Un controllore logico programmabile (PLC) è, in sostanza, un computer specializzato progettato specificamente per applicazioni di controllo industriale. La sua architettura hardware è fondamentalmente identica a quella di un microcomputer. La sua struttura di base è illustrata nella Figura 1 e i suoi componenti costitutivi sono descritti in dettaglio di seguito:
Alimentazione elettrica
L'alimentatore converte l'energia CA in ingresso nell'energia CC necessaria per le operazioni interne del PLC. La maggior parte dei PLC utilizza un alimentatore regolato in modalità-switching.
Unità di elaborazione centrale (CPU)
L'unità di elaborazione centrale (CPU) funge da hub di controllo-e in effetti il componente principale-del PLC; le sue prestazioni determinano direttamente le prestazioni complessive del sistema PLC.
La CPU è costituita da un'unità di controllo, un'unità logica aritmetica (ALU) e registri. Questi circuiti sono integrati su un singolo chip e sono interconnessi con la memoria e i circuiti di interfaccia di ingresso/uscita tramite bus di indirizzi e bus di controllo. La funzione principale della CPU è elaborare ed eseguire programmi utente, eseguire operazioni logiche e matematiche e coordinare l'intero sistema per garantire un funzionamento armonioso.
Memoria
La memoria è un circuito a semiconduttore dotato di capacità di archiviazione dati. La sua funzione è memorizzare programmi di sistema, programmi utente, variabili logiche e altre informazioni pertinenti. Il programma di sistema, nello specifico, comprende il software che consente al PLC di eseguire le sue diverse funzioni; è sviluppato dal produttore del PLC e incorporato in modo permanente (cablato) nella memoria di sola lettura (ROM), rendendolo inaccessibile all'utente finale.
Unità di ingresso
L'unità di ingresso funge da interfaccia che collega il PLC all'apparecchiatura controllata, fungendo da condotto attraverso il quale i segnali esterni entrano nel PLC. La sua funzione è quella di ricevere segnali trasmessi da dispositivi di comando (come pulsanti e interruttori) ed elementi sensibili (come sensori e rilevatori). I tipi di ingresso comuni includono ingressi CC, ingressi CA e ingressi CA/CC universali.
Unità di uscita
L'unità di uscita funge anche da componente di interfaccia che collega il PLC all'apparecchiatura controllata. La sua funzione è trasmettere i segnali di uscita generati dal PLC ai dispositivi controllati-nello specifico, convertendo i segnali di controllo a bassa-tensione generati dalla CPU in segnali di livello di potenza-appropriati in grado di azionare gli attuatori e gli elementi esecutivi dell'apparecchiatura controllata. I tipi di uscita comuni includono uscite relè, uscite transistor e uscite tiristori.
Oltre ai componenti sopra menzionati, i PLC possono incorporare varie periferiche esterne, a seconda del modello specifico. Queste periferiche servono a facilitare la programmazione, consentire il monitoraggio del sistema e supportare la comunicazione di rete. I dispositivi esterni comunemente utilizzati includono console di programmazione, stampanti, registratori a cassette e computer.