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PLC的梯形圖與傳統的電氣原理圖非常相似，信號的輸入/輸出形式及控制功能基本上也是相同的；
它們的不同之處主要表現在：
（1）控制邏輯——繼電器控制邏輯采用硬接線邏輯，利用繼電器機械觸點的串聯或并聯，及時間繼電器等組合成控制邏輯，其接線多而復雜、體積大、功耗大、故障率高，靈活性和擴展性很差。而PLC采用存儲器邏輯，其控制邏輯以程序方式存儲在內存中，靈活性和擴展性都很好。
（2）工作方式——繼電器控制線路中各繼電器同時都處于受控狀態，屬于并行工作方式。而PLC的控制邏輯中，各內部器件都處于周期性循環掃描過程中，各種邏輯、數值輸出的結果都是按照在程序中的前后順序計算得出的，所以屬于串行工作方式。
（3）可靠性和可維護性——繼電器控制邏輯使用了大量的機械觸點，連線也多，可靠性和可維護性差。而PLC采用微電子技術，大量的開關動作由無觸點的半導體電路來完成，PLC還配有自檢和監督功能，可靠性和可維護性好。
（4）控制速度——繼電器控制邏輯依靠觸點的機械動作實現控制，工作頻率低，且機械觸點還會出現抖動問題。而PLC是由程序指令控制半導體電路來實現控制，屬于無觸點控制，速度極快，且不會出現抖動。
（5）定時控制——繼電器控制邏輯利用時間繼電器進行時間控制。時間繼電器存在定時精度不高，定時范圍窄，且易受環境濕度和溫度變化的影響，調整時間困難等問題。PLC使用半導體集成電路做定時器時基脈沖由晶振產生，精度相當高，且定時時間不受環境的影響，定時范圍廣，調整時間方便。
（6）設計和施工——使用繼電器控制邏輯完成一項工程，其設計、施工、調試必須依次進行，周期長、而且修改困難。而用PLC完成一項控制工程，在系統設計完成后，現場施工和控制邏輯的設計可以同時進行，周期短，且調試和修改都很方便

PLC的基本工作方式是順序執行用戶程序，每一時鐘周期執行一條指令。對用戶程序的執行一般有循環掃描和定時掃描兩種，掃描過程分為三個階段，即輸入采樣階段、程序執行階段和輸出刷新階段，如圖1所示。
（1）輸入采樣階段。PLC在輸入采樣階段以掃描方式順序讀人所有輸入端子的狀態，存人輸人寄存器，接著轉入程序執行階段。
（2）程序執行階段。PLC在程序執行階段中順序對每條指令進行掃描。先從輸人寄存器讀人所有輸入端子的狀態。圖 PLC程序執行過程
（3）輸出刷新階段。所有指令執行完畢后，將輸出寄存器中所有的輸出狀態送到輸出電路，成為PLC的實際輸出。
PLC執行完上述的三個階段稱為一個掃描周期。

PLC的核心部件是CPU和存儲器：
（1）中央處理單元（CPU）
中央處理單元（CPU）是PLC 的控制中樞。它按照PLC系統程序賦予的功能，接受并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據，檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能檢查用戶程序的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接受現場各輸入裝置的狀態和數據，并分別存入I/O映象區, 然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋后按指令的規定執行邏輯或算術運算等任務。并將邏輯或算術運算等結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢以后，最后將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行為止。
（2）存儲器
與微型計算機一樣，除了硬件以外，還必須有軟件。才能構成一臺完整的PLC。PLC的軟件分為兩部分: 系統軟件和應用軟件。存放系統軟件的存儲器稱為系統程序存儲器。
PLC存儲空間的分配：雖然大、中、小型 PLC的CPU的最大可尋址存儲空間各不相同，但是根據PLC的工作原理， 其存儲空間一般包括以下三個區域：系統程序存儲區，系統RAM存儲區（包括I/O映象區和系統軟設備等）和用戶程序存儲區

大型化PLC發展方向主要有以下幾個方面：
    ① 功能不斷加強：不僅具有邏輯運算、計數、定時等基本功能，還具有數值運算、模擬調節、監控、記錄、顯示、與計算機接口、通信等功能。
        網絡功能是PLC發展的一個重要特征。各種個人計算機，圖形工作站、小型機等都可以作為PLC的監控主機或工作站，這些裝置的結合能夠提供屏幕顯示、數據采集、記錄保持、回路面板顯示等功能。大量的PLC聯網及不同廠家生產的PLC兼容性增加，使得分散控制或集中管理都能輕易地實現。
    ② 應用范圍不斷擴大：不僅能進行一般的邏輯控制，種類齊全的接口模塊還能進行中斷控制、智能控制、過程控制、遠程控制等。
       用于過程控制的PLC往往對存儲器容量及速度要求較高，為此，開發了高速模擬量輸入模塊，專用獨立的PID控制器，多路轉換器等，使得數字技術和模擬量技術在可編程序控制器中得到統一。采用軟件、硬件相結合的方法，使得編程和接線都比過去用常規儀表控制要方便得多。