I/O映像区的建立，使系统工作变成一个采样控制系统，我们称之为数字采样控制系统。虽然不像硬件逻辑系统那样，随时反映控制器件工作状态变化对系统的控制作用，但在采样时刻则基本符合实际工作状态，只要采样周期T足够小，采样频率足够高，我们就可以认为这样的采样系统足够符合实际系统的工作状态。

数字采样系统和一般常见的模拟采样控制系统是有差异的。模拟采样系统的采样对象是一个或几个模拟量，它们是随时间而连续变化的；而在采样系统中对它的处理是在采样时刻采集它们的实际瞬时值，在采样周期内将认为它们是不变的，并保持为采样值。在数字控制系统中，变量都是离散量，在两种状态之间变化，所以对系统变量关心的是它们的状态而不是数值的大小变化。在数字控制系统中输出变量的状态几乎和所有输入信息的状态有关，因此我们关心的是所有输入、输出变量的状态，采集量比较大。在模拟量采集系统中因为要对被采集的模拟量进行各种运算包括微分、积分运算，因此对采集周期T不仅要求它足够短，而且希望它是固定不变的。在数字采样系统中，由于涉及的运算关系多是逻辑关系，因此只要采样周期T足够小即可，而它在一定范围内的变化和影响都是次要的，因此我们可以利用循环扫描周期作为系统的采样周期。

数字采样控制系统中，虽然在采样周期对变量的处理仍然是顺序执行程序，但是，由于输入信息是从现场瞬时采集来的，输出信息又是在程序执行后瞬时输出去控制外设的，因此，可以认为实际上恢复了系统对被控变量控制作用的并行性。

I/O映像区的建立，是PLC工作时只和内存有关地址单元内所存信息状态发生关系，而系统输出也是只给内存某一地址单元设定一个状态，因此，这时的控制系统已经远离实际控制对象，这一点为系统的标准化生产、大规模生产创造了条件。4.输入/输出操作

PLC的工作方式是循环扫描执行用户程序。由于建立了输入/输出映像区，因此执行程序时系统工作只涉及充当映像区的存储器区，只是在扫描周期的适当时刻，在操作系统的组织下将输出映像区的信息全部倾卸给外设，同时也由所有外设读入信息。这种周期性地与外界交换信息，对一般外设是可以满足要求的。但是随着PLC功能的扩展，特别是许多特殊功能单元、智能单元被当作I/O外设以及中断控制的利用等，对响应的及时性，提出了新的要求。因此正常的周期性的输入/输出交换信息就满足不了要求。例如，某中断源提出中断申请被响应后机器就转向执行中断子程序，在执行中断子程序后的输出信息当然希望尽早送到相关外外设，而不希望等到扫描周期的输入/输出阶段。又比如闭环控制系统，按照香农定理对系统确定了采样周期，它当然不可能与系统扫描周期一致，因此就希望在采样周期中系统能进行输入/输出的信息交换，以便及时采集到有关参数的数值进而实现控制。诸如此类，系统的周期性扫描与外设希望的及时响应矛盾的解决办法是设法将有关要输入/输出的信息分离出来，即这一部分信息的输入或输出与系统CPU的周期扫描脱离，利用专用的硬件单元（如快速响应I/O单元）或通过软件利用专门指令去执行某一I/O映像区的输入/输出（如利用定区I/O服务指令使定区的信息及时输入或输出，即取得立即执行）。5.中断输入处理

在可编程序控制器系统中，中断输入处理是由一块专用的特殊模板完成的。有关中断的概念及处理的思路和一般微机系统基本是一样的，即当有中断申请信号输入后，系统要中断正在执行的程序而转向执行相关的中断子程序；系统若有多个中断源时，它们之间按重要性有一个先后顺序的排队。系统由程序设定可以中断屏蔽等。此外，结合PLC工作的特点，中断的处理也有其特殊之处。

（1）中断的响应是在系统循环扫描周期的各个阶段。在可编程序控制器系统工作过程中，系统不仅对用户程序实行循环扫描，而且对输入、输出、编程器、通信单元及自诊断等，都实行循环扫描。因此对中断信号的响应也不限于用户程序的执行阶段，而是在循环扫描周期的各个阶段。那么，系统CPU是否也和一般微机系统CPU一样，在执行每一条指令结束时去查询有无中断申请呢?在可编程序控制器系统中，不是在每条指令执行结束后查询，而是在相关的程序块结束后查询中断申请，如有中断申请，则转入执行中断服务程序。如果用户程序是以块式结构组成的，则在每块结束或实行块调用时处理中断，

