從結(jié)構(gòu)上分,，PLC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,、底板或機架,，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。

　　CPU的構(gòu)成

　　CPU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PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),，用掃描的方式采集由現(xiàn)場輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入規(guī)定的寄存器中,，同時,，診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后,，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路,。

　　CPU主要由運算器,、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間的數(shù)據(jù),、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成,，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù),，是PLC*的組成單元,。

　　在使用者看來，不必要詳細分析CPU的內(nèi)部電路,，但對各部分的工作機制還是應(yīng)有足夠的理解,。CPU的控制器控制CPU工作，由它讀取指令,、解釋指令及執(zhí)行指令,。但工作節(jié)奏由震蕩信號控制。運算器用于進行數(shù)字或邏輯運算,，在控制器指揮下工作,。寄存器參與運算，并存儲運算的中間結(jié)果,，它也是在控制器指揮下工作,。

　　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。

　　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,。

　　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點數(shù)確定模塊規(guī)格及數(shù)量，I/O模塊可多可少,，但其zui大數(shù)受CPU所能管理的基本配置的能力,，即受zui大的底板或機架槽數(shù)限制。

　　電源模塊

　　PLC電源用于為PLC各模塊的集成電路提供工作電源,。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）,。

　　 底板或機架

　　大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上,，實現(xiàn)各模塊間的,，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上,，實現(xiàn)各模塊間的連接,，使各模塊構(gòu)成一個整體。

（一） 輸入采樣階段

　　在輸入采樣階段,，PLC以掃描方式依次地讀入所有輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù),，并將它們存入I/O映象區(qū)中的相應(yīng)得單元內(nèi)。輸入采樣結(jié)束后,，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段,。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化,，I/O映象區(qū)中的相應(yīng)單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會改變,。因此，如果輸入是脈沖信號,，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下,，該輸入均能被讀入,。

　　（二） 用戶程序執(zhí)行階段

　　在用戶程序執(zhí)行階段,，PLC總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序（梯形圖）,。在掃描每一條梯形圖時,，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構(gòu)成的控制線路，并按先左后右,、先上后下的順序?qū)τ捎|點構(gòu)成的控制線路進行邏輯運算,，然后根據(jù)邏輯運算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RAM存儲區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者刷新該輸出線圈在I/O映象區(qū)中對應(yīng)位的狀態(tài),；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。

　　即,，在用戶程序執(zhí)行過程中,，只有輸入點在I/O映象區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)不會發(fā)生變化，而其他輸出點和軟設(shè)備在I/O映象區(qū)或系統(tǒng)RAM存儲區(qū)內(nèi)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)都有可能發(fā)生變化,，而且排在上面的梯形圖,，其程序執(zhí)行結(jié)果會對排在下面的凡是用到這些線圈或數(shù)據(jù)的梯形圖起作用；相反,，排在下面的梯形圖,，其被刷新的邏輯線圈的狀態(tài)或數(shù)據(jù)只能到下一個掃描周期才能對排在其上面的程序起作用。

　?。ㄈ?輸出刷新階段

　　當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后,，PLC就進入輸出刷新階段。在此期間,，CPU按照I/O映象區(qū)內(nèi)對應(yīng)的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路,，再經(jīng)輸出電路驅(qū)動相應(yīng)的外設(shè)。這時,，才是PLC的真正輸出

　　同樣的若干條梯形圖,，其排列次序不同，執(zhí)行的結(jié)果也不同,。另外,，采用掃描用戶程序的運行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運行的結(jié)果有所區(qū)別。當(dāng)然,，如果掃描周期所占用的時間對整個運行來說可以忽略,，那么二者之間就沒有什么區(qū)別了。

　　一般來說,，PLC的掃描周期包括自診斷,、通訊等，即一個掃描周期等于自診斷,、通訊,、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行,、輸出刷新等所有時間的總和,。

目前,，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油,、化工,、電力、建材,、機械制造,、汽車、輕紡,、交通運輸,、環(huán)保及文化等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類,。

　　開關(guān)量的邏輯控制

　　這是PLCzui基本,、zui廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路,，實現(xiàn)邏輯控制,、順序控制，既可用于單臺設(shè)備的控制,，也可用于多機群控及自動化流水線,。如注塑機、印刷機,、訂書機械,、組合機床、磨床,、包裝生產(chǎn)線,、電鍍流水線等。

　　模擬量控制

　　在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中,，有許多連續(xù)變化的量,，如溫度、壓力,、流量,、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量,，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉(zhuǎn)換及D/A轉(zhuǎn)換,。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制,。

　　運動控制

　　PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制,。從控制機構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構(gòu),，現(xiàn)在一般使用的運動控制模塊,。如可驅(qū)動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能,，廣泛用于各種機械,、機床、機器人,、電梯等場合,。

　　過程控制

　　過程控制是指對溫度、壓力,、流量等模擬量的閉環(huán)控制,。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序,，完成閉環(huán)控制,。PID調(diào)節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調(diào)節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊,，目前許多小型PLC也具有此功能模塊,。PID處理一般是運行的PID子程序。過程控制在冶金,、化工,、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應(yīng)用,。

　　數(shù)據(jù)處理

　　現(xiàn)代PLC具有數(shù)學(xué)運算（含矩陣運算,、函數(shù)運算、邏輯運算）,、數(shù)據(jù)傳送,、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序,、查表,、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集,、分析及處理,。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作,，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置,，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票怼?shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng),，如無人控制的柔性制造系統(tǒng),；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙,、冶金,、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng),。

　　通信及聯(lián)網(wǎng)

　　PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設(shè)備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展,，工廠自動化網(wǎng)絡(luò)發(fā)展得很快,，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),。新近生產(chǎn)的PLC都具有通信接口,，通信非常方便。