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可编程序控制器的工作原理与计算机的工作原理基本一致，它通过执行用户程序来实现控制任务，但是在时间上，可编程序控制器执行的任务是串行的，与继电器逻辑控制系统中控制任务的执行有所不同。

可编程序控制器的工作过程如上所述。可以看到，整个工作过程是以循环扫描的方式进行的。循环扫描方式是指在程序执行过程的周期中，程序对各个过程输入信号进行采样，对采样的信号进行运算和处理，并把运算结果输出到生产过程的执行机构中。在这个执行周期中，有些输入变量可能有变化，而有些输入变量可能没有发生变化，相应地有些输出变量有变化，有些输出变量没有变化。在可编程序控制器中，采用循环扫描的方式不断地对输入和输出变量进行采样和输出，使得变量满足程序条件时及时有相应的输出使执行机构动作。这里，与计算机程序执行过程的区别是，在计算机的工作过程中，如果变量的条件没有满足，程序将等待，直到该条件满足为止。而在可编程序控制器中，程序执行时，如果这一个扫描周期变量的条件未满足，则程序将继续执行下去，到下面的某一个扫描周期，变量的条件满足时，满足条件的运行结果就被执行。采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，只要变量满足条件的时间大于扫描周期，则该变量的满足条件就能被可编程序控制器的程序执行。在这个执行周期中，有些输入变量可能有变化，而有些输入变量可能没有发生变化，相应地有些输出变量有变化，有些输出变量没有变化。在可编程序控制器中，采用循环扫描的方式不断地对输入和输出变量进行采样和输出，使得变量满足程序条件时及时有相应的输出使执行机构动作。这里，与计算机程序执行过程的区别是，在计算机的工作过程中，如果变量的条件没有满足，程序将等待，直到该条件满足为止。而在可编程序控制器中，程序执行时，如果这一个扫描周期变量的条件未满足，则程序将继续执行下去，到下面的某一个扫描周期，变量的条件满足时，满足条件的运行结果就被执行。采用循环扫描的方式，由于扫描周期的时间很短，只要变量满足条件的时间大于扫描周期，则该变量的满足条件就能被可编程序控制器的程序执行。

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（6）输入/输出任务。可编程序控制器内部开辟了两个暂存区：输入信号状态暂存区和输出信号状态暂存区。用户程序从输入信号状态暂存区中读取输入信号状态，运算处理后将结果放入输出信号状态暂存区中。输入/输出状态暂存区与实际输入/输出单元的信息交换是通过输入/输出任务实现的。输入/输出任务还包括对输入/输出扩展接口的操作，通过输入/输出扩展接口实现主机的输入/输出状态暂存区与简单输入/输出扩展环节中的输入/输出单元或与智能型输入/输出扩展环节中的输入/输出状态暂存区之间的信息交换。可编程序控制器在每个扫描周期都执行该任务。2.可编程序控制器的输入/输出过程

可编程序控制器的工作方式是周期扫描方式，所以其输入/输出过程是定时进行的，即在每个扫描周期内只进行一次输入和输出的操作。在输入操作时，首先启动输入单元，把现场信号转换成数字信号后全部读入，然后进行数字滤波处理，后把有效值放入输入信号状态暂存区；在输出操作时，首先把输出信号状态暂存区中的信号全部送给输出单元，然后进行一般采用语言实现，一些制造厂商也提供了人机界面的有关软件，用户可以根据制造厂商提供的软件使用说明进行操作站的系统画面组态和编制相应的应用程序。

1.3.3 可编程序控制器的工作原理1.可编程序控制器的工作过程

可编程序控制器上电后就在系统程序的监控下周而复始地按固定顺序对系统内部各种任务进行查询、判断和执行，这个过程实质上是一个不断循环的顺序扫描过程。一个循环扫描过程称为扫描周期。

可编程序控制器采用周期扫描机制，简化了程序设计，提高了系统的可靠性。具体表现在：在一个扫描周期内，前面执行的任务结果马上就可被后面将要执行的任务所用；可以通过设定一个监视定时器来监视每个扫描周期的时间是否超过规定值来避免某个任务进入死循环而引起的故障。

供系统调用的标准程序模块是由许多独立的程序块组成的，各自完成包括输入、输出、特殊运算等不同的功能。可编程序控制器的各种具体工作都由这部分完成。

由于通过改进系统程序可以在不改变硬件系统的情况下大大改善可编程序控制器的性能，所以制造厂商对系统程序的编制极为重视，其产品的系统程序也在不断升级和完善。2.用户程序

用户程序是根据生产过程控制的要求由用户使用制造厂商提供的编程语言自行编制的应用程序。用户程序包括开关量逻辑控制程序、模拟量运算程序、闭环控制程序和操作站系统应用程序等。

（1）开关量逻辑控制程序是可编程序控制器用户程序中重要的一部分，一般采用梯形

它是编制、调试可编程序控制器用户程序的外部设备，是人机交互的窗口。通过编程器可以把新的用户程序输入到可编程序控制器的RAM中，或者对RAM中已有程序进行编辑。通过编程器还可以对可编程序控制器的工作状态进行监视和跟踪，这对调试和试运行用户程序是非常有用的。编程器分为简易型和智能型两类。筒易型的编程器只能连在可编程序控制器

PID调节智能单元也是一种智能单元，它能独立完成工业过程控制中一个或几个闭环控制回路的PID调节。特别是PID调节控制软件是由智能单元来执行的，而主机系统仅周期性地把调整参数和设定值传递给PID调节智能单元，从而使主机从烦琐的输入/输出操作复杂的运算处理中解脱出来，进而在其扫描周期内能够处理更多的任务。

为了适应生产过程对温度检测的要求，一些制造厂商也提供了直接可以与热电偶或热电是把可编程序控制器运算处理后的若干位数字量信号转换成相应的模拟量信号输出，以满足生产过程现场连续信号的控制要求。模拟量输出单元一般由光电隔离、数模转换器（D/A）和信号转换等环节组成电压信号。输入单元接收这种模拟信号之后把它转换成二进制数字信号，送给中央处理器进行处理，因此模拟量输入单元又叫A/D转换输入单元。模拟量输入单元的作用是把现场连续变化的模拟量标准信号转换成可编程序控制器内部处理的由若干位表示的数字信号。一般它由滤波、模数转换（A/D）、光电隔离等部分组成。模拟量输入单元设有电压信号和电流信号输入端。输入信号通过滤波、运算放大器的放大和量程变换，转换成模数转换能够接收的电压范围，经过模数转换后的数字量信号，再经光电耦合隔离后进入可编程序控制器的内部电路。根据A/D转换的分辨率不同，模拟量输入单元能提供8位、10位、12位或16位等精度的各种位数数字量信号传送给可编程序控制器进行处理。

模拟量的输入点数可以是2～8点，不同模拟量输入单元类型的输入点数不同。对多通道的模拟量输入单元，通常设置多路转换开关进行通道的切换，而在输出端应设置信号寄存器。为了适应工业生产过程的控制要求，对模拟量输入单元采取了必要的防电磁干扰措施，