Ένας προγραμματιζόμενος λογικός ελεγκτής (PLC) είναι, στην ουσία, ένας εξειδικευμένος υπολογιστής που έχει σχεδιαστεί ειδικά για εφαρμογές βιομηχανικού ελέγχου. Η αρχιτεκτονική υλικού του είναι ουσιαστικά πανομοιότυπη με αυτή ενός μικροϋπολογιστή. Η βασική του δομή απεικονίζεται στο Σχήμα 1 και τα συστατικά στοιχεία του περιγράφονται λεπτομερώς παρακάτω:
Τροφοδοτικό
Η μονάδα τροφοδοσίας μετατρέπει την εισερχόμενη ισχύ AC στην ισχύ συνεχούς ρεύματος που απαιτείται για τις εσωτερικές λειτουργίες του PLC. Τα περισσότερα PLC χρησιμοποιούν τροφοδοτικό ρυθμιζόμενο-με λειτουργία μεταγωγής.
Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)
Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) χρησιμεύει ως ο κόμβος ελέγχου-και μάλιστα το βασικό στοιχείο-του PLC. Η απόδοσή του καθορίζει άμεσα τη συνολική απόδοση του συστήματος PLC.
Η CPU αποτελείται από μια μονάδα ελέγχου, μια αριθμητική λογική μονάδα (ALU) και καταχωρητές. Αυτά τα κυκλώματα είναι ενσωματωμένα σε ένα μόνο τσιπ και διασυνδέονται με τα κυκλώματα διασύνδεσης μνήμης και εισόδου/εξόδου μέσω διαύλων διευθύνσεων και διαύλων ελέγχου. Η κύρια λειτουργία της CPU είναι να επεξεργάζεται και να εκτελεί προγράμματα χρήστη, να εκτελεί λογικές και μαθηματικές πράξεις και να συντονίζει ολόκληρο το σύστημα για να εξασφαλίσει αρμονική λειτουργία.
Μνήμη
Η μνήμη είναι ένα κύκλωμα ημιαγωγών προικισμένο με δυνατότητες αποθήκευσης δεδομένων. Η λειτουργία του είναι να αποθηκεύει προγράμματα συστήματος, προγράμματα χρηστών, λογικές μεταβλητές και άλλες σχετικές πληροφορίες. Το πρόγραμμα συστήματος, συγκεκριμένα, περιλαμβάνει το λογισμικό που επιτρέπει στο PLC να εκτελέσει τις διάφορες λειτουργίες του. Αναπτύχθηκε από τον κατασκευαστή του PLC και είναι μόνιμα ενσωματωμένο (ενσύρματο) στη μνήμη-Μόνο για ανάγνωση (ROM), καθιστώντας την απρόσιτη στον τελικό χρήστη.
Μονάδα εισόδου
Η μονάδα εισόδου χρησιμεύει ως η διεπαφή που συνδέει το PLC με τον ελεγχόμενο εξοπλισμό, ενεργώντας ως ο αγωγός μέσω του οποίου εισέρχονται εξωτερικά σήματα στο PLC. Η λειτουργία του είναι να λαμβάνει σήματα που μεταδίδονται από συσκευές εντολών (όπως κουμπιά και διακόπτες) και αισθητήρια στοιχεία (όπως αισθητήρες και ανιχνευτές). Οι συνήθεις τύποι εισόδων περιλαμβάνουν εισόδους DC, εισόδους AC και καθολικές εισόδους AC/DC.
Μονάδα εξόδου
Η μονάδα εξόδου λειτουργεί επίσης ως στοιχείο διεπαφής που συνδέει το PLC με τον ελεγχόμενο εξοπλισμό. Η λειτουργία του είναι να μεταδίδει σήματα εξόδου που παράγονται από το PLC στις ελεγχόμενες συσκευές-συγκεκριμένα, μετατρέποντας τα σήματα ελέγχου χαμηλής-τάσης που παράγονται από την CPU σε κατάλληλα σήματα επιπέδου ισχύος- ικανά να οδηγούν τους ενεργοποιητές και τα στοιχεία εκτέλεσης του ελεγχόμενου εξοπλισμού. Οι συνήθεις τύποι εξόδου περιλαμβάνουν τις εξόδους ρελέ, τις εξόδους τρανζίστορ και τις εξόδους θυρίστορ.
Εκτός από τα προαναφερθέντα εξαρτήματα, τα PLC ενδέχεται να ενσωματώνουν διάφορα εξωτερικά περιφερειακά, ανάλογα με το συγκεκριμένο μοντέλο. Αυτά τα περιφερειακά χρησιμεύουν για να διευκολύνουν τον προγραμματισμό, να επιτρέπουν την παρακολούθηση του συστήματος και να υποστηρίζουν την επικοινωνία δικτύου. Οι εξωτερικές συσκευές που χρησιμοποιούνται συνήθως περιλαμβάνουν κονσόλες προγραμματισμού, εκτυπωτές, κασετόφωνα και υπολογιστές.