CPU模塊是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置,。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算,、順序運(yùn)算,、計時、計數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計,。
PLC的基本構(gòu)成
概述
從結(jié)構(gòu)上分，分為固定式和組合式（模塊式）兩種,。固定式PLC包括CPU板,、I/O板、顯示面板,、內(nèi)存塊、電源等,，這些元素組合成一個不可拆卸的整體,。模塊式PLC包括CPU模塊、I/O模塊,、內(nèi)存,、電源模塊、底板或機(jī)架,，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置,。
PLC實質(zhì)是一種于工業(yè)控制的計算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機(jī)相同,，基本構(gòu)成為：
電源
PLC的電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,，在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。如果沒有一個良好的,、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的,，因此PLC的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內(nèi)，可以不采取其它措施而將PLC直接連接到交流電網(wǎng)上去,。同時,，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源輸入類型有：交流電源（220VAC或110VAC）,，直流電源（常用的為24VDC）,。
中央處理單元(CPU)
中央處理單元(CPU)是PLC的控制中樞，是PLC的核心起神經(jīng)中樞的作用,，每套PLC至少有一個CPU,。它按照PLC系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源,、存儲器,、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤,。當(dāng)PLC投入運(yùn)行時,，首先它以掃描的方式接收現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入I/O映象區(qū),，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序,，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運(yùn)算的結(jié)果送入I/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內(nèi)。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后,，最后將I/O映象區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的輸出裝置,，如此循環(huán)運(yùn)行，直到停止運(yùn)行,。
為了進(jìn)一步提高PLC的可靠性,，近年來對大型PLC還采用雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三CPU的表決式系統(tǒng),。這樣,，即使某個CPU出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運(yùn)行,。
CPU速度和內(nèi)存容量是PLC的重要參數(shù),，它們決定著PLC的工作速度，IO數(shù)量及軟件容量等,，因此限制著控制規(guī)模,。
存儲器
存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。
存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器,。
輸入輸出接口電路（I/O模塊）
PLC與電氣回路的接口,，是通過輸入輸出部分（I/O）完成的。I/O模塊集成了PLC的I/O電路,，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài),，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。輸入模塊將電信號變換成數(shù)字信號進(jìn)入PLC系統(tǒng)，輸出模塊相反,。I/O分為開關(guān)量輸入（DI）,，開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI）,，模擬量輸出（AO）等模塊,。
1．現(xiàn)場輸入接口電路由光耦合電路和微機(jī)的輸入接口電路，作用是PLC與現(xiàn)場控制的接口界面的輸入通道,。
2．現(xiàn)場輸出接口電路由輸出數(shù)據(jù)寄存器,、選通電路和中斷請求電路集成，作用PLC通過現(xiàn)場輸出接口電路向現(xiàn)場的執(zhí)行部件輸出相應(yīng)的控制信號,。
常用的I/O分類如下：
開關(guān)量：按電壓水平分,，有220VAC、110VAC,、24VDC,，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離,。
模擬量：按信號類型分,，有電流型（4-20mA,0-20mA）、電壓型（0-10V,0-5V,-10-10V）等,，按精度分,，有12bit,14bit,16bit等。除了上述通用IO外,，還有特殊IO模塊,，如熱電阻、熱電偶,、脈沖等模塊,。
按I/O點(diǎn)數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少,，但其最大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或機(jī)架槽數(shù)限制,。
底板或機(jī)架
大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架,，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系,，使CPU能訪問底板上的所有模塊,，機(jī)械上，實現(xiàn)各模塊間的連接,，使各模塊構(gòu)成一個整體,。
功能模塊
如計數(shù)、定位等功能模塊
通信模塊
如以太網(wǎng)、RS485,、Profibus-DP通訊模塊等
編程設(shè)備
編程器是PLC開發(fā)應(yīng)用,、監(jiān)測運(yùn)行、檢查維護(hù)*的器件,，用于編程,、對系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控PLC及PLC所控制的系統(tǒng)的工作狀況,，但它不直接參與現(xiàn)場控制運(yùn)行,。小編程器PLC一般有手持型編程器，目前一般由計算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器,。
人機(jī)界面
簡單的人機(jī)界面是指示燈和按鈕,，液晶屏（或觸摸屏）式的一體式操作員終端應(yīng)用越來越廣泛，由計算機(jī)（運(yùn)行組態(tài)軟件）充當(dāng)人機(jī)界面非常普及,。