中断时间的决定因素有哪些?它应该包括：

① 等待响应时间t1。从外界中断源发出中断申请信息，到主CPU正在执行的程序块结束，CPU开始查询中断申请的时间。它与有关程序块的长短与中断申请发生的时刻有关，是一个在小范围内变化的随机量。

② 中断信号读入处理时间t2。从CPU查询出有中断申请至查清中断源并读入的时间③ 系统处理和中断服务程序的启动t3。它也是一个随机变量，与同时申请中断的中断源源数、中断排队及系统处理速度有关。

在PLC内部还设有定时器、计数器、移位器、保持器、内部辅助继电器等继电器控制系统没有的器件，它们的线圈及常开、常闭触点只能在PLC内部控制电路中使用，而不能与外部电路相连。

（3）输出部分

这部分的作用是驱动外部负载。在PLC内部，有若干能与外部设备直接相连的输出继电器（有继电器、双向硅、晶体管三种形式），它也有无限多由软件实现的常开、常闭触点，可在PLC内部控制电路中使用；但对应每一个输出端只有一个硬件的动合触点与之相连，用以驱动需要操作的外部负载。外部负载的驱动电源接在输出公共端（L）上。

在使用PLC时，可以把输入端等效为一个继电器线圈，其相应的继电器接点（常开或常闭）可在内部控制电路中使用，而输出端可以等效为内部输出继电器的一个常开触点，以驱动外部设备。2.PLC的工作过程

在计算机程序执行中有一种查询方式结构，专门查看某一变量条件的满足情况的，并据此决定下一步的操作。现在要查看的已不是某一变量的条件，而是多个变量的条件，像查询一个变量的条件那样等待查询已不能满足要求，因此我们采用对整个程序巡回执行的工作方式，也称循环扫描，就是说用户程序的执行不是从头到尾只执行一次，而是执行完一次之后，又返回去执行第二次、第三次、……直至停机。如果程序的每一条指令的执行时间足够快，整个程序并不长，使得每执行一次程序所占用的时间足够短，这个时间短到足以保证变量条件不变，即如果在前一次执行程序时对某一变量的状态没有捕捉到，保证在第二次执行程序时该条件依然存在。

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要使程序循环扫描一次的时间短，首先和每条指令的执行时间长短有关，其次和程序中所用指令类型及包含指令的条数的多少有关。前者主要和机器的主频即时钟的快慢有关，机器选择确定之后，它也随之而定；后者则和被控系统的复杂程度，以及程序编制者的水平有关。

从程序执行的角度希望循环扫描一次用户程序的时间要短，但是从用户的角度又希望时间尽量长，这一长与一短必须统一，必须统一在一个循环扫描周期的时间不改变形成变量逻辑关系各因素的状态。由于这些信息因素多来自继电器触头状态的变化，所以一般确定循环扫描周期的时间约为100～200ms。为了适应用户程序长度的要求，还可以从形成用户程序所用指令的选择上来节约时间。

在PLC系统中，决定被控制变量状态的逻辑关系组成因素多来自生产系统现场。为了执行控制程序，从现场采集这些信息的方式有两种：

① 随着程序的执行需要哪一个信息，就到生产现场去采集该信息，这样采集到的信息是实时的，采集时间可能略长。同一因素信息，由于采集的时间不同，其状态可能会有所不同。② 定时采集。在每一循环扫描周期内定时（一般定在扫描周期的开始或结束）将现场全部有关信息采集到控制器中，存放在系统准备好的一定区域——随机存储器的某一地址区，称为输入映像区，对应等效工作电路的输入继电器线圈。执行用户程序所需现场信息都在输入映像区取用，而不直接到外设去取。这种方式因为是集中采集现场信息，虽然从理论上分析每个信息被采集的时间仍有先后差异，但它已很小，因此可以认为采集到的信息是同时的。同样对被控制对象的控制信息，也不采用形成一个输出就去改变一个被控对象的控制方法，而是先把它们存放在随机存储器的某个特定区域，称为输出映像区，对应等效工作电路的输出继电器接点。当用户程序扫描结束后，将所存被控对象的控制信息集中输出，改变被控对象的状态。对于那些在一个扫描周期内没有发生变化的变量状态，就输出一个与前一周期同样的信息，因而也不引起外设工作的变化。上述输入映像区、输出映像区集中在一起就是一般所称的I/O（输入/输出）映像区。映像区的大小随系统输入、输出信息多少，即输入、输出点数而定。