PLC采用循環執行用戶程序的方式，稱為循環掃描工作方式，一個循環掃描周期，主要可分為輸入采樣、用戶程序執行和輸出刷新三個階段。PLC運行後首先執行一次啟動組織塊，再開始監視時間，在輸入采樣階段，讀取輸入設備的狀态，并存儲到IO映像區中，之後進入執行用戶程序階段，按照從上到下從左到右的順序依次執行用戶程序，執行完用戶程序，将輸出映像區的結果刷新到輸出設備。這一過程就是一個掃描周期，循環進行上述步驟稱為循環掃描工作方式。

循環掃描方式

在掃描周期中的輸入采樣階段，依次讀入所有輸入狀态和數據，并将它們存入IO映像區中的相應單元内，輸入采樣結束後，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀态和數據發生變化，IO映像區中的相應單元的狀态和數據也不會改變。因此如果輸入是脈沖信号，該脈沖信号的寬度必須大于一個掃描周期，才能夠保證在任何情況下該輸入均能被讀入。

輸入采樣階段

在掃描周期中的用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序，再掃描每一條梯形圖時，并按先左後右先上後下的順序進行邏輯運算。 邏輯運算的結果存于映像區，上面的邏輯運算，其運算結果會對下面的邏輯運算起作用。相反下面的邏輯運算，其運算結果隻能到下一個掃描周期，才能對上面的運算結果起作用。

用戶程序執行階段

在掃描周期中的輸出刷新階段，當掃描用戶程序結束後，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照保存在IO映像區的運算結果，刷新所有對應的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設，這時才是PLC的真正輸出。

輸出刷新階段

綜合上述過程，PLC的工作特點如下：一、所有輸入信号在程序處理前統一讀入，并在程序處理過程中不再變化。 而程序處理的結果也是在掃描周期的最後時段統一輸出，其工作特點是将一個連續的過程分解成若幹靜止的狀态。二、PLC僅在掃描周期的起始時段讀取外部輸入狀态，該時段相對較短，對輸入信号的抗幹擾能力強。三、循環掃描的工作方式，對于高速變化的過程可能漏掉變化的信号，也會帶來系統響應的滞後。為克服上述問題，可利用立即輸入輸出脈沖捕獲高速計數器或中斷技術等。

PLC的工作特點

下面我們來看一個實例，I0.1代表外部的按鈕，當按鈕動作後，左面的程序隻需要一個掃描周期，就可以完成對M0.4的刷新，而右面的程序要經過四個掃描周期才能完成對M0.4的刷新，在掃描周期極短，無時序配合要求時，感覺不到這兩個程序執行的差異。 在有時序配合的情況下，這種差異要引起注意。

程序對比

結合PLC循環掃描工作方式分析圖示雙線圈輸出程序。當I0.0按下時，最終輸出Q0.0還是0，當I0.1按下時，最終輸出Q0.0才是1。

雙線圈輸出程序

下面通過示意圖介紹S7-1200 PLC啟動到運行的過程，啟動過程中依次執行以下步驟：A、清除輸入映像存儲器。B、使用上一個值或替換值，對輸出執行初始化。C、執行啟動OB塊。D、将物理輸入的狀态複制到輸入映像存儲器。F、啟用将輸出映像存儲器的值寫入到物理輸出。 E、将所有中斷事件存儲到要在軟模式下處理的隊列中。運行時依次執行以下步驟：①将輸出映像存儲器寫入物理輸出。②将物理輸入的狀态複制到輸入映像存儲器。③執行程序循環OB塊。④執行自檢診斷。⑤請注意，在掃描周期的任何階段，可實時處理中斷和通信。

S7-1200從啟動到運行的執行過程

以上我們以西門子S7-1200為例介紹了PLC的工作原理，在後續文章中我們将繼續學習S7-1200的相關知識，歡迎大家持續關注！

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