1987年，国际电工委员会IEC （International Electrical Committee）颁布了可编程序控制器的定义：可编程控制器是一种能够直接应用于专门为在产业环境下应用而设计的数字运算操纵的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操纵的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各类的机械或生产过程。可编程控制器及其有关的外围设备都应按照易于与产业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。PLC 的组成结构主要由中央处理单元, 储存器，输入输出单元，通信接口，扩展接口和电源等组成。
1 中央处理单元
中央处理器单元即CPU，一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU 通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出单元、通信接口、扩展接口相连。CPU 是 PLC 的核心，输入单元将采集的输入信号传送到CPU，CPU执行用户程序并将运算结果传送到输出单元，用以驱动现场设备。选择CPU通常需要考虑一下几个方面：
·运算速度：不同的控制系统对控制的响应速度需求不同，对于要求响应时间较快的系统，则要求CPU的运算速度快，并尽快地将运算结果传送到输出单元。
运算速度性能指标可参考CPU指令执行时间。
·工作存储器：根据控制方案的复杂程度预估需要的工作存储器大小，考虑适当的余量。
·I/O带载能力： CPU通常使用I/O地址空间来描述其允许访问输入输出的能力，8个数字量通道占用1个字节地址空间，1个模拟量通道占用2字节地址空间。在具体选型时还需要根据实际情况考虑I/O余量占用的地址空间。此外有些CPU还有允许连接模块大数量限制。
·集成的通信接口：CPU通过通信接口进行编程组态，还可与人机界面、其他PLC系统、分布式I/O等实现数据交换。CPU集成的通信接口通常有MPI接口、PROFIBUS接口、PROFINET（PN）接口，根据通信对象（通信对象可以为编程设备、仪表、HMI、其他PLC系统等等）支持的电气接口标准以及所使用的通信协议选择集成通信接口。
2 储存器
PLC 的存储器包括系统存储器，装载存储器和工作存储器。系统存储器用于存放 PLC 的系统程序和内部寄存器， 装载存储器则用于存放 PLC 的用户程序，用户程序编译后被存放在工作存储器中执行。装载存储器通常为MC卡，支持外部扩展，而工作存储器是集成在CPU中并且无法扩展的，在选择CPU时需根据控制方案的复杂程度预估可能使用的工作存储器大小并留有适当余量。选择装载存储器通常只需选择不小于工作存储器大小的存储卡即可。
3 通信接口
通信接口的功能是通过这些通信接口可以和监视器、 打印机、 其他的 PLC 或是计算机相连， 从而实现“PLC与上位机”或“PLC与PLC”之间的通信。通信接口可以集成在CPU模块上使用内部总线与CPU通信，也可以使用单独的通信接口模块通过外部总线与CPU通信。通信接口的选择首先确定通信对象接口的电气标准例如RS232、RS485、RJ45等，还需要确定使用的协议，常见的例如PROFINET，PROFIBUS总线协议，通过PROFINET和PROFIBUS总线，CPU可与分散在远端现场的输入输出单元进行数据交换，使PLC系统规模更易于扩充。
4 输入输出单元（I/O）
输入单元的作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入 CPU，根据信号类型，输出单元的作用则是将 CPU 向外输出的信号转换成可以驱动外部执行元件的信号，以便控制接触器线圈等电器的通、断电。
输入输出单元主要分为模拟量输入模块，模拟量输出模块、数字量输入模块和数字量输出模块。模拟量输入模块测量电流、电压、电阻、热电偶等连续信号，模拟量输出模块输出电流、电压信号驱动现场执行器，模拟量输入输出模块需考虑处理信号的分辨率，响应时间以及信号测量范围。数字量输入模块应考虑信号电平、传输距离、隔离、供电方式，响应时间等应用要求。数字量输出模块应考虑不同的负载对PLC的输出方式的要求。
