1.2.2 PLC的基本组成
PLC主要由中央处理器（CPU）、存储器、I/O（输入/输出）接口电路、电源和外部设备接口等组成。其硬件结构图如图1-34所示。
图1-34 PLC的硬件结构图
1.中央处理器（CPU）
CPU是系统的核心部件，一般由控制器、运算器和寄存器组成，通过数据总线、地址总线和控制总线与存储器、I/O接口电路相连接。CPU的主要功能是采集输入信号、执行用户程序、刷新系统的输出。
PLC常用的CPU芯片有：通用微处理器，如Intel公司的8031、8051、8096、80826等；单片微处理器（单片机），如Intel公司的MCS-51/96系列单片机；位片式微处理器，如AMD2900系列位片式微处理器。其中，小型PLC的CPU多采用单片机或专用CPU，大型PLC的CPU多采用位片式结构。
2.存储器
存储器主要用来存放程序和数据。PLC的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器及工作数据存储器三种。
系统程序存储器用来存放由PLC生产厂家编写的系统程序，并固化在ROM内，用户不能直接更改；
用户程序存储器用来存放用户针对具体控制任务，用规定的PLC编程语言编写的各种用户程序；
工作数据存储器用来存储工作数据，即用户程序中使用的ON/OFF状态、数值数据等。用户程序和工作数据存放在RAM存储器中，为保证掉电时不会丢失RAM中的信息，一般用锂电池作用备用电源供电。
3.I/O接口电路
I/O接口电路（模块）是PLC与工业控制现场各类信号连接的部分，用于在PLC与被控对象间传递I/O信息。通过输入模块可以将来自于被控制对象的信号转换成CPU能够接收和处理的标准电平信号。同样，外部执行元件（如电磁阀、接触器、继电器等）所需控制信号的电平也有差别，也必须通过输出模块将CPU输出的标准电平信号转换成这些执行元件所能接收的控制信号。为了适应各类I/O信号的匹配需要，PLC的I/O接口电路也分为数字量接口电路和模拟量接口电路。
（1）输入接口电路
输入接口电路是PLC与外部输入设备（如开关、按钮、传感器等）的连接部件，其作用是将从输入设备来的信号送到PLC。
数字量输入接口用于连接按钮、开关和传感器等传来的信号。通常分为直流和交流两种类型，输入接口电路包括光电耦合器和RC滤波器，用于消除输入触点抖动和外部噪声干扰，如图1-35所示。在图1-35a中，当输入开关合上时，光电耦合器接通，信号进入内部电路，此输入点对应的位由0变为1，即输入映像寄存器的对应位由0变为1。
图1-35 输入接口电路
a）直流输入单元 b）交流输入单元
模拟量输入接口电路用于连接传感器等信号，常采用A/D转换电路，将模拟量信号转换成数字量信号。
（2）输出接口电路
输出接口电路是PLC与控制对象（如接触器线圈、电磁阀线圈、指示灯等）的连接电路，其作用是将输出电平变为控制对象所需的电流、电压信号。由于控制对象不同，数字量输出接口电路的输出方式可分为继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出三种，如图1-36所示。其中，继电器输出是有触点的输出方式，可用于直流或低频交流负载；晶体管输出和晶闸管输出都是无触点输出方式，晶体管输出适用于高速、小功率直流负载，晶闸管输出适用于高速、大功率交流负载。
模拟量输出接口电路常采用D/A转换电路，将数字量转换成模拟量信号。
图1-36 输出接口电路
a）继电器输出 b）晶体管输出 c）晶闸管输出
4.电源
PLC配有开关式稳压电源模块，该电源模块将交流电源整流、滤波、稳压后变成供PLC内部的CPU、存储器等各模块所需的直流电压，使PLC正常工作。有的PLC还向外部提供24V直流电源。
5.外部设备接口
外设设备接口是在主机外壳上与外部设备配接的插座，通过电缆线可配接编程器、计算机、EPROM写入器、打印机和触摸屏等。