模擬量輸出模塊或單元）?？克鼘?/span>PLC相應的內存單元的內容進(jìn)行數、模轉換，并產(chǎn)生輸出。

這樣，用戶(hù)所要編的程序只是，PLC輸入有關(guān)的內存區到輸出有關(guān)的內存區的變換。這是一個(gè)數據及邏輯處理問(wèn)題。由于PLC有強大的指令系統，編寫(xiě)出滿(mǎn)足這個(gè)要求的程序是*可能的。

      圖1對以上敘述作了說(shuō)明。其中框圖代表信息存儲的地點(diǎn)，箭頭代表信息的流向及實(shí)現信息流動(dòng)的手段。這個(gè)圖，既反映了PLC實(shí)現控制的兩個(gè)基本要點(diǎn)，同時(shí)也反映了信息在PLC中的空間關(guān)系。

      簡(jiǎn)單地說(shuō)，PLC工作過(guò)程是：輸入刷新---運行用戶(hù)程序---輸出刷新，再輸入刷新---再運行用戶(hù)程序---再輸出刷新??*停止地循環(huán)反復地進(jìn)行著(zhù)。

      圖2所示的流程圖反映的就是上述過(guò)程。它也反映了信息間的時(shí)間關(guān)系。

a- 簡(jiǎn)化工作流程圖              b – 實(shí)際工作流程圖

圖2 PLC工作流程圖

     有了上述過(guò)程，用PLC實(shí)現控制顯然是可能的。因為：有了輸入刷新，可把輸入電路監視得到的輸入信息存入PLC的輸入映射區；經(jīng)運行用戶(hù)程序，輸出映射區將得到變換后的信息；再經(jīng)輸出刷新，輸出鎖存器將反映輸出映射區的狀態(tài)，并通過(guò)輸出電路產(chǎn)生相應的輸出。又由于這個(gè)過(guò)程是*停止地循環(huán)反復地進(jìn)行著(zhù)，所以，輸出總是反映輸入的變化。只是響應的時(shí)間上，略有滯后。但由于PLC的工作速度很快，所以，這個(gè)“略有滯后”的時(shí)間是很短的，一般也就是幾毫秒、幾十毫秒，多也不會(huì )超過(guò)100到200毫秒。

圖2a所示的是簡(jiǎn)化的過(guò)程，實(shí)際的PLC工作過(guò)程還要復雜些。除了I/O刷新及運行用戶(hù)程序，還要做些其它的公共處理工作。公共處理工作有：循環(huán)時(shí)間監視、外設服務(wù)及通訊處理等。

      監視循環(huán)時(shí)間的目的是避免用戶(hù)程序“死循環(huán)”，保證PLC能正常工作。為避免用戶(hù)程序“死循環(huán)”的辦法是用“看門(mén)狗”（Watching dog），即設一個(gè)定時(shí)器，監測用戶(hù)程序的運行時(shí)間。只要循環(huán)超時(shí)，即報警，或作相應處理。

      外設服務(wù)是讓PLC可接受編程器對它的操作，或向編程器輸出數據。

通訊處理是實(shí)現與計算機，或與其它PLC，或與智能操作器、傳感器進(jìn)行信息交換的。這也是增強PLC控制能力的需要。

      也就是說(shuō)，實(shí)際的PLC工作過(guò)程總是：公共處理——I/O刷新——運行用戶(hù)程序——再公共處理——?反復不停地重復著(zhù)。圖2b所示的是實(shí)際的過(guò)程。

      此外，PLC上電后，也要進(jìn)行系統自檢及內存的初始化工作，為PLC的正常運行做好準備。

      用這種不斷地重復運行程序以實(shí)現控制，稱(chēng)掃描方式工作。是PLC基本的工作方式。

      此外，為了應對緊急任務(wù)，PLC還有中斷工作方式。在中斷方式下，需處理的任務(wù)先申請中斷，被響應后停止正運行的程序，轉而去處理中斷工作（運行有關(guān)中斷的服務(wù)程序）。待處理完中斷，又返回運行原來(lái)程序。

      PLC的中斷方式的任務(wù)，或稱(chēng)事件，是分等級的。同時(shí)出現兩個(gè)或多個(gè)中斷事件，則優(yōu)先級高的先處理，繼而處理低的。直到全部處理完中斷任務(wù)，再轉為執行掃描程序。

      PLC對大量控制都用掃描方式工作，而對個(gè)別急需的處理，則用中斷方式。這樣，既可做到所有的控制都能照顧到，而個(gè)別應急的任務(wù)也能及時(shí)進(jìn)行處理。

      當然，PLC的實(shí)際工作過(guò)程比這里講的還要復雜一些，分析其基本原理，也還有一些理論問(wèn)題。但如果能弄清上面介紹的思路，也可知到PLC是怎么工作的了。