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     當(dāng)CPU在系統(tǒng)程序的管理下掃描用戶程序時，按照先上后下、先左后右的順序依次讀取梯形圖中的指令。以圖1-3中的用戶程序為例，CPU*讀到的是常開觸點(diǎn)X403，然后在輸入映像寄存器中找到X403的當(dāng)前狀態(tài)，接著從輸出映像寄存器中得到Y(jié)432的當(dāng)前狀態(tài)，兩者的當(dāng)前狀態(tài)進(jìn)行“或”邏輯運(yùn)算，結(jié)果暫存；CPU讀到的下一條梯形圖指令是X407的常閉觸點(diǎn)，同樣從輸入映像寄存器中得到X407的狀態(tài)，將X407常閉觸點(diǎn)的當(dāng)前狀態(tài)與上一步的暫存結(jié)果進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，較后根據(jù)運(yùn)算得到輸出線圈Y432的狀態(tài)（“ON”或者“OFF”），并將其保存到輸出映像寄存器中，也就是對輸出映像寄存器進(jìn)行了刷新。請注意，在程序執(zhí)行過程中用到了Y432的狀態(tài)，這個狀態(tài)是上一個周期執(zhí)行的結(jié)果。
當(dāng)用戶程序被掃描一遍后，所有的輸出映像都被依次刷新，系統(tǒng)將進(jìn)入下一個階段，即輸出刷新階段。3.輸出刷新階段
在這個階段，系統(tǒng)程序?qū)⑤敵鲇诚窦拇嫫髦械膬?nèi)容傳送到輸出鎖存器中，經(jīng)過輸出接口或輸出端子輸出，驅(qū)動外部負(fù)載。輸出鎖存器一直將狀態(tài)保持到下一個循環(huán)周期，而輸出映像寄存器的狀態(tài)在程序執(zhí)行階段是動態(tài)的。
目前，有很多PLC采用雙向光耦合器，并且使用兩個反向并聯(lián)的發(fā)光二極管，這樣一來，DC24V電源的極性可以任意接，電流的流向也可以是任意的。
交流數(shù)字量輸入電路也有多種形式，有些采用橋式整流電路將交流信號轉(zhuǎn)換成直流，然后經(jīng)過光耦合器隔離輸入內(nèi)部電路；而有些PLC則直接使用雙向光耦合器和雙向發(fā)光二極管，從而省去了橋式整流電路。
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PROFIBUS用于將現(xiàn)場設(shè)備（例如分布式I/O或驅(qū)動裝置）連接到諸如SIMATICS7等的自動化系統(tǒng)。PROFIBUS是一種**的開放式現(xiàn)場總線系統(tǒng)，響應(yīng)時間快，配有開放式接口，可用于不同的協(xié)議網(wǎng)絡(luò)。通過PROFIBUS-DP，可采用電氣或光學(xué)傳輸連接分布式I/O，傳輸速率高達(dá)12Mbit/s。PROFIBUS-PA是一種本安型PROFIBUS，用于有爆炸性危險的應(yīng)用場合（例如化工工業(yè)）。PROFIBUS-FMS不僅可以用于現(xiàn)場級的上位系統(tǒng)級，還可用于對實(shí)時性要求不高的單元級和/或過程控制級。提供有豐富的各種協(xié)議網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品，可連接到PROFIBUS。其組態(tài)和編程仍使用軟件STEP7，具有各種診斷功能。
三、AS-i電纜連接
在現(xiàn)場級存在著各種不同的部件：閥門、執(zhí)行器和驅(qū)動器。這些部件**依靠自動化技術(shù)進(jìn)行控制。為此，目前可采用AS-Interface分布式I/O。執(zhí)行器和傳感器通過一根雙芯電纜與控制器連接。數(shù)據(jù)和電源也通過該電纜進(jìn)行傳輸。AS-Interface的優(yōu)點(diǎn)：無面板設(shè)計；防護(hù)等級高，IP65；直接從某個位置進(jìn)行接線；可使用二線電纜實(shí)現(xiàn)*加簡單和靈活的結(jié)構(gòu)，無需具備專門知識；通過DP/AS接口進(jìn)行PROFIBUS連接。
SIMATICHMI（人機(jī)界面）組件可用作機(jī)器和用戶之間的接口。各種功能、開關(guān)或過程值都可顯示在操作員面板或觸摸面板上。通過這種可視化，可很容易地顯示錯誤消息或測量值。過程的光學(xué)檢測功能減輕了用戶的操作，并能*地知道其操作的效果。