继电器输出模块具有使用电压范围广、导通压降小、有隔离作用等许多优点，但响应时间较长，所以动作不频繁的交、直流负载可以选择继电器输出型模块；而频繁通断的感性负载，应选择晶体管或晶闸管输出型模块，而不应选用继电器输出型模块。输出模块还有直流输出、交流输出等，与应用要求应一致。
此外还有一些智能式输入输出模块，如高速计数模块、凸轮模拟模块、单回路或多回路的PID模块等。一般智能式模块本身带有处理器，可对输入或输出信号作预先规定的处理．并将处理结果送入CPU或直接输出，这样可提高PLC的处理速度并节省存储器的容量。
5 扩展接口
PLC 的扩展接口的作用是将扩展单元与基本单元相连，可简单的扩充 PLC系统规模，在早期可满足小中型PLC控制系统的需要，随着PLC系统规模不断的扩大以及总线技术的发展，使用分布式I/O来扩展PLC系统已经越来越普及，扩展接口已经很少使用。
6 电源
PLC 一般使用 220V交流电源或 24V 直流电源，通过内部开关电源为 PLC 的中央处理器、接口单元、输入输出单元等电路提供 5V、12V、24V 直流电源，使PLC 能正常工作。选择电源时需要计算每个模块的电流消耗，包括CPU、接口模块、输入模块、输出模块以及外部负载等等。在制造商提供的产品手册中能查到各种部件的电流或功率消耗值。
PLC选型过程中不仅需要考虑以上几个部分的性能，还需考虑PLC系统的安装环境。在特定的环境下需要选择特殊系列的PLC，例如户外使用时可能需要的防护等级为IP67，环境温度小于0℃的需要选择宽温型的PLC。
西门子作为早进入市场的工控厂家，其市场占有率一直非常高。
西门子PLC的品质非常好，其网络稳定性、开放性深受工控人员的喜爱，而且编程软件分类多，使用方便。在国内工控界具有显著地位。虽然大家对西门子PLC都有一定的了解，但要你说出西门子PLC各种通信方式的特点，相信很多人都不能完整答出。下面就是几种常见的西门子通信方式？
一、PPI通讯
PPI协议是S7-200CPU基本的通信方式，通过原来自身的端口（PORT0或PORT1）就可以实现通信，是S7-200CPU默认的通信方式。
二、RS485串口通讯
第三方设备大部分支持，西门子S7PLC可以通过选择自由口通信模式控制串口通信。简单的情况是只用发送指令（XMT）向打印机或者变频器等第三方设备发送信息。不管任何情况，都必须通过S7PLC编写程序实现。
当选择了自由口模式，用户可以通过发送指令（XMT）、接收指令（RCV）、发送中断、接收中断来控制通信口的操作。
三、MPI通讯
MPI通信是一种比较简单的通信方式，MPI网络通信的速率是19.2Kbit/s~12Mbit/s，MPI网络多支持连接32个节点，大通信距离为50M。通信距离远，还可以通过中继器扩展通信距离，但中继器也占用节点。
MPI网络节点通常可以挂S7-200、人机介面、编程设备、智能型ET200S及RS485中继器等网络元器件。
西门子PLC与PLC之间的MPI通信一般有3种通信方式：
1、全局数据包通信方式
2、无组态连接通信方式
3、组态连接通信方式
四、以太网通讯
以太网的核心思想是使用共享的公共传输通道，这个思想早在1968年来源于厦威尔大学。1972年，Metcalfe和DavidBoggs（两个都是网络）设置了一套网络，这套网络把不同的ALTO计算机连接在一起，同时还连接了EARS激光打印机。
这就是世界上个个人计算机局域网，这个网络在1973年5月22日首次运行。Metcalfe在首次运行这天写了一段备忘录，备忘录的意思是把该网络改名为以太网（Ethernet），其灵感来自于“电磁辐射是可以通过发光的以太来传播”这一想法。1979年，DEC、Intel和Xerox共同将网络标准化。
1984年，出现了细电缆以太网产品，后来陆续出现了粗电缆、双绞线、CATV同轴电缆、光缆及多种媒体的混合以太网产品。以太网是目前世界上流行的拓朴标准，具有传传播速率高、网络资源丰富、系统功能强、安装简单和使用维护方便等很多优点。
五、PROFIBUS-DP通讯
PROFIBUS-DP现场总线是一种开放式现场总线系统，符合欧洲标准和国际标准。PROFIBUS-DP通信的结构非常精简，传输速度很高且稳定，非常适合PLC与现场分散的I/O设备之间的通信。
