PLC在输入采样阶段，首先扫描所有的输入端子，将输入存入内存中各对应的输入映像寄存器。此时，输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执行阶段或输出阶段，输入映像寄存器与外界隔离，无论信号如何变化其内容保持不变直到下一扫描周期的输入采样阶段，才重新写入输入端的新内容。
2．程序执行阶段
根据PLC梯形图程序的扫描原则，PLC按先左后右，先上后下的步序语句逐句扫描。但遇到程序跳转指令，则根据跳转条件是否满足来决定程序的跳转地址。当指令中涉及输入、输出状态时，PLC从输入映像寄存器中“读入”上一阶段采入的对应输入端子状态。从输出映像寄存器“读入”对应输出映像寄存器的当前状态。然后，进行相应的运算，运算结果再存入元件映像寄存器中。对于元件映像寄存器来说，每一个元件（输出软继电器的状态）会随着程序执行过程而变化。
3．输出刷新阶段
在所有指令执行完毕后，输出映像寄存器中所有输出继电器的状态（接通/断开）在输出刷新阶段存到输出锁存寄存器中，通过一定方式输出，驱动外部负载，
对于小型PLC，I/O点数较少，用户程序较短，采用集中采样、集中输出的工作方式虽然在一定程度上降低了系统的响应速度，但从根本上提高了系统的抗干扰能力，系统的可靠性增强。而中大型PLC，输入输出点数较多，控制能力强，编制的用户程序相应较长，为了提高系统响应速度，可以采用定周期输入采样/输出刷新、直接输入采样/直接输出刷新、中断输入/输出和智能I/O接口等方式。
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