   S7-300采用緊湊和無槽位限制的模塊結(jié)構(gòu)，將電源模塊、CPU、信號模塊、功能模塊、接口模塊和通信處理器等安裝在導(dǎo)軌上。軌道為一種專門的金屬機(jī)架，只需要將模塊掛在DIN標(biāo)準(zhǔn)的安裝軌道上，用螺釘鎖緊就可以了。有很多種不同長度規(guī)格的導(dǎo)軌供用戶選擇。S7-300的安裝如圖3-2所示。
電源模塊總是安裝在機(jī)架的較左邊，CPU模塊緊緊靠近電源模塊，如果還要安裝接口模塊，則把接口模塊安裝在CPU模塊的右邊。S7-300用背板總線將除電源模塊之外的各個模塊連接起來，背板總線集成在模塊上，模塊通過U形總線連接器相連接，每個模塊都有一個總線連接器，后者插在各模塊的背后。安裝時先將總線連接器插在CPU模塊上，并固定在導(dǎo)軌上，然后依次裝入各個模塊。外部接線接在信號模塊和功能模塊的前連接器的端子上，前連接器用插接的方式安裝在模塊前門后面的凹槽中。
每個軌道較多只能安裝8個信號模塊、功能模塊和通信處理器模塊。當(dāng)系統(tǒng)需要大于8個模塊時，則可以增加擴(kuò)展機(jī)架，如圖3-3所示。除了帶CPU的*機(jī)架（CR）外，較多可以增加3個擴(kuò)展機(jī)架（ER），每個機(jī)架可以插入8個模塊（不包括電源模塊、CPU和接口模塊），4個機(jī)架較多可以安裝32個模塊。
機(jī)架較左邊是1號槽，較右邊是11號槽，電源模塊總是安裝在1號槽中，*機(jī)架的2號槽安裝CPU模塊，3號槽安裝的是接口模塊，這3個槽號被固定占用，不能安裝其他模塊，其他模塊只能安裝在4～11號槽中。

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   內(nèi)護(hù)層是包覆在電纜絕緣上的保護(hù)覆蓋層，用以防止絕緣層受潮、機(jī)械損傷以及光和化學(xué)侵蝕性媒質(zhì)等的作用，同時還可以流過短路電流。內(nèi)護(hù)層有金屬的鉛護(hù)套、平鋁護(hù)套、皺紋鋁護(hù)套、銅護(hù)套、綜合護(hù)套，以及非金屬的塑料護(hù)套、橡膠護(hù)套等。金屬護(hù)套多用于油浸紙絕緣電纜和110kV及以上的交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜；塑料護(hù)套(特別是聚護(hù)套)用于各種塑料絕緣電纜；橡膠護(hù)套一般多用于橡膠絕緣電纜。
鋁的密度僅為鉛的23.8%，且鋁套的厚度比鉛套薄得多，所以鋁套電纜要比鉛套電纜輕得多。而且鋁的電阻系數(shù)比鉛小得多，鋁套的短路熱容量大，在短路電流持續(xù)時間稍長的系統(tǒng)中，一般標(biāo)準(zhǔn)厚度鋁套即能滿足要求；如計算中熱穩(wěn)定不夠時可將鋁套稍加厚一些就能滿足技術(shù)要求，無需增加銅絲(或銅帶)屏蔽，因此鋁套電纜既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠，敷設(shè)省力；使用皺紋鋁護(hù)套的電纜，其外徑相應(yīng)較大，使電纜盤的尺寸也相應(yīng)要大些，因而敷設(shè)施工也有一定的難度。相比之下，鉛套要比鋁套重得多，鉛套要滿足技術(shù)中的短路熱穩(wěn)定要求，鉛套的截面**比鋁大得多，但由于鉛套結(jié)構(gòu)緊密，化學(xué)穩(wěn)定好，較鋁耐腐蝕，因此鉛套的使用決不會被鋁套所取代。在陸上使用的各種電纜各有特征及利弊，在直埋及排管敷設(shè)中宜**考慮鉛套電纜，而過江及海底電纜一定要采用鉛套。因為一旦外護(hù)套破損后鋁套很快會穿孔，不如鉛套**。
按電纜在使用中受力和外護(hù)層的結(jié)構(gòu)情況，鉛護(hù)套的厚度分為三類，每一類又隨著導(dǎo)體截面增大而加厚。
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至20世紀(jì)70年代，PLC技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入成熟期。推動PLC技術(shù)發(fā)展的動力主要來自于兩個方面，其
