PLC（可編程邏輯控制器）是一種廣泛應用于工業自動化領域的控制設備。它可以根據用戶編寫的控制程序，對各種輸入信號進行處理和判斷，然后輸出相應的控制信號，實現對生產過程的自動控制。本文將對PLC的基本工作原理和掃描工作方式進行詳細介紹。

一、PLC的基本工作原理

PLC的工作原理主要包括以下幾個步驟：

1.輸入信號采集：PLC通過輸入模塊接收來自現場的各種信號，如開關量信號、模擬量信號等。這些信號經過光電隔離、濾波等處理后，轉換為PLC內部可以識別的數字信號。

2.程序處理：PLC根據用戶編寫的控制程序，對輸入信號進行處理和判斷。程序處理主要包括邏輯運算、算術運算、數據轉換等功能。在程序處理過程中，PLC會根據不同的條件，生成相應的控制指令。

3.輸出信號控制：PLC將處理后的控制指令發送到輸出模塊，輸出模塊將數字信號轉換為現場所需的信號形式（如開關量信號、模擬量信號等），并輸出到執行元件（如繼電器、伺服電機等），實現對生產過程的控制。

4.通信與監控：PLC具有通信功能，可以通過通信接口與其他設備（如上位機、觸摸屏等）進行數據交換，實現遠程監控和控制。同時，PLC還可以通過自身的顯示屏，實時顯示運行狀態和故障信息。

二、PLC的掃描工作方式特點

PLC的掃描工作方式特點主要體現在以下幾個方面：首先，PLC采用“順序掃描，不斷循環”的工作方式。即每一次掃描所用的時間稱為掃描周期或工作周期，CPU從第一條指令執行開始，按順序逐條地執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。其次，PLC程序運行屬于周期掃描，遵循從左到右，從上到下的原則。

此外，一個掃描周期分為輸入采樣，程序執行，輸出刷新三個步驟。然后，PLC運行就是以掃描周期的形式循環往復工作。最后，由于采用集中采樣，集中輸出的方式，存在輸入/輸出滯后的現象，即輸入/輸出響應延遲。以上就是PLC掃描工作方式的主要特點。

三、PLC掃描的工作方式

PLC掃描的工作方式主要分為以下幾個階段：

PLC掃描的工作方式主要分三個階段，即輸入采樣階段、用戶程序執行階段和輸出刷新階段。如圖所示。

1.輸入采樣階段

在輸入采樣階段，PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態和數據，并將它們存入I/O映象區中的相應單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態和數據發生變化，I/O映象區中相應單元的狀態和數據也不會改變。因此，如果輸入的是脈沖信號，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.用戶程序執行階段

在用戶程序執行階段，PLC總是按由上而下的順序依次掃描用戶程序（梯形圖）。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算；然后根據邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統RAM存儲區中對應位的狀態，或者刷新該輸出線圈在I/O映象區中對應位的狀態，或者確定是否要執行該梯形圖所規定的特殊功能指令。即在用戶程序執行過程中，只有輸入點在I/O映象區內的狀態和數據不會發生變化，而其他輸出點和軟設備在I/O映象區或系統RAM存儲區內的狀態和數據都有可能發生變化，而且排在上面的梯形圖，其程序執行結果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數據的梯形圖起作用；相反，排在下面的梯形圖，其被刷新的邏輯線圈的狀態或數據只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的梯形圖起作用。

3.輸出刷新階段

當用戶程序掃描結束后，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間，CPU按照I/O映象區內對應的狀態和數據刷新所有的輸出鎖存電路，再經輸出電路驅動相應的外設。這時，才是PLC的真正輸出。

總之，PLC的基本工作原理是通過輸入模塊采集現場信號，根據用戶編寫的控制程序進行處理和判斷，然后通過輸出模塊控制執行元件，實現對生產過程的自動控制。PLC掃描的工作方式分為系統自檢、輸入掃描、程序處理、輸出掃描、通信與監控等階段，這些階段組成了一個掃描周期，PLC會不斷地重復執行這個過程，以實現對生產過程的自動控制。