存储器单元

PLC 存储器单元主要有系统程序存储器和用户程序存储器。 系统程序存储器指的是用来存储由生产厂家写入的系统程序的地方。用户是没有权限

对这部分做修改的。PLC 的所有功能都在系统中运行并受系统管理。 用户程序存储器指的是用来存储用户产生的数据的地方。用户程序存储器又分为程序

存储区和数据存储区。程序存储区是存放用户编写的程序的地方，数据存储区是存放用户 编写的程序在运行过程中产生的数据的地方。

电源单元

PLC 的电源单元是给 PLC 供电的单元。电源单元将外部的常规电转换成可供 PLC 使

用的电。有些电源单元也可以给负载供电。PLC 的电源一般都采用开关电源，开关电源的 优点在于输入电压范围宽，抗干扰能力强。

输入/输出单元

PLC 的输入/输出单元又被称之为 I/O 单元。如果是模块式的 PLC，I/O 单元是以模块 的形式出现的，所以又被称之为 I/O 模块。I/O 接口是 PLC 与工业现场交换数据的接口， PLC 和工业现场交换的数据又分为数字量和模拟量两类，数字量接口称之为 DI/DO，模拟 量接口称之为 AI/AO。

输入/输出单元用来接收和输出工业现场的数据。数据有两类：一类是由按钮、选择开 关、压力继电器等设备传来的数字量信号；另一类是由测速发电机、变送器提供的模拟量 信号。输入单元将传来的电信号转换为能被 CPU 处理的电平信号，将传来的模拟信号进行 A/D 转换，转换为能被 CPU 处理的数字量。输出单元将用户程序的执行结果转换为现场可 用的电平信号或者模拟量信号。

PLC 通常有直流、交流、交直流三种输入单元，分别是继电器、晶体管、晶闸管三种 方式的输出单元。交流负载和直流负载都可以用继电器输出方式，晶体管只可以带直流， 晶闸管只可以带交流。文献综述

PLC 的 I/O 单元还包括一些功能性的模块，例如温度检测、位置控制模块等。

接口单元

PLC 的接口单元有 I/O 拓展接口、通信接口、编程器接口、存储器接口等。

外部设备

PLC 的外部设备有很多，主要的四大设备类别有编程设备、监控设备、存储设备、输 入输出设备。

PLC 的工作过程是以循环扫描的方式来进行的，其运行状态基本可以分为 3 个阶段： 输入采样阶段、程序执行阶段和输出刷新阶段。

输入采样阶段

在 PLC 的采样阶段，PLC 通过逐个扫描所有输入端口状态的方式，将所有设备的端口 状态都保存到相应的存储区内，专用于存储输入设备的状态的存储区称之为输入映像寄存 器，如图 2。8 中 X403、X407 所示。

输入寄存器的状态被刷新后，结果将一直保存在输入映像寄存器内，在下一次刷新前 不会发生改变。也就是说在采样结束后，如果输入状态发生变化，也只能在下一次采样周 期时，才会更新输入设备的状态。

图 2。8 PLC 工作过程实例

程序执行阶段

PLC 在将所有输入设备的状态采集完后，会进入用户程序的执行阶段。程序执行阶段 其实执行的并不是用户的程序，而是系统程序。在系统程序的指示下，CPU 对用户程序解 释再执行，执行时根据用户指令调用输入设备的状态，经过运算后产生的结果会刷新输出 映像寄存器内的数据。

当 CPU 在系统程序的管理下一次扫描用户程序时，其读取梯形图中的指令时是按照自 上而下、先左后右的顺序依次读取的。以图 3。2 为例，程序运行后，CPU 首先读到的是输 入接口 X403，然后在输入映像寄存器中更新 X403 的状态，再读取输出映像寄存器中 Y432 的状态。以两者的状态为基础来进行“或”逻辑运算，然后将结果暂存；CPU 接着读取输 入接口 X407 在映像寄存器中的状态，将 X407 的状态与上一步暂存的结果进行“与”的逻辑 运算，然后将计算结果更新到 Y432 上，并将结果保存在输出映像寄存器上，也就是刷新 输出映像寄存器。[2]