本节以电动机正、反转的实例来阐述PLC的工作原理。如图1-6所示，输入I0.0、I0.1和I0.2分别采集电动机停止、正转和反转的按钮信号，输出Q0.0和Q0.1控制电动机的正转和反转。

图1-6 PLC的外部接线和梯形图

系统上电或由STOP模式切换到RUN模式时，CPU要执行一次复位操作，包含如下两个操作步骤：

1）清除没有保持功能的位存储器状态、定时器和计数器状态，清除中断堆栈和块堆栈的内容等。

2）执行系统起动组织块OB100。如果用户想使系统在上电后做一些初始化操作，就可以在OB100中编写程序，否则用户完全可以忽略这个组织块。需要注意的是：OB100只在复位后被执行一次。

整个PLC的工作过程是以循环扫描的方式进行的，重复执行一个循环工作周期。以下四个步骤就是PLC程序执行的一个循环工作周期：

1）操作系统起动循环时间监控。

2）CPU将输出映像区中的数据写到输出模块。

3）CPU读取输入电路的接通/断开状态并存入输入映像区。

4）CPU处理用户程序，执行用户程序中的指令，并实时更新内存映像区。(www.daowen.com)

在第1阶段，操作系统起动用户设置的监控循环时间。设置的方法参见第8章。

在第2阶段，CPU将输出映像区中的数据状态传送到输出模块，用于控制与输出点连接的继电器线圈。若上次循环工作周期中输出映像区中Q0.0状态为“0”，而这次Q0.0得电状态为“1”时，控制电动机的继电器线圈通电，其常开触点吸合，电动机正转；反之，控制电动机的继电器线圈断电，其常开触点断开，电动机停止工作。

在第3阶段，PLC通过输入模块采集外部电路的接通断开状态，并写入到输入映像区中。若外部电路开关SB1闭合时，对应的输入映像位I0.0状态为“1”，在梯形图中对应的I0.0常开触点闭合，常闭触点断开，反之亦然。

在第4阶段，在CPU执行程序指令时，从映像区特别是输入映像区中读出程序中所用元件的“0”、“1”状态，并执行指令，将运算结果实时写入到对应的映像区中。需要注意的是：在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像区对应的元件位也不会随之立即改变，只能等到这个循环扫描周期结束，下个循环扫描周期开始时才能被更新。

在S7-300中，系统不断地调用组织块OB1（相当于C语言中的主函数），在主函数中调用其他子程序，包括子程序（指逻辑块FC或FB）和系统自带的子程序（指系统逻辑块SFC或SFB中）。

在实际工程应用中，中断是不可缺少的工作方式，循环工作过程可以被某些事件中断。S7-300和S7-400的CPU为用户提供了多种中断方式，以下几种较为常用：

①中断源通过外部电路的输入进入系统，中断服务程序需事先存入组织块OB40。

②系统提供了某些组织块为中断工作方式服务，有OB10（日期时间中断组织块）和OB20（延时中断组织块）两种。

总之，CPU从第一条指令开始，逐条地执行用户程序，并且循环重复执行。执行指令时，从元件映像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，实时更新映像区，最后的运算结果输出到生产过程的执行机构中。