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中心处理单元(CPU)是可编程逻辑操控器PLC的操控。它依照PLC体系程序赋予的功用接收并存储从编程器写入的用户程序和数据；查看电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当PLC投入运转时，它以扫描的方式接收现场各输入设备的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经由指令解释后按指令的规定履行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序履行完毕之后，后将I/O映象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设备，如斯轮回运转，直到休止运转。
为了进一步进步可编程逻辑操控器的可靠性，近年来对大型可编程逻辑操控器还选用双CPU构成冗余体系，或选用三CPU的表决式体系。这样，即使某个CPU发作故障，整个体系仍能正常运转。
PLC的硬件主要由中央处理器(CPU）、存储器、输入单元、输出单元、通信接口、扩展接口电源等部分组成。其中，CPU是PLC的核心，输入单元与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.
对于整体式PLC，所有部件都装在同一机壳内；对于模块式PLC，各部件立封装成模块，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。无论是哪种结构类型的PLC，都可根据用户需要进行配置与组合。
尽管整体式与模块式PLC的结构不太一样，但各部分的功能作用是相同的。
同一般的微机一样，CPU是PLC的核心。PLC中所配置的CPU 随机型不同而不同，常用有三类：通用微处理器（如Z80、8086、80286等）、单片微处理器（如8031、8096等）和位片式微处理器（如AMD29W等） 。小型PLC大多采用8位通用微处理器和单片微处理器；中型PLC大多采用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。
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