你是否好奇工厂里那些自动化设备如何精准感知环境并执行命令？秘密就藏在PLC（可编程逻辑控制器）三大核心元件的高效配合中。
一、 信号侦察兵：输入模块的功能解析
输入模块是PLC感知外部世界的“神经末梢”，负责将现场物理信号转化为控制器可识别的电信号。
常见输入类型及转换原理
- 开关量输入：接收按钮、限位开关的通断信号，通过光耦隔离技术实现电气隔离，保护内部电路。
- 模拟量输入：处理温度、压力等连续变化的信号，依赖ADC转换器将模拟电压/电流转为数字值（来源：IEC 61131, 2020）。
- 高速脉冲输入：专门捕获编码器、传感器的脉冲序列，常用于位置检测。
模块的通道密度和隔离强度直接影响系统扩展性与抗干扰能力。工业现场通常选择带浪涌保护的模块应对复杂电磁环境。
二、 指令执行者：输出模块的关键作用
输出模块如同PLC的“手脚”，将CPU决策转化为机械动作或设备控制信号。
输出形式的典型应用场景
- 继电器输出：通过机械触点控制交流负载，如电机启停，优点是负载兼容性强。
- 晶体管输出：采用半导体开关驱动直流设备（如电磁阀），具备高频响应特性。
- 模拟量输出：输出4-20mA或0-10V信号，精确调节变频器转速、阀门开度等。
选择时需重点关注负载驱动能力与开关寿命。继电器模块触点易受电弧影响，而晶体管模块需注意散热设计。
三、 系统指挥官：CPU的核心职能
CPU作为PLC的“大脑”，不仅执行逻辑运算，更统筹整个控制系统运作。
多任务处理架构解析
- 程序扫描机制：循环执行输入采样→程序运算→输出刷新三阶段（来源：PLCopen, 2021），确保实时控制。
- 多任务调度：高级CPU支持中断事件处理、后台通信等并行任务。
- 内存管理：程序存储器保存控制逻辑，数据存储器记录传感器数值、设备状态等实时信息。
处理器的指令执行速度和通信带宽决定系统响应性能。现代CPU通常集成以太网、现场总线接口，实现设备级互联。