一是企業(yè)對**、高可靠性自動控制系統(tǒng)的客觀需要和追求，例如關(guān)于PLC較初的性能指標(biāo)就是由用戶提出的。其次，大規(guī)模及*大規(guī)模集成電路技術(shù)的飛速發(fā)展，微處理器性能的不斷提高，為PLC技術(shù)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)并開拓了空間。這兩個因素的結(jié)合，使得當(dāng)今的PLC已經(jīng)在所有性能上都大大追趕了前述的10項指標(biāo)。
現(xiàn)在，PLC的程序存儲容量多以MB為單位，隨著*大規(guī)模集成電路技術(shù)的發(fā)展，微處理器的性能大幅提高，指令執(zhí)行速度達(dá)到微秒級，從而*大提高了PLC的數(shù)據(jù)處理能力，**的PLC可以進(jìn)行復(fù)雜的浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，并增加了許多特殊功能，例如高速計數(shù)、脈寬調(diào)制變換、PID閉環(huán)控制、定位控制等，從而在以模擬量為主的過程控制領(lǐng)域也占有了一席之地，在一定程度上具備了組建DCS的能力。此外，PLC的通信功能和遠(yuǎn)程I/O能力也非常強(qiáng)大，可以組建成分布式通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
在組成結(jié)構(gòu)上，PLC具有一體化結(jié)構(gòu)和模塊式結(jié)構(gòu)兩種模式。一體化結(jié)構(gòu)的PLC追求功能的完善，性能的提高，體積越來越小，有利于安裝。而模塊式結(jié)構(gòu)，則是利用單一功能的各種模塊拼裝成一臺完整的PLC，用戶在設(shè)計自己的PLC控制系統(tǒng)時擁有*大的靈活性，并使設(shè)備的性價比達(dá)到較優(yōu)。同時，模塊式結(jié)構(gòu)也有利于系統(tǒng)的維護(hù)、換代和升級，并使系統(tǒng)的擴(kuò)展能力大大加強(qiáng)。
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PLC的產(chǎn)生是基于工業(yè)控制的需要，是面向工業(yè)控制領(lǐng)域的*設(shè)備，它具有以下幾個特點(diǎn)：
1）可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)。用程序來實(shí)現(xiàn)的邏輯順序和時序，較大限度地取代傳統(tǒng)繼電器系統(tǒng)中的硬件線路，大量減少機(jī)械觸點(diǎn)和連線的數(shù)量，單從這一角度而言，PLC在可靠性上**繼電器系統(tǒng)是明顯的。
在抗干擾性能方面，PLC在結(jié)構(gòu)設(shè)計、內(nèi)部電路設(shè)計、系統(tǒng)程序執(zhí)行等方面都給予了充分的考慮。例如對主要器件和部件用導(dǎo)磁良好的材料進(jìn)行屏蔽、對供電系統(tǒng)和輸入電路采用多種形式的濾波、I/O回路與微處理器電路之間用光耦合器隔離、系統(tǒng)軟件具有故障檢測功能、信息保護(hù)和恢復(fù)、循環(huán)掃描時間的*時警戒等。
2）靈活性強(qiáng)，控制系統(tǒng)具有良好的柔性。當(dāng)生產(chǎn)工藝和流程進(jìn)行局部的調(diào)整和改動時，通常只需要對PLC的程序進(jìn)行改動，或者配合以外圍電路的局部調(diào)整即可實(shí)現(xiàn)對控制系統(tǒng)的改造。
3）編程簡單，使用方便。梯形圖語言是PLC的較重要也是較普及的一種編程語言，其電路符號和表達(dá)方式與繼電器電路原理圖相似，電氣技術(shù)人員和技術(shù)工人可以很快地掌握梯形圖語言，并用來編制用戶程序。
4）控制系統(tǒng)易于實(shí)現(xiàn)，開發(fā)工作量少，。由于PLC的系列化、模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，以及良好的擴(kuò)展性和聯(lián)網(wǎng)能，在大多數(shù)情況下，PLC系統(tǒng)都是一個較好的選擇，它不僅能夠完成多數(shù)情況下的控制要求，還能夠大量節(jié)省系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試的時間和工作量。

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