1.PLC的循环处理过程
CPU的程序分为操作系统和用户程序。操作系统用来处理PLC的启动、刷新过程映像输入/输出区、调用用户程序、处理中断和错误、管理存储区和通信等任务。
用户程序由用户生成，用来实现用户要求的自动化任务。
PLC得电或从STOP模式切换到RUN模式时，CPU执行启动操作，将没有断电保持功能的位存储器、定时器和计数器清零，清除中断堆栈和块堆栈的内容，复位保存的硬件中断等。此外还要执行一次用户生成的启动组织块OB100，完成用户指定的初始化操作。以后PLC采用循环执行用户程序的方式，这种运行方式也称为扫描工作方式。
在PLC的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为过程映像输入区和过程映像输出区。PLC梯形图中的其他编程元件也有对应的存储区。
下面是循环处理各个阶段的任务（见图2-41）：
1）操作系统启动循环时间监控。
2）CPU将过程映像输出表（Q区）的数据写到输出模块。
3）CPU读取输入模块的输入状态，并存入过程映像输入表I区）。
4）CPU处理用户程序，执行用户程序中的指令。
5）循环结束时，操作系统执行其他任务，例如下载和删除块，接收和发送全局数据。
6）CPU返回第一阶段，重新启动循环时间监控。
图2-41 扫描过程
STEP 7将用户编写的程序和程序所需的数据放置在块中，功能块FB和功能FC是用户编写的子程序，系统功能块SFB和系统功能SFC是操作系统提供给用户使用的标准子程序，它们和组织块OB统称为逻辑块。在启动完成后，每次循环都要调用一次主程序OB1，OB1可以调用OB之外的逻辑块。被调用的逻辑块又可以调用OB之外的下一级的逻辑块。
PLC的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中顺序排列。在没有跳转指令和块调用指令时，CPU从第一条指令开始，逐条顺序地执行用户程序，直到用户程序结束之处。在执行位逻辑指令时，从过程映像输入区或别的存储区中将有关编程元件的0、1状态读出来，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算结果写入指定的存储单元。因此，各编程元件的存储区的内容随着程序的执行而变化。
如果有中断事件出现，循环程序处理过程被暂停执行，并自动调用分配给该事件的中断组织块。该组织块被执行完后，被暂停执行的块将从被中断的地方开始继续执行。
2．过程映像输入/输出区
在循环程序处理过程中，CPU并不是直接访问I/O模块中的输入地址区和输出地址区，而是访问CPU内部的过程映像区（I/Q区）。
在写输出模块阶段，CPU将过程映像输出区的状态传送到输出模块。梯形图中某一数字量输出位（例如Q4.0）的线圈“通电”时，对应的过程映像输出位为1状态。信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。
若梯形图中输出位的线圈“断电”，对应的过程映像输出位为0状态，在写输出模块阶段之后，继电器型输出模块对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。
在读输入模块阶段，PLC把所有外部输入电路的接通/断开状态读入过程映像输入区。外部输入电路接通时，对应的过程映像输入位（例如10.0）为1状态，梯形图中该输入位的常开触点接通，常闭触点断开。外部输入电路断开时，对应的过程映像输入位为0状态，梯形图中该输入位的常开触点断开，常闭触点接通。
某个位编程元件为1状态时，称该编程元件的状态为ON，该位为0状态时，称该编程元件的状态为OFF。在程序执行阶段，即使外部输入电路的状态发生了变化，过程映像输入位的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的读取输入模块阶段被读入过程映像输入区。
扫描周期(Scan Cycle)是指操作系统执行一次如图2-41所示的循环操作所需的时间。扫描周期又称为扫描循环时间。
3．外设输入例、设输出区
外设输入/外设输出区（PI/PQ区）用于直接访问本地的和分布式的输入模块和输出模块。PI/PQ区与I/Q区的关系如下：(www.xing528.com)
1)访问PI/PQ区时，直接读写输入/输出模块，而I/Q区是输入/输出信号在CPU的存储器中的“映像”。
2)I/Q区可以按位、字节、字和双字访问，PI/PQ区不能按位访问。
3)I/Q区的地址范围比PI/PQ区的小，前者与CPU的型号有关。如果地址超出了I/Q区允许的范围，必须使用PI/PQ区来访问。
4)I/Q区与PI/PQ区的地址均从0号字节开始，因此I/Q区的地址编号也可以用于PI/PQ区。例如用MOVE指令将QB1传送到PQB1，可以实现“立即写入”操作。
5)可以读、写I/Q区的地址。只能读取外设输入，不能改写它。只能改写外设输出，不能读取它。下面两条指令违背了上述规定，因此是错误的，输入后出错的指令变为红色。
6）访问I/Q区的指令比访问PI/PQ区的指令的执行时间短得多。
4.小车控制系统简介
图2-42是小车控制系统的示意图与外部接线图。按下右行启动按钮SB2或左行启动按钮SB3后，要求小车在左限位开关SQ1和右限位开关SQ2之间不停地循环往返，直到按下停止按钮SB1。
5.仿真实验
用“新建项目”向导生成一个名为“小车控制1”的项目（见随书光盘中的同名例程），CPU可以选用任意的型号。
打开OB1，输入图2-43所示的梯形图程序。打开PLCSIM，将用户程序和系统数据下载到仿真PLC。将仿真PLC切换到RUN或RUN-P模式。生成视图对象IB0和QB4（见图2-35），用PLCSIM调试程序。单击I0.0～I0.5对应的小方框，生成各种输入信号，通过观察Q4.0和Q4.1对应的小方框，检查程序运行的情况。
图2-42 PLC的外部接线图
图2-43 梯形图
打开OB1，单击程序编辑器工具栏上的“监视”按钮 
，用程序状态监控功能调试程序。按以下步骤检查程序：
1）开始时所有的输入信号均为0状态。单击两次I0.0对应的小方框，模拟按下和放开右行启动按钮，观察Q4.0是否变为1状态。
2）连续单击两次I0.4对应的小方框，模拟右限位开关变为1状态和0状态，观察Q4.0是否变为0状态，Q4.1是否变为1状态。
3）连续单击两次I0.3对应的小方框，模拟左限位开关变为1状态和0状态，观察Q4.1是否变为0状态，Q4.0是否变为1状态。
4）重复第2步和第3步。
5）连续单击两次I0.2对应的小方框，模拟停车按钮信号，或者连续单击两次I0.5对应的小方框，模拟过载信号，观察它们是否能使Q4.0或Q4.1变为0状态。
6）小车在停车状态时，单击I0.1对应的小方框，模拟左行启动按钮信号，启动后用上述方法控制小车自动反向运行和停车。
若发现PLC的输入/输出关系不符合要求，应检查程序，改正错误。
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