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plc的循环扫描原理如下：cpu从第一条指令开始进行周期性地循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条按顺序执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。一个扫描周期主要分为3个阶段：输入刷新阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

数字输出接口电路

数字输出接口的作用是将内部的电平信号转换为外部所需要的电平等级输出信号，并传给外部负载。每个输出点的输出电路可以等效成一个输出继电器，按负载使用电源的不同，可分为直流输出、交流输出和交直流输出三种；按输出电路所用的开关器件不同，可分为晶体管输出、晶闸管输出和继电器输出。它们所能驱动的负载类型、负载的大小和响应时间是不一样的。

（1）继电器输出类型：继电器输出通过线圈的通和断来控制触点输出，为无源触点输出方式，用于接通或断开开关频率较低的直流负载或交流负载回路。

如图1.12所示，k为一小型直流继电器，其工作原理如下：当输出锁存器的对应位为1时，k得电吸合，其常开触点闭合，负载得电，led点亮，表示该输出点接通；当输出锁存器的对应位为0时，k失电，其常开触点断开，负载失电，led熄灭，表示该输出点断开。

继电器输出点负责把公共端和输出点之间接通。如果公共端接负，输出就是负；如果公共端接正，输出就是正；如果接火线l，输出就是火线l；如果接零线n，输出就是零线n。总结成一句话就是：公共端给什么就输出什么。

从图1.12可以看出，继电器输出型plc的负载电源可以是交流电，也可以是直流电，为有触点开关，带负载能力比较强，一般在2a左右，但寿命比无触点开关要短，开关动作频率也相应低一些，一般小于等于1hz。

输入扫描：将输入模块的当前状态读取到cpu的输入映像寄存器中，以备程序扫描。

程序扫描：cpu从第一条用户程序开始，根据输入映像寄存器，及其他数据状态来确定对外部设备的控制，将控制信息送到输出映像寄存器。

输出扫描：将输出映像寄存器的状态传送到输出模块。

plc主要工作原理图和执行过程。plc周而复始地执行一系列任务，任务循环执行一次称为一个扫描周期，只要cpu在运行状态就会不停地扫描。

cpu模块主要由微处理器（cpu芯片）和存储器组成。cpu模块主要用于诊断plc电源、内部电路的工作状态及用户程序中的语法错误。采集现场的状态或数据，并输入plc的寄存器中；逐条读取指令，完成各种运算和操作；将处理结果送至输出端；响应各种外部设备的工作请求。

存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序存储器用以存放系统管理程序、监控程序及系统内部数据。plc出厂前已将系统程序固化在只读存储器rom或prom中，用户不能更改。用户存储器包括用户程序存储区及工作数据存储区。这类存储器一般由低功耗的cmos-ram构成，其中的存储内容可读出并可更改。

plc工作原理示意图注意：plc产品手册中给出的“存储器类型”和“程序容量”是针对用户程序存储器而言的。

晶体管输出型：如图1.13所示为npn输出接口电路，它的输出电路采用晶体管驱动，也叫晶体管输出模块。但在实际使用中，晶体管输出模块也不一定全采用三极管，而是采用的其他晶体管，例如s7-200smart晶体管输出模块采用的就是mosfet场效应管。此处讲解的是晶体管输出基本知识，其他类型详见产品样本。在图1.13中，t是光电耦合器，led用于指示输出点的状态，vt为输出晶体管，vd为保护二极管，可防止负载电压极性接反或高电压、交流电压损坏晶体管。fu为熔断器，可防止负载短路时损坏plc。其工作原理是：当输出锁存器的对应位为1时，通过内部电路使光电耦合器t导通，从而使晶体管vt饱和导通，使负载得电，同时点亮led，以表示该路输出点有输出。当输出锁存器的对应位为0时，光电耦合器t不导通，晶体管vt截止，使负载失电，此时led不亮，表示该输出点状态为0。如果负载是感性的，则必须给负载并接续流二极管，使负载关断时，可通过续流二极管释放能量，保护输出晶体管vt免受高电压的冲击。

晶体管输出电路注意：s7-200 smart晶体管输出为源型（高电平），公共端接正

2．数字输入接口电路

输入电路中每路输入信号均经过光电隔离、滤波，然后送入输入缓冲器等待cpu采样，每路输入信号均有led显示，以指明信号是否到达plc的输入端子，输入信号的电源均可由用户提供，直流输入信号的电源也可由plc自身提供。输入模块的种类有：直流输入和交流输入。

（1）直流输入。直流输入电路如图1.10所示，虚线框内是plc内部的输入电路，框外左侧为外部用户连接线，有些小型系统外接的直流电源的极性任意。图中只画出对应于一个输入点的输入电路，而各个输入点对应的输入电路均相同。t为一个光电耦合器、发光二极管和光电三极管封装在一个管壳中。当二极管中有电流时发光，可使光电三极管导通。r1为限流电阻，r2和c构成滤波电路，可滤除输入信号中的高频干扰，led显示该输入点状态。

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其工作原理如下：当s闭合时，光电耦合器导通，led点亮，表示输入开关s处于接通状态。此时a点为高电平，该电平经滤波器送到内部电路中。当在cpu循环的输入阶段锁入该路信号时，将该输入点对应的映像寄存器状态置1；当s断开时，光电耦合器不导通，led不亮，表示输入开关s处于断开状态。此时a点为低电平，该电平经滤波器送到内部电路中。当cpu在输入阶段锁入该路信号时，将该输入点对应的映像寄存器状态置0，以备在程序执行阶段使用。