當(dāng)PLC處于正常運(yùn)行時(shí)，它將不斷重復(fù)圖2-10中的掃描過程，不斷循環(huán)掃描地工作下去。為方便進(jìn)一步分析上述掃描過程，暫不考慮遠(yuǎn)程I/O特殊模塊和其他通信服務(wù)，這樣掃描工作過程就只剩下輸入采樣、程序執(zhí)行、輸出刷新3個(gè)階段，并用圖2-11表示。

  (1)輸入采樣階段PLC在輸入采樣階段，首先掃描所有輸入端子，并將各輸入狀態(tài)存入內(nèi)存中各對(duì)應(yīng)的輸入映像寄存器中。此時(shí)，輸入映像寄存器被刷新。接著，進(jìn)入程序執(zhí)行階段，在程序執(zhí)行階段和輸出刷新階段，輸入映像寄存器與外界隔離，無(wú)論輸入信號(hào)如何變化，其內(nèi)容保持不變，直到下一個(gè)掃描周期的輸入采樣階段，才重新寫入輸入端的新內(nèi)容。

  (2)程序執(zhí)行階段根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，PLC按先左后右、先上后下的順序逐句掃描，但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。

  當(dāng)指令中涉及I/O狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件(軟繼電器)的當(dāng)前狀態(tài)。然后，進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入元件映像寄存器中。對(duì)元件映像寄存器來(lái)說(shuō)，每一個(gè)元件(軟繼電器)的狀態(tài)會(huì)隨著程序執(zhí)行過程而變化。

  (3)輸出刷新階段在所有指令執(zhí)行完畢后，元件映像寄存器中所有輸出繼電器的狀態(tài)(接通/斷開)在輸出刷新階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器中，通過一定方式輸出，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

  PLC的中斷處理

  綜上所述，外部信號(hào)的輸入總是通過PLC掃描由“輸入傳送”來(lái)完成，這就不可避免地帶來(lái)了“邏輯滯后”。PLC能不能像計(jì)算機(jī)那樣采用中斷輸入的方法，即當(dāng)有中斷申請(qǐng)信號(hào)輸入后，系統(tǒng)會(huì)中斷正在執(zhí)行的程序而轉(zhuǎn)去執(zhí)行相關(guān)的中斷子程序；系統(tǒng)若有多個(gè)中斷源時(shí)，它們之間按重要性是否有一個(gè)先后順序的排隊(duì)；系統(tǒng)能否由程序設(shè)定允許中斷或禁止中斷等。PLC關(guān)于中斷的概念及處理思路與一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基本是一樣的，但也有特殊之處。

  1)中斷響應(yīng)問題

  一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的CPU，在執(zhí)行每一條指令結(jié)束時(shí)去查詢有無(wú)中斷申請(qǐng)。而PLC對(duì)中斷的響應(yīng)則是在相關(guān)的程序塊結(jié)束后查詢有無(wú)中斷申請(qǐng)和在執(zhí)行用戶程序時(shí)查詢有無(wú)中斷申請(qǐng)，如有中斷申請(qǐng)，則轉(zhuǎn)入執(zhí)行中斷服務(wù)程序。如果用戶程序以塊式結(jié)構(gòu)組成，則在每塊結(jié)束或?qū)嵭袎K調(diào)用時(shí)處理中斷。

  2)中斷源先后順序及中斷嵌套問題

  在PLC中，中斷源的信息是通過輸入點(diǎn)而進(jìn)入系統(tǒng)的，PLC掃描輸入點(diǎn)是按輸入點(diǎn)編號(hào)的先后順序進(jìn)行的，因此，中斷源的先后順序只要按輸入點(diǎn)編號(hào)的順序排列即可。系統(tǒng)接到中斷申請(qǐng)后，順序掃描中斷源，它可能只有一個(gè)中斷源申請(qǐng)中斷，也可能同時(shí)有多個(gè)中斷源申請(qǐng)中斷。系統(tǒng)在掃描中斷源的過程中，就在存儲(chǔ)器的一個(gè)特定區(qū)建立起“中斷處理表”，按順序存放中斷信息，中斷源被掃描過后，中斷處理表亦已建立完畢，系統(tǒng)就按該表順序先后轉(zhuǎn)至相應(yīng)的中斷子程序入口地址去工作。

  必須說(shuō)明的是，多中斷源可以有優(yōu)先順序，但無(wú)嵌套關(guān)系。即中斷程序執(zhí)行中，若有新的中斷發(fā)生，不論新中斷的優(yōu)先順序如何，都要等執(zhí)行中的中斷處理結(jié)束后，再進(jìn)行新的中斷處理。因此，在PLC系統(tǒng)工作中，當(dāng)轉(zhuǎn)入下一中斷服務(wù)子程序時(shí)，并不自動(dòng)關(guān)閉中斷，所以，也沒有必要去開啟中斷。

  3)中斷服務(wù)程序執(zhí)行結(jié)果信息輸出問題

  PLC按巡回掃描方式工作，正常的I/O在掃描周期的一定階段進(jìn)行，這給外設(shè)希望及時(shí)響應(yīng)帶來(lái)了困難。采用中斷輸入，解決了對(duì)輸入信號(hào)的高速響應(yīng)。當(dāng)中斷申請(qǐng)被響應(yīng)，在執(zhí)行中斷子程序后有關(guān)信息應(yīng)當(dāng)盡早送到相關(guān)外設(shè)，而不希望等到掃描周期的輸出傳送階段，就是說(shuō)對(duì)部分信息的I/O要與系統(tǒng)CPU的周期掃描脫離，可利用專門的硬件模塊(如快速響應(yīng)I/O模塊)或通過軟件利用專門指令使某些I/O立即執(zhí)行來(lái)解決。