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PLC控制柜实质是一种于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。
1、处理单元(CPU)
处理单元(CPU)是PLC控制柜的控制。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据：检查电源、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投入运行时，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映象区，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。等所有的用户程序执行完毕之后，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装置，如此循环运行，直到停止运行。
为了进一步提高PLC控制柜的性能，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。
2、存储器
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
(1)PLC常用的存储器类型
这是一种读/写存储器(随机存储器)其存取由锂电池支持。
这是一种可擦除的只读存储器在断电情况下存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)
这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。
(2)PLC控制柜存储空间的分配
虽然各种PLC的CPU的大寻址空间各不相同，但是根据PLC的工作原理其存储空间一般包括以下三个区域：
系统程序存储区
系统RAM存储区(包括I/O映象区和系统软设备等)
系统程序存储区
在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断子程序等。由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能直接存取。它和硬件一起决定了该PLC的性能。
