CPU模块是PLC的核心，类似于人类的大脑。它负责执行用户程序，处理输入信号，生成输出信号，并进行系统自检和故障诊断。CPU的性能直接影响PLC的处理速度和控制能力。I/O模块则是PLC与外部设备交互的接口，负责接收现场设备的状态信号，并发送控制指令。I/O模块的种类多样，包括开关量输入/输出模块、模拟量输入/输出模块等，满足不同控制需求。
电源模块为PLC提供稳定的工作电源，通常分为直流和交流两种类型，确保各模块正常工作。机架或底板则是各模块的物理载体，通过其连接，形成一个完整的控制系统。
在通信方面，PLC具备强大的联网功能，可以通过RS-232接口、PROFIBUS、工业以太网等多种方式与上位机或其他智能设备进行数据交换，实现集中控制和远程监控。
编程设备在PLC应用中同样不可或缺，主要用于编写、上传和调试用户程序。目前，手持编程器和计算机编程软件都被广泛使用。
此外，人机界面（HMI）作为操作者和PLC之间的桥梁，提供了直观的操作界面，便于监控和控制生产过程。现代HMI多以触摸屏形式出现，操作简便，信息展示全面。
总之，了解PLC的基本组成和工作原理，对于学习和应用PLC技术至关重要。无论是初学者还是资深工程师，掌握这些基础知识，都是实现高效工业自动化的基石。
一、PLC的发展历程
在工业生产的过程中，很多的开关量顺序控制，它依照逻辑条件开展顺序动作，并依照逻辑关系开展连锁保护动作的控制，以及很多离散量的数据采散变量的数据收集。通常这些功能是通过电气控制系统或气动来实现。1968年美国通用汽车公司提出取代继电气控制装置的要求，次年，美国数字公司研制出了基于电子技术和集成电路的控制装置，第一次采用程序化的手段应用于电气控制，这就是第一代可编程序控制器，称Programmable Controller（PC）。
个人计算机（简称PC）发展起来后，为了便捷地反映可编程控制器的功能特点，可编程序控制器命名为Programmable Logic Controller（简称PLC）。
上世纪八十年代至九十年代中期，是PLC发展最快的时期，年增长率一直保持在30%至40%。在这时期，PLC在处理数字运算能力、模拟量能力、网络能力和人机接口能力得到很大的提高，PLC渐渐进入过程控制领域，在一些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统。
PLC具有编程简单、适应面广、通用性强、使用方便、抗干扰能力强、可靠性高等特点。PLC在工业自动化控制尤其是顺序控制中的地位，在可预期的未来，是没法取代的。
二、PLC的组成
PLC初学者必须要了解的PLC基础知识，包括PLC的组成。从结构上分，PLC分为组合式（模块式）和固定式两种。模块式PLC包括电源模块、内存、I/O模块、CPU模块、机架或底板，这些模块可以按照一定规则组合配置。 固定式PLC包括电源、显示面板、I/O板、CPU板、内存块等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
三、CPU的组成
CPU是PLC的关键，起到神经中枢的功用。每套PLC最少有1个CPU，它按照PLC的系统程序赋予的功能，接收并存贮用户数据和程序，通过扫描的方式，采集由现场输入装置送来的数据和状态，并存入规定的寄存器中。同时，诊断编程过程中的语法错误以及PLC内部电路和电源的工作状态等。进入运行后，从用户程序存贮器中逐条读取指令，经过分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥相关的控制电路。
CPU主要由寄存器、控制器、运算器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括有关电路、总线接口及外围芯片。内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可或缺的组成单元。
在用户看来，没必要详细分析CPU的内部电路，但对各部分的工作机制还是要有足够的理解。CPU的控制器控制CPU的工作，由它读取指令、解释指令及执行指令。但工作节奏由震荡信号控制。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内存容量和速度是PLC的重要参数，它们决定着PLC的软件容量、工作速度及IO数量等，因而限制着控制规模。
四、I/O模块
I/O模块也是PLC初学者必须要了解的PLC基础知识，PLC与电气回路的接口，是由输入输出部分（I/O）完成的。I/O模块集成了PLC的I/O电路，它的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）等模块。
常用的I/O分类如下：
模拟量：按照信号类型分，有电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）、电流型（4-20mA,0-20mA）等；按照精度分，有16bit、14bit、12bit等。
开关量：按照电压水平分，有24VDC、110VAC、220VAC；按照隔离方式分，有晶体管隔离和继电器隔离。
除了上述通用IO外，还有特殊IO模块，如脉冲、热电偶、热电阻等模块。
按I/O点数确定模块数量和规格，I/O模块可多可少，但它的最大数受CPU所能管理的基本配置的能力，即受最大的机架或底板槽数限制。
五、电源模块
PLC电源用于为PLC各个模块的集成电路提供工作电源。同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。电源输入类型有：直流电源（常用的为24VDC）、交流电源（110VAC或220VAC）。
六、机架或底板
大部分模块式PLC使用机架或底板，它的功用是：机械上，实现各模块间的连接，使各模块组成一个整体；电气上，实现各模块间的联络，使CPU能访问底板上所有的模块。
七、PLC的通信联网
借助先进的工业网络技术可以迅速有效地收集、传送生产和管理数据。因此，互联网在自动化系统集成工程中的重要性越来越显著，甚至有人提出\”网络就是控制器\”的观点说法。
PLC具备通信联网的功能，它让上位计算机和PLC、PLC和PLC之间以及其它智能设备之间可以交换信息，形成1个统一的整体，达成分散集中控制。大部分PLC具有RS-232接口，另有一部分内置有支持各自通信协议的接口。PLC的通信目前主要选用通过PROFIBUS、多点接口（MPI）的数据通讯或是工业以太网开展联网。
八、PLC系统的其它设备
编程设备：编程器是PLC开发应用、监测运行、检查维护不可或缺的器件，用于编程、对系统作一些设定、监控PLC及PLC所控制的系统的工作状况，但它不直接参与现场控制运行。小编程器PLC一般有手持型编程器，目前一般由计算机（运行编程软件）充当编程器。也就是我们系统的上位机。
人机界面：最简单的人机界面是按钮和指示灯，目前触摸屏/液晶屏式的一体式操作终端应用越来越广泛，由计算机（运行组态软件）充当人机界面特别普及。
以上就是PLC初学者必须要了解的PLC基础知识，PLC编程初学者必看的PLC基础知识。
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