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PLC實質是一種專用於工業控製的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同。
1、中央處理單元(CPU)是PLC的控製中樞。它按照PLC係統程序賦予的功能接收並存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，並能診斷用戶程序中的語法錯誤。當PLC投入運行時，首先它以掃描的方式接收現場各輸入裝置的狀態和數據，並分別存入I/O映象區，然後從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經過命令解釋後按指令的規定執行邏輯或算數運算的結果送入I/O映象區或數據寄存器內。等所有的用戶程序執行完畢之後，最後將I/O映象區的各輸出狀態或輸出寄存器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環運行，直到停止運行。
為了進一步提高PLC的可*性，近年來對大型PLC還采用雙CPU構成冗餘係統，或采用三CPU的表決式係統。這樣，即使某個CPU出現故障，整個係統仍能正常運行。
2、存儲器存放係統軟件的存儲器稱為係統程序存儲器。存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。
PLC常用的存儲器類型
（1）RAM （Random Assess Memory） 這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。
（2）EPROM（Erasable Programmable Read Only Memory）這是一種可擦除的隻讀存儲器。在斷電情況下，存儲器內的所有內容保持不變。(在紫外線連續照射下可擦除存儲器內容)。
（3）EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)這是一種電可擦除的隻讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內容進行修改。
PLC存儲空間的分配
雖然各種PLC的CPU的最大尋址空間各不相同，但是根據PLC的工作原理，其存儲空間一般包括以下三個區域：
（1）係統程序存儲區
（2）係統RAM存儲區（包括I/O映象區和係統軟設備等）
（3）用戶程序存儲區係統程序存儲區：在係統程序存儲區中存放著相當於計算機操作係統的係統程序。包括監控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、係統診斷子程序等。由製造廠商將其固化在EPROM中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該PLC的性能。
係統RAM存儲區：係統RAM存儲區包括I/O映象區以及各類軟設備，如：邏輯線圈；數據寄存器；計時器；計數器；變址寄存器；累加器等存儲器。
（1）I/O映象區：由於PLC投(tou)入(ru)運(yun)行(xing)後(hou)，隻(zhi)是(shi)在(zai)輸(shu)入(ru)采(cai)樣(yang)階(jie)段(duan)才(cai)依(yi)次(ci)讀(du)入(ru)各(ge)輸(shu)入(ru)狀(zhuang)態(tai)和(he)數(shu)據(ju)，在(zai)輸(shu)出(chu)刷(shua)新(xin)階(jie)段(duan)才(cai)將(jiang)輸(shu)出(chu)的(de)狀(zhuang)態(tai)和(he)數(shu)據(ju)送(song)至(zhi)相(xiang)應(ying)的(de)外(wai)設(she)。因(yin)此(ci)，它(ta)需(xu)要(yao)一(yi)定(ding)數(shu)量(liang)的(de)存(cun)儲(chu)單(dan)元(yuan)(RAM)以存放I/O的狀態和數據，這些單元稱作I/O映象區。一個開關量I/O占用存儲單元中的一個位 （bit），一個模擬量I/O占用存儲單元中的一個字（16個bit）。因此整個I/O映象區可看作兩個部分組成：開關量I/O映象區；模擬量I/O映象區。
（2）係統軟設備存儲區 ：除了I/O映象區區以外，係統RAM存儲區還包括PLC內部各類軟設備（邏輯線圈、計時器、計數器、數據寄存器和累加器等）的存儲區。該存儲區又分為具有失電保持的存儲區域和無失電保持的存儲區域，前者在PLC斷電時，由內部的鋰電池供電，數據不會遺失；後者當PLC斷電時，數據被清零。
1）邏輯線圈與開關輸出一樣，每個邏輯線圈占用係統RAM存儲區中的一個位，但不能直接驅動外設，隻供用戶在編程中使用，其作用類似於電器控製線路中的繼電器。 另外，不同的PLC還提供數量不等的特殊邏輯線圈，具有不同的功能。
2）數據寄存器與模擬量I/O一樣，每個數據寄存器占用係統RAM存儲區中的一個字(16 bits)。 另外，PLC還提供數量不等的特殊數據寄存器，具有不同的功能。
3）計時器
4）計數器
用戶程序存儲區
用戶程序存儲區存放用戶編製的用戶程序。不同類型的PLC，其存儲容量各不相同。
3、電源
PLC的電源在整個係統中起著十分重要得作用。如果沒有一個良好的、可*得電源係統是無法正常工作的，因此PLC的製造商對電源的設計和製造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)範圍內，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網上去。
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