1.1.4 PLC的结构与工作过程
1.PLC的组成
PLC一般由中央处理器（CPU）、存储器和输入/输出接口3部分组成，PLC的结构框图如图1-2所示。
图1-2 PLC的结构框图
（1）CPU
CPU的功能是完成PLC内所有的控制和监视操作。CPU一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU通过控制总线、地址总线和数据总线与存储器、输入/输出接口电路连接。
（2）存储器
在PLC中有两种存储器：系统程序存储器和用户存储器。
系统程序存储器是用来存放由PLC生产厂家编写好的系统程序，并固化在只读存储器（ROM）内，用户不能直接更改。存储器中的系统程序负责解释和编译用户编写的程序、监控I/O接口的状态、对PLC进行自诊断、扫描PLC中的用户程序等。
用户存储器包括用户程序存储器和用户数据存储器两部分。用户程序存储器。是用来存放用户根据控制要求而编制的应用程序。目前大多数PLC采用可随时读写的快闪存储器（Flash）作为用户程序存储器，它不需要后备电池，掉电时数据也不会丢失。用户数据存储器用来存放（记忆）程序中所使用器件的ON/OFF状态和数据等。
（3）输入/输出接口
PLC的输入/输出接口是PLC与工业现场设备相连接的端口。PLC的输入和输出信号可以是数字量或模拟量，其接口是PLC内部弱电信号和工业现场强电信号联系的桥梁。接口主要起到隔离保护作用（电隔离电路使工业现场与PLC内部进行隔离）和信号调整作用（把不同的信号调整成CPU可以处理的信号）。
2.PLC的工作过程
PLC采用循环扫描的工作方式，其工作过程主要分为3个阶段：输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，PLC的工作过程如图1-3所示。
图1-3 PLC的工作过程
（1）输入采样阶段
PLC在开始执行程序之前，首先按顺序将所有输入端子信号读入到输入映像区进行存储，该映像区用于寄存输入状态，这一过程称为采样。PLC在运行程序时，所需要的输入信号不是取当时输入端子上的信息，而是取输入映像寄存器中的信息。在一个工作周期内这个采样结果的内容不会改变，只有到下一个输入采样阶段才会被刷新。
（2）程序执行阶段
PLC按顺序进行扫描，即从上到下、从左到右地扫描每条指令，并分别从输入映像寄存器、输出映像寄存器以及辅助继电器中获得所需的数据进行运算和处理。再将程序执行的结果写入到输出映像寄存器中保存。但这个结果在全部程序未被执行完毕之前不会被送到输出端子上。
（3）输出刷新阶段
在执行完用户所有程序后，PLC将输出映像区中的内容送到用来寄存输出状态的输出状态锁存器中进行输出，以驱动用户设备。
PLC重复执行上述3个阶段，每重复一次的时间称为一个扫描周期。PLC在一个扫描周期中，输入采样阶段和输出刷新阶段的时间一般为毫秒级，而程序执行时间因用户程序的长度而不同，一般容量为1KB的程序扫描时间为10ms左右。