PLC有几种工作模式？运行期间会经历几种阶段？

PLC采用循环扫描工作方式，它周而复始地依一定的顺序来完成PLC所承担的系统管理工作和应用程序的执行。

循环扫描工作是一种分时串行处理方式，与继电控制系统的并行处理方式是完全不同的。

PLC工作模式： PLC有运行（RUN）与停止（STOP）两种基本工作模式，有内部处理等五种工作处理阶段。如图所示

1、STOP工作模式（编程模式）

在STOP工作模式，PLC反复执行内部处理和通信服务等工作

（1）在内部处理阶段，PLC首先进行系统初始化，清除内部继电器区，复位定时器，然后进行自诊断。检测CPU模块内部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的内部工作任务。 以确保系统可靠运行。

（2）在通信服务阶段，PLC主要是和编程器件作通信联系，进行用户程序的编写和修改，更新编程器的显示内容。

2、RUN工作模式(运行模式)

在RUN工作模式，PLC也是反复执行五个阶段的操作，而输入处理，程序处理，输出处理，则是PLC执行用户程序的三个阶段。

当PLC投入运行后，其用户程序工作过程一般分为三个阶段，即输入处理、用户程序执行和输出处理三个阶段。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。 如下图所示

（1）输入采样处理阶段

PLC的CPU不能直接与外部接线端子联系。送到PLC输入端子上的输入信号，经电平转换、光电隔离、滤波处理等一系列电路进入缓冲器等待采样，没有CPU的采样信号，外部信号不能进入映像寄存器。

在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应映象寄存器内。在此，输入映象寄存器被刷新。输入采样结束后，转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。直至下一个扫描周期的输入采样阶段。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。

（2）用户程序执行处理阶段

在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。即，在用户程序执行过程中，只有输入点在I/O映象区内的状态和数据不会发生变化，而其他输出点和软设备在I/O映象区或系统RAM存储区内的状态和数据都有可能发生变化，而且排在上面的梯形图，其程序执行结果会对排在下面的凡是用到这些线圈或数据的梯形图起作用；相反，排在下面的梯形图，其被刷新的逻辑线圈的状态或数据只能到下一个扫描周期才能对排在其上面的程序起作用。

（3）输出刷新处理阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据集中刷新所有的输出锁存电路，然后传送到各相应的输出端子，再经输出电路驱动相应的实际负载。这才是PLC的真正输出，这是一种集中输出的方式，输出端口的状态要保存一个扫描周期。

用户程序执行过程，集中采样与集中输出的方式是PLC的一大特点，在采样期间，将所有输入信号一起读入，此后在整个程序处理过程中，PLC系统与外界隔离，直至集中输出控制信号。外界信号状态的变换要到下一个工作周期才能被PLC采样，这样就从根本上提高了系统的抗干扰能力，提高了工作的可靠性。

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想学好PLC必须掌握的循环扫描工作过程！

1 CPU自检阶段

CPU自检阶段包括CPU自诊断测试和复位监视定时器。

在自诊断测试阶段，CPU检测PLC各模块的状态，若出现异常立即进行诊断和处理，同时给出故障信号，点亮CPU面板上的LED指示灯。当出现致命错误时，CPU被强制为STOP方式，停止执行程序。CPU的自诊断测试将有助于及时发现或提前预报系统的故障，提高系统的可靠性。

监视定时器又称看门狗定时器WDT，它是CPU内部的一个硬件时钟，是为了监视PLC的每次扫描时间而设置的。CPU运行前设定好规定的扫描时间，每个扫描周期都要监视扫描时间是否超过规定值。这样可以避免由于PLC在执行程序的过程中进入死循环，或者由于PLC执行非预定的程序造成系统故障，从而导致系统瘫痪。如果程序运行正常，则在每次扫描周期的内部处理阶段对WDT进行复位（清零）。如果程序运行失常进入死循环，则WDT得不到按时清零而触发超时溢出，CPU将给出报警信号或停止工作。采用WDT技术也是提高系统可靠性的一个有效措施。

2 通信处理阶段

在通信处理阶段，CPU检查有无通信任务，如果有则调用相应进程，完成与其他设备（例如，带微处理器的智能模块、远程I/O接口、编程器、HMI装置等）的通信处理，并对通信数据做相应处理。

3 读取输入

在读取输入阶段，PLC扫描所有输入端子，并将各输入端的通/断状态存入相对应的输入映像寄存器中，刷新输入映像寄存器的值。此后，输入映像寄存器与外界隔离，无论外设输入情况如何变化，输入映像寄存器的内容也不会改变。输入端状态的变化只能在下一个循环扫描周期的读取输入阶段才被拾取。这样可以保证在一个循环扫描周期内使用相同的输入信号状态。因此，要注意输入信号的宽度要大于一个扫描周期，否则很可能造成信号的丢失。

4 执行程序阶段

可编程控制器的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按顺序排列。当PLC处于运行模式执行程序时，CPU对用户程序按顺序进行扫描。如果程序用梯形图表示，则按先上后下、从左至右的顺序逐条执行程序指令。每扫描到一条指令，所需要的输入信号的状态均从输入映像寄存器中读取，而不是直接使用现场输入端子的通/断状态。在执行用户程序过程中，根据指令做相应的运算或处理，每一次运算的结果不是直接送到输出端子立即驱动外部负载，而是将结果先写入输出映像寄存器中。输出映像寄存器中的值可以被后面的读指令所使用。

5 刷新输出阶段

执行完用户程序后，进入刷新输出阶段。可编程控制器将输出映像寄存器中的通/断状态送到输出锁存器中，通过输出端子驱动用户输出设备或负载，实现控制功能。输出锁存器的值一直保持到下次刷新输出。

在刷新输出阶段结束后，CPU进入下一个循环扫描周期。

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