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PLC的基本工作方式是顺序执行用户程序，每一时钟周期执行一条指令。对用户程序的执行一般有循环扫描和定时扫描两种，扫描过程分为三个阶段，即输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段，如图1所示。
（1）输入采样阶段。PLC在输入采样阶段以扫描方式顺序读人所有输入端子的状态，存人输人寄存器，接着转入程序执行阶段。
（2）程序执行阶段。PLC在程序执行阶段中顺序对每条指令进行扫描。先从输人寄存器读人所有输入端子的状态。
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在当今全球经济竞争激烈的环境下，制造工艺的细小改进可产生巨大的竞争优势。这种观念正在驱使工厂车间发生根本性的转变。制造商正在部署新的传感器技术，采用新的控制架构，并开始挖掘“大数据”和数据分析的潜力。
用于跟踪环境和过程监测变量的传感器数量不断增长，工厂通过将PLC靠近控制过程，寻求减少瓶颈以及缩短环路的机会，这就加速了向分布式控制架构的转变。终，提高运营效率和收益预期将推动发生自PLC发明以来大的工厂改造。
这为PLC工程师带来了相当大的挑战。为赢得这一市场，系统设计师需要将更多的I/O和功能封装起来，以保证更小的体积。问题是，能够从微处理器数字器件获得的空间相对较小。当今的PLC模块中，模拟和分立式元件占据了大约85%的电路板空间。电路板上这一显著问题是工程师们不容忽略的关键因素。对于微型PLC和嵌入式控制器，许多在前期工作良好的模拟和分立式元件占据太大的空间。只有凭借更高的集成度、跨PLC平台设计，才能实现工业4.0的优势。
得益于数字产业革命，多年以来，PLC日益强大，能够处理更多输入、更宽字节以及更为复杂的指令集。现在，模拟和传感器技术领域的创新正在帮助制造商充分发挥计算资源的优势，包括工厂内部和云端。工业4.0代表了将这种智能化与广泛的检测范围、分布式控制以及可靠、无缝连接整合在一起的愿景。
按照摩尔定律的稳定发展，使得我们拥有了海量处理能力的机器。企业能够处理TB甚至PB级数据，从而强化决策层管理，不断发现新市场，优化过程。对于制造商而言，大的挑战是收集数据并根据数据采取措施。为解决这一问题，目前涌现出三大技术趋势：
PLC的大问题是没有人发现真正的问题所在。根据近期的市场调研，大多数工程师仍然认为数字技术提供了节省空间的佳机会。而数字芯片在PLC模块中仅占据15%至20%的电路板空间。真正的问题在于模拟和分立元件占据绝大多数的PCB空间。这些器件在PLC模块中占据高达85%的电路板空间。而这些器件不像数字芯片那样具备大规模集成，所以需要更高集成度来节省PCB空间。