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根据存放信息的性质不同，在PLC中常使部分的功能是相同的。下面详细描述硬件系统各部分功能。1）微处理器（CPU）CPU是PLC的核心，相当于神经中枢的作用，指挥有关的控制电路。CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
CPU的控制器控制CPU工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由振荡信号控制。运算器用于进行数字或逻辑运算，在控制器指挥下工作。寄存器参与运算，并存储运算的中间结果，它也是在控制器指挥下工作。CPU速度和内存容量是PLC的重要参数，它们决定着PLC的工作速度，I/O数量及软件容量等，因此限制着控制规模。
与一般微型计算机一样，CPU的主要功能如下所述。从存储器中读取指令：CPU根据地址总线上给出的存储器地址和控制总线上给出的读/写命令，从数据总线上得到读出的数据和指令，并放到CPU内的指令寄存器中。执行指令：对存放在指令寄存器中的指令操作码进行译码、操作。顺序读取指令。处理中断：CPU在顺序执行程序时，还能接收I/O接口发来的中断用的存储器的类型如下所述。
（1）只读存储器ROM。只读存储器的内容由PLC制造厂家写入，并**固化，PLC掉电后，ROM中内容不会丢失。用户只能读取，不能改写。因此，ROM常用于存放系统程序。除了ROM，还有可擦写、可编程的只读存储器EPROM、E2PROM。
（2）随机存储器RAM。又称可读/写存储器。信息读出时，RAM中的内容保持不变；写入时，新写入的信息覆盖原来的内容。它用来存放既要读出，又可以写入的内容。因此，RAM常用于存储用户程序、逻辑变量和其他一些信息。掉电后，RAM中的内容不再保留，为了防止掉电后，RAM中的内容丢失，PLC使用锂电池作为RAM的备用电源，在PLC掉电后，RAM由电池供电，保持RAM中的信息不消失。3）输入/输出接口（I/O模块）输入/输出接口通常也称I/O单元或I/O模块，是PLC与工业生产现场之间的连接通道。I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。I/O模块按照信号的形式分为开关量输入（DI）、开关量输出（DO）、模拟量输入（AI）、模拟量输出（AO），按照供电形式可分为直流型和交流型、电压型和电流型，按功能可分为基本I/O模块和特殊I/O模块。下面介绍基本I/O模块
（2）控制容量
PLC的控制容量就是在I/O扫描期间，处理器将完成内务处理和离散数据传送两项工作。内务处理时间（一般不大于4.5ms）包括处理器的内部检查：用输出映像表数据刷新处理器基本框架上驻留本地I/O输出模块；用输出映像表的数据刷新远程I/O缓冲区；用处理器基本框架内的I/O输入状态刷新输入映像表；用存放在远程I/O缓冲区的远程I/O输入状态刷新输入映像表。在完成内务处理之后，处理器将进行扩展本地I/O框架（如果存在）的*初的PLC只是一些简单的开关量逻辑控制器件，而且其控制数目有限，因此只有基本的输入/输出及程序控制指令，编程设备也很简陋。但可编程序控制器发展到现在，不仅其I/O能力大大增强，且实现了对模拟量的各种控制，其指令系统也得到了充分的发展，变得相当完善。如S7-300系列可编程序控制器的指令系统包括继电器指令、定时器和计数器、计算指令（包括三角函数、指数、幂运算等）、数据转换、诊断、移位寄存器、比较、数据传送、顺序器、立即I/O、程序控制和PID控制，以及顺序功能流程图指令等，是指令功能*强的可编程序控制器之一。
在可编程序控制器不断发展、指令功能不断增强的同时，其开发手段也从早期的专用编程设备移到计算机上进行；计算机开发环境也从DOS转到Win98//XP/NT上，从而变得更加易于使用。除编程软件外，还有仿真软件，这使PLC的开发、调试扫描：扩展本地I/O的离散数据在处理器数据映像表和扩展本地I/O框架中的I/O之间进行交换；扫描扩展本地I/O框架所需要的时间加上内务处理时间就是总的I/O扫描时间。
远程I/O系统是一种独立的与程序扫描不同步的扫描。远程I/O扫描从远程I/O缓冲区取输出数据送给输出模块，并将来自输入模块的输入数据放入远程I/O缓冲区；然后CPU在I/O扫描期间，再与远程I/O缓冲区进行输入和输出映像表数据的交换。
机器在正常运行状态下，每一个扫描周期都包含I/O扫描与用户程序扫描（逻辑扫描），而这两个过程在机器运行过程中所用的时间往往是可变的。特别对程序中有条件调用和子程序调用等情况，程序中指令数目难于确定，因此通常用执行1000条指令的时间（大约1～10ms/k指令）来衡量PLC的运行速度。I/O容量，也叫I/O能力，通常以离散量（数字量）个数计。不同的PLC的I/O容量的差别很大，一些微型的PLC的I/O能力在20点以下，而大型PLC的I/O能力可达10KB以上。由于I/O容量大小与存储容量的大小基本一致，生产厂家在生产PLC时，常以I/O容量的大小来设置不同的存储器容量。I/O模块、数据存储器与程序存储器之间的关系
（3）循环扫描周期
PLC 扫描周期也叫处理器扫描时间。通常将输入扫描与输出扫描合称为 I/O 扫描，因此处理器扫描时间为 I/O扫描与程序扫描（逻辑扫描）之和。I/O扫描时间是指处理器把其输出映像表中的数据写到输出模块和把输入数据从输入模块读到处理器输入映像数据表的时间。当处理器完成了系统中所有的I/O刷新后，就开始逻辑扫描。逻辑扫描是执行用户程序的时间，程序指令对某些条件进行检查并将该条件与输入映像表中的位相比较。如果映像表中的位与被检查的条件相符，则逻辑为真，处理器就刷新输出映像表中相应的位，这个过程将连续不断地进行，直至执行到逻辑扫描的结束语句为止。这时开始I/O扫描。息的状态及中断程序执行的结果无关，因此要想多运行几次中断子程序，则必须多进行几次中断申请。