PLC的硬件系统组成主讲教师：刘桂兰广州铁路职业技术学院轨电教研室
PLC的硬件系统组成PLC的硬件主要由CPU、存储器、输入/输出接口电路、电源、通信接口和扩展接口等部分组成。其中CPU是PLC的核心，输入单元和输出单元是连接现场输入/输出设备与CPU之间的接口电路，通信接口用于与编程器、上位计算机等外设连接。
整体式PLC组成示意图图一
模块式PLC组成示意图图二对于模块式PLC，各部件独立封装成模块，各模块通过总线连接，安装在机架或导轨上，其组成框图如图2所示。
（1）中央处理器单元（CPU）CPU是PLC的核心，PLC中所配置的CPU随机型不同而不同。常用CPU有三类：通用微处理器（8080、8086、80286、80386等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器（如AM2900、AM2901、AM2903等）。小型PLC大都采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大都采用16位通用微处理器或单片微处理器；大型PLC大多采用高速位片式微处理器。
（1）中央处理器单元（CPU）1）接收并存储从编程器输入的用户程序和数据。2）诊断电源、PLC内部电路的工作故障和编程中的语法错误等。3）通过输入接口接收现场的状态和数据，并存入输入映像寄存器或数据存储器中。4）从存储器逐条读取用户程序，经过解释后执行。5）根据执行的结果，更新有关标志位的状态和输出映像寄存器的内容，通过输出单元实现输出控制。有些PLC还具有制表打印或数据通信等功能。在PLC中CPU按系统程序赋予的功能，指挥PLC有条不紊地进行工作，归纳起来主要有以下几个方面：
（2）存储器存放系统工作程序（监控程序）；存放模块化应用功能子程序；存放命令解释程序；存放功能子程序的调用管理程序；存放存储系统参数。系统存储器——系统程序存储器+系统数据存储器存放用户工作程序；存放工作数据。用户存储器——RAM/EPROM/EEPROM
（3）输入/输出接口输入/输出接口是指PLC与被控对象（机械设备或生产过程）联系的桥梁。现场信号经输入接口传送给CPU，CPU的运算结果、发出的命令经输出接口送到有关设备或现场。输入输出信号分为开关量、模拟量，这里仅对开关量进行介绍。
（3）输入/输出接口开关量输入接口是连接外部开关量输入器件的接口，开关量输入器件包括按钮、选择开关、数字拨码开关、行程开关、接近开关、光电开关、继电器触点和传感器等。输入接口的作用是把现场开关量（高、低电平）信号变成PLC内部处理的标准信号。1）开关量输入接口电路开关量输入接口按其使用的电源不同，输入接口可分为直流输入接口、交流输入接口，一般整体式PLC中输入接口都采用直流输入，由基本单元提供输入电源，不再需要外接电源。
（3）输入/输出接口图3直流输入型开关量接口电路a)漏型输入接口电路b)源型输入接口电路
（3）输入/输出接口图4交流输入型开关量输入接口电路
（3）输入/输出接口开关量输出接口是PLC控制执行机构动作的接口，开关量输出执行机构包括接触器线圈、气动控制阀、电磁铁、指示灯和智能装置等设备。开关量输出接口的作用是将PLC内部的标准状态信号转换为现场执行机构所需的开关量信号。2）开关量输出接口电路
（3）输入/输出接口a)漏型输入接口电路b)源型输入接口电路C)双向晶闸管输出接口电路开关量输出接口按输出开关器件不同有三种类型：继电器输出、晶体管输出和双向晶闸管输出，其基本原理电路如图5所示。图5开关量输出接口电路
（3）输入/输出接口继电器输出接口可驱动交流或直流负载，但其响应时间长，动作频率低；而晶体管输出和双向晶闸管输出接口的响应速度快，动作频率高；但前者只能用于驱动直流负载，后者只能用于交流负载。
（4）扩展接口扩展接口用于系统扩展输入、输出点数，这种扩展接口实际为总线形式，可配接开关量的I/O单元，也可配置如模拟量、高速脉冲等单元，以及通信适配器等。如I/O点离主机较远，可配置一个I/O子系统将这些I/O点归纳到一起，通过远程I/O接口与主机相连。
（5）通信接口PLC配有各种通信接口，这些通信接口一般都带有通信处理器。PLC通过这些通信接口可与编程器、监视器、打印机、其它PLC及计算机等设备实现通信。PLC与编程器连接实现编制程序的下载；与监视器连接，可将控制过程图像显示出来；与打印机连接，可将过程信息、系统参数等输出打印；与其他PLC连接，可组成多机系统或连成网络，实现更大规模的控制；与计算机连接，可组成多级分布式控制系统，实现控制与管理相结合。远程I/O系统也必须配置相应的通信接口模块。
（6）智能接口模块智能接口模块是一独立的计算机系统，它有自己的CPU、系统程序、存储器以及与PLC系统总线相连的接口。它作为PLC系统的一个模块，