近些年来，随着计算机网络和计算机控制技术的发展，工厂自动化（FA）网络系统正在兴起。通过网络系统，PLC可和远程I/O进行通信，多台PLC之间及PLC和其他智能设备（如计算机、变频器、数控装置等）之间也可相互交换数字信息，形成一个统一的整体，实现分散控制或集中控制。近年来开发的PLC都增强了通信功能，即使是小型PLC也具备了与主计算机通信联网的功能。
1.3 PLC的结构与工作原理
PLC实质上是一种工业计算机，只不过它比一般的计算机具有更强的与工业过程相连接的接口和更直接的适应于控制要求的编程语言，故PLC与计算机的组成十分相似
总体设计目标是在电磁干扰、震动和撞击负荷下获得*高安全性。良好的增压通风设备可确保即使在*大配置下也能承受高运行温度，另外还考虑到了防尘。
便于维修型设计
注重了使维护极其简单。PC 组件（如插槽、存储器模块）可以方便地进行插拔。风扇和风扇滤网即使在设备嵌入式安装情况下也可以方便更换，无需使用工具。
性能
由于采用*新一代 Intel 奔腾双核处理器到 Xeon 处理器，SIMATIC 机架式 PC 可针对特定应用灵活扩展。
系统可用性
SIMATIC Box PC 可以自定义配置进行定购，有现货可以供货。通过附加的数据备份选件（如 RAID1 或 RAID5 系统、冗余电源、IPC Image & Partition Creator）和高效的自诊断软件 (SIMATIC IPC DiagMonitor)，可将该设计的高系统可用性进一步扩展。
集成接口
提供了三个内置千兆以太网接口，用于办公通讯或控制级上的通信。在后面板和前面板上集成了 USB 接口，可十分方便地连接 PC 的 I/O 设备（如用于转移式数据备份的外部硬盘、操作用的键盘和/或鼠标）。针对**图形应用，提供了一个备用 PCI Express 插槽以及一块可连接两台显示器的高性能显卡。
可扩展性
SIMATIC Rack PC *多可有 11 个空余 PC 插槽，能够为安装在深度仅为 500mm 小型机架中的安装提供*大限度的扩展余地。
连续性
SIMATIC Rack PC 产品至少两年内可进行定购，主动营销期结束后至少 3 年内可提供备件。可以确保硬件和软件长期的功能性。来自英特尔嵌入式生产线的 PC 组件可长期保持供货，确保了较高投资安全性。
由图1-1可以看出，PLC主要由中央处理单元（CPU）、存储器（ROM/RAM）、I/O单元（I/O单元）、编程器、电源等部件组成。1.中央处理单元（CPU）
中央处理单元（CPU）是PLC的核心，其主要任务有：
① 接收、存储由编程工具输入的用户程序和数据，并通过显示器显示出程序的内容和存储地址。
② 检查、校验用户程序。对正在输入的用户程序进行检查，发现语法错误立即报警，并停止输入；在程序运行过程中若发现错误，则立即报警或停止程序的执行。
③ 执行用户程序。当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映像区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算，并将运算结果送入I/O映像区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，*后将I/O映像区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
④ 故障诊断。诊断电源、PLC内部电路的故障，根据故障或错误的类型，通过显示器显示出相应的信息，以提示用户及时排除故障或纠正错误。
PLC的存储器可以分为系统程序存储器、用户程序存储器及系统RAM存储区。
（1）系统程序存储器
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。它使PLC具有基本的智能功能，能够完成PLC设计者规定的各项工作。系统程序的质量，很大程度上决定了PLC的性能。
（2）用户程序存储器
根据控制要求而编制的应用程序称为用户程序。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程序。用户程序存储器根据所选用的存储器单元类型的不同，可以是RAM（用锂电池进行掉电保护）、EPROM或E2PROM存储器，存储内容可以由用户任意修改或增删。目前较先进的PLC采用可随时读写的快闪存储器（F1ash）作为用户程序存储器。快闪存储器不需后备电池，掉电时数据也不会丢失。
（3）系统RAM存储区
系统RAM存储区包括I/O映像区及各类软元件，如逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等存储器。
1）I/O映像区。由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段将输出的状态和数据送至相应的外设。因此，它需要一定数量的存储单元（RAM）以存放I/O的状态和数据，这些单元称做I/O映像区。一个开关量I/O占用存储单元中的一位（bit），一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字节（16bit）。因此整个I/O映像区可看做两个组成部分：开关量I/O映像区和模拟量I/O映像区。
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2）系统软设备存储区。除了I/O映像区以外，系统RAM存储区还包括PLC内部各类软元件（逻辑线圈、计时器、计数器、数据寄存器和累加器等）的存储区。该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保护的存储区域，前者在PLC断电时，由内部的锂电池供电，数据不会丢失；后者当PLC断电时，数据被清除。
① 逻辑线圈。与开关输出一样，每个逻辑线圈占用系统RAM存储区中的一位，但不能直接驱动外设，只供用户在编程时使用，其作用类似于继电器控制线路中的中间继电器。另外，不同的PLC还提供数量不等的特殊逻辑线圈，具有不同的功能。
② 数据寄存器。与模拟量I/O一样，每个数据寄存器占用系统RAM存储区中的一个字节（16bit）。另外，PLC还提供数量不等的特殊数据寄存器，不同的特殊数据寄存器具有不同的功能。
不同型号PLC的CPU芯片是不同的，有的采用通用CPU芯片，如8031、8051、8086、80826等，大部分采用厂家自行设计的专用CPU芯片，如西门子公司的S7-300/400 PLC均采用其自行研制的专用芯片，CPU芯片的性能关系到PLC处理控制信号的能力与速度，CPU位数越高，系统处理的信息量越大，运算速度也就越快。随着CPU芯片技术的不断发展，PLC所用的CPU芯片也越来越**。
为了进一步提高PLC的可靠性，近年来对大型PLC还采用双CPU构成冗余系统，或采用三CPU的表决式系统。这样，即使某个CPU出现故障，整个系统仍能正常运行。
