PLC系統(tǒng)，即可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller）系統(tǒng)，的工作原理是基于輸入和輸出信號的邏輯運算。

　　一、基本工作原理

　　PLC的工作原理可以概括為“順序掃描，不斷循環(huán)”。在PLC運行時，其CPU會根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號（或地址號）作周期性循環(huán)掃描。如無跳轉指令，CPU會從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結束。然后，CPU會重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，PLC還需要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。

　　二、工作階段

　　PLC的工作過程通常分為以下三個階段：

　　輸入采樣階段：

　　PLC以掃描方式依次讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應單元內(nèi)。這些輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)可能來自傳感器、開關等外部設備。

　　輸入采樣結束后，PLC會轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變，直到下一個掃描周期的輸入采樣階段才會更新。

　　用戶程序執(zhí)行階段：

　　PLC按照用戶程序的順序逐條執(zhí)行指令，進行邏輯運算、定時、計數(shù)等操作。這些操作的結果會被存儲在相應的內(nèi)部寄存器或內(nèi)存中。

　　在執(zhí)行過程中，PLC會根據(jù)輸入采樣階段獲取的數(shù)據(jù)和預設的控制邏輯，生成相應的控制指令。

　　輸出刷新階段：

　　將用戶程序執(zhí)行階段得到的輸出結果寫入輸出狀態(tài)寄存器。

　　PLC通過輸出模塊將這些控制指令轉換為適合輸出設備的信號類型（如電壓、電流等），并通過輸出接口驅動輸出設備工作。這些輸出設備可能包括執(zhí)行器、電機等。

　　三、核心部件及其功能

　　CPU（中央處理單元）：

　　PLC的核心部件，負責接收和處理輸入信號，執(zhí)行編程邏輯的任務，并控制輸出信號。

　　CPU包含一個微處理器和內(nèi)存單元，用于存儲和執(zhí)行用戶編寫的程序。

　　輸入模塊：

　　PLC通過輸入模塊接收來自傳感器、開關和其他輸入設備的信號。

　　這些輸入信號可以是數(shù)字信號（如開關狀態(tài)）或模擬信號（如溫度、壓力等）。

　　輸入模塊將這些信號轉換為數(shù)字信號，然后傳遞給PLC的CPU進行處理。

　　輸出模塊：

　　PLC通過輸出模塊控制執(zhí)行器、電機和其他輸出設備的操作。

　　輸出模塊接收CPU發(fā)送的控制信號，并將其轉換為適合輸出設備的信號類型。

　　電源：

　　為PLC提供所需的電壓和電流，確保系統(tǒng)正常運行。

　　通訊模塊：

　　PLC通過通訊模塊與其他設備和系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交換和集成。

　　發(fā)送數(shù)據(jù)時，PLC將數(shù)據(jù)封裝成數(shù)據(jù)幀，并通過通信接口發(fā)送出去。

　　接收數(shù)據(jù)時，PLC通過通信接口接收到數(shù)據(jù)幀，并將其解析成數(shù)據(jù)，以滿足自動化控制的需求。

　　PLC系統(tǒng)以其獨特的工作原理和組成部件，在工業(yè)自動化和控制系統(tǒng)中發(fā)揮著至關重要的作用。通過精確控制生產(chǎn)過程、優(yōu)化生產(chǎn)流程、降低能耗和提高產(chǎn)品質量等方式，PLC系統(tǒng)為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)帶來了顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。