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CPU模塊相當于人的大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執行用戶程序，刷新系統的輸出；存儲器用來儲存程序和數據。

1．CPU芯片

CPU模塊主要由CPU芯片和存儲器組成。PLC使用以下幾類CPU芯片：

(1)通用微處理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；

(2)單片微處理器(單片機)，如Intel公司的MCS51／96系列單片機；

(3)位片式微處理器，如AMD 2900系列位片式微處理器。

2．存儲器

PLC的存儲器分為系統程序存儲器和用戶程序存儲器。系統程序相當于個人計算機的操作系統，它使PLC具有基本的智能，能夠完成PLC設計者規定的各種工作。系統程序由PLC生產廠家設計并固化在ROM內，用戶不能直接讀取。PLC的用戶程序由用戶設計，它決定了PLC的輸入信號與輸出信號之間的具體關系。用戶程序存儲器的容量一般以字(每個字由16位二進制數組成)為單位，三菱的FX系列PLC將用戶程序存儲器的單位稱為步(Step，即字)。小型PLC的用戶程序存儲器容量在lK字左右，大型PLC的用戶程序存儲器容量可達數M(兆)字。

PLC常用以下幾種存儲器：

(1)隨機存取存儲器：(RAM)

用戶可以用編程器讀出RAM中的內容，也可以將用戶程序寫入RAM，因此RAM又叫讀／寫存儲器。它是易失性的存儲器，將它的電源斷開后，儲存的信息將會丟失。

RAM的工作速度高，價格低，改寫方便。為了在關斷PLC外部電源后，保存RAM中的用戶程序和某些數據(如計數器的計數值)，為RAM配備了一個鋰電池。現在有的PLC仍用RAM來儲存用戶程序。

鋰電池可用2~5年，需要更換鋰電池時，PLC面板上的“電池電壓過低”發光二極管亮，同時有一個內部標志位變為l狀態，可以用它的常開觸點來接通控制屏面板上的指示燈或聲光報警器，通知用戶及時更換鋰電池。

(2)只讀存儲器(ROM)

ROM的內容只能讀出，不能寫入。它是非易失的，它的電源消失后，仍能保存儲存的內容。ROM—般用來存放PLC的系統程序。

(3)可電擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)

它是非易失性的，但是可以用編程器對它編程，兼有ROM的非易失性和RAM的隨機存取優點。但是寫入信息所需的時間比RAM長得多，EEPROM用來存放用戶程序。有的PLC將EEPROM作為基本配置，有的PLC將EEPROM作為可選件。