Uma vez colocado em operação um Controlador Lógico Programável (CLP), seu processo de trabalho é geralmente dividido em três etapas: amostragem de entrada, execução do programa do usuário e atualização de saída. A conclusão destas três etapas constitui um único ciclo de varredura. Durante todo o período operacional, a CPU do CLP executa repetidamente estes três estágios em uma velocidade de varredura específica.
Amostragem de entrada
Durante a etapa de amostragem de entrada, o PLC lê sequencialmente o status e os dados de todas as entradas em modo de varredura, armazenando-os nas células correspondentes dentro da área de imagem de E/S. Uma vez concluída a amostragem de entrada, o processo transita para os estágios de execução do programa do usuário e atualização de saída. Durante estes dois últimos estágios, mesmo que o status ou os dados de entrada reais mudem, o status e os dados armazenados nas células correspondentes dentro da área de imagem de E/S permanecem inalterados. Portanto, se uma entrada consistir em um sinal de pulso, a duração desse pulso deverá exceder um ciclo completo de varredura para garantir que a entrada seja detectada e lida de maneira confiável em todas as circunstâncias.
Execução do programa do usuário
Durante o estágio de execução do programa do usuário, o PLC verifica consistentemente o programa do usuário (geralmente representado como um diagrama ladder) em uma ordem sequencial, de cima para-para{1}}baixo. Ao varrer cada linha individual do diagrama ladder, o PLC primeiro avalia o circuito de controle-compreendendo vários contatos-localizados no lado esquerdo da linha. Ele executa operações lógicas neste circuito em uma sequência específica: da esquerda-para-a direita, seguida de cima-para-baixo. Com base nos resultados destas operações lógicas, o PLC atualiza então o status do bit correspondente para uma bobina lógica dentro da área de armazenamento RAM do sistema; ou atualiza o status do bit correspondente para uma bobina de saída dentro da área de imagem de E/S; ou determina se deve executar uma instrução de função especial especificada por aquela linha específica.
Em outras palavras, durante o processo de execução do programa do usuário, apenas o status e os dados dos pontos de *entrada* dentro da área da imagem de E/S permanecem estáticos; o status e os dados de todos os outros pontos de *saída* e "dispositivos virtuais" internos (como relés internos ou registros de dados)-localizados na área de imagem de E/S ou na RAM do sistema-estão sujeitos a alterações. Além disso, os resultados de execução de uma linha de escada posicionada mais acima na sequência do programa influenciarão imediatamente quaisquer linhas subsequentes posicionadas mais abaixo que utilizem essas bobinas ou dados específicos. Por outro lado, o status ou os dados atualizados de uma bobina lógica dentro de uma linha{4}}posicionada inferiormente não terão efeito-ou influenciarão-quaisquer linhas posicionadas mais acima no programa até o início do *próximo* ciclo de varredura.
Durante o processo de execução do programa, o uso de instruções de "E/S imediata" permite acesso direto a pontos de E/S específicos, ignorando o buffer de área de imagem de E/S padrão. Mesmo quando instruções de E/S são utilizadas, os valores nos registros de imagem do processo de entrada não são atualizados; em vez disso, o programa lê os valores diretamente dos módulos de E/S. Por outro lado, os registros de imagem do processo de saída são atualizados imediatamente-um comportamento que distingue esse processo da "entrada imediata".
Atualização de saída
Após a conclusão da varredura do programa do usuário, o Controlador Lógico Programável (CLP) entra na fase de atualização de saída. Durante esta fase, a CPU atualiza todos os circuitos de travamento de saída de acordo com os estados e dados correspondentes armazenados na área de imagem de E/S; esses circuitos acionam os dispositivos periféricos relevantes através do circuito de saída. É neste momento que a saída real do PLC é realizada.
Resumo
Com base na descrição dos processos acima mencionados, as principais características do fluxo de trabalho operacional do PLC podem ser resumidas da seguinte forma:
① O PLC emprega um modo de trabalho caracterizado por amostragem centralizada de entrada e atualização centralizada de saída; esta abordagem serve para mitigar o impacto da interferência externa.
② O fluxo de trabalho operacional do PLC é um processo de digitalização cíclico. A duração deste ciclo de varredura depende de vários fatores, como a velocidade de execução da instrução e a duração do programa do usuário.
③ Existe um fenômeno de desfasamento temporal em relação à influência dos insumos nos resultados. Como o PLC utiliza um modo de amostragem e saída centralizado, quaisquer alterações nos estados de entrada que ocorram após a conclusão da fase de amostragem não serão reconhecidas até que o ciclo de amostragem subsequente comece; conseqüentemente, a duração desse atraso é determinada principalmente pela duração do ciclo de varredura geral. Além disso, outros factores que contribuem para este atraso incluem o tempo de filtragem de entrada e o atraso de resposta inerente do circuito de saída.
④ O conteúdo dos registros de imagem de saída é determinado pelos resultados gerados durante a execução da varredura do programa do usuário.
⑤ O conteúdo das travas de saída é determinado pelos dados residentes nos registradores de imagem de saída durante a fase de atualização de saída anterior.
⑥ O estado atual de saída real do PLC é determinado pelo conteúdo das travas de saída.