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CPU模块相当于人的大脑和心脏，它不断地采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出；存储器用来储存程序和数据。
1．CPU芯片
CPU模块主要由CPU芯片和存储器组成。PLC使用以下几类CPU芯片：
(1)通用微处理器，如Intel公司的8086，80186到Pentium系列芯片；
(2)单片微处理器(单片机)，如Intel公司的MCS51／96系列单片机；
(3)位片式微处理器，如AMD 2900系列位片式微处理器。
2．存储器
PLC的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。系统程序相当于个人计算机的操作系统，它使PLC具有基本的智能，能够完成PLC设计者规定的各种工作。系统程序由PLC生产厂家设计并固化在ROM内，用户不能直接读取。PLC的用户程序由用户设计，它决定了PLC的输入信号与输出信号之间的具体关系。用户程序存储器的容量一般以字(每个字由16位二进制数组成)为单位，西门子的FX系列PLC将用户程序存储器的单位称为步(Step，即字)。小型PLC的用户程序存储器容量在lK字左右，大型PLC的用户程序存储器容量可达数M(兆)字。
PLC常用以下几种存储器：
(1)随机存取存储器：(RAM)
用户可以用编程器读出RAM中的内容，也可以将用户程序写入RAM，因此RAM又叫读／写存储器。它是易失性的存储器，将它的电源断开后，储存的信息将会丢失。
RAM的工作速度高，价格低，改写方便。为了在关断PLC外部电源后，保存RAM中的用户程序和某些数据(如计数器的计数值)，为RAM配备了一个锂电池。现在有的PLC仍用RAM来储存用户程序。
锂电池可用2~5年，需要更换锂电池时，PLC面板上的“电池电压过低”发光二极管亮，同时有一个内部标志位变为l状态，可以用它的常开触点来接通控制屏面板上的指示灯或声光报警器，通知用户及时更换锂电池。
(2)只读存储器(ROM)
ROM的内容只能读出，不能写入。它是非易失的，它的电源消失后，仍能保存储存的内容。ROM—般用来存放PLC的系统程序。
(3)可电擦除的EPROM(EEPROM或E2PROM)
它是非易失性的，但是可以用编程器对它编程，兼有ROM的非易失性和RAM的随机存取优点。但是写入信息所需的时间比RAM长得多，EEPROM用来存放用户程序。有的PLC将EEPROM作为基本配置，有的PLC将EEPROM作为可选件。
在了解了S7系列PLC程序的结构后，就可以针对不同的控制对象与选择的PLC型号，根据实际情况选择PLC程序的结构框架，并着手进行S7程序的设计工作。
S7程序设计通常可以按照图5-34所示的流程进行。
S7程序设计流程图
程序设计与系统硬件设计、系统调试密切相关。软件设计阶段所需要的控制要求、操作界面、PLC型号、I/O地址等都**在硬件设计阶段已经完成；而程序的输入与编辑、程序检查、程序调试等工作需要在程序编辑与系统调试阶段完成。
对于简单的PLC程序，也可以直接通过PLC的编辑软件，在编辑软件上同时完成程序的设计与输入过程。
(1) 选择程序结构。作为S7软件设计的DY步，*需要确定的是PLC程序的基本结构体系。
程序结构体系由如下两方面因素决定：
1) 所使用的PLC型号。PLC型号从客观上规定了可以采用程序结构，如：当PLC选择为S7-200时，只能选择线性化结构构成主-子程序的结构形式；当PLC选择为S7-300/400时，可以采用线性化结构、调用式结构或结构化编程。
2) 控制系统的要求。如果控制系统的要求较简单，PLC程序的长度不大，出于简化调试、减少程序设计工作量等方面的考虑，采用线性化结构可以省略缩写程序块、功能块、数据块、局部变量等工作，提高编程的速度。如果控制系统较复杂，程序所占的容量较大.为了使得程序便于分段阅读与调试，可以考虑采用调用式结构(S7-300/400)与主-子程序结构(S7-200)；如果控制系统十分庞大、程序异常复杂，或是系统相类似的控制要求较多，在S7-300/400上可以**考虑采用结构化编程。
(2) 建立程序文件。建立程序文件包括编写I/O地址表、定义符号地址、编写程序说明等内容、其目的是为程序设计提供方便。
在S7中，一般是直接利用编程软件，通过编程软件的"符号表编辑器"对"符号地址表(Symbol Table)"的编写，一次性完成I/O地址、符号地址、数据格式、注释等全部工作。
(3) 编辑逻辑块。在选定了程序的基本结构体系与完成符号表的编辑后，即可着手进行PLC程序中各类逻辑块的编辑。
逻辑块的编辑包括了编写逻辑控制程序与定义程序变量两部分内容。
逻辑控制程序可以通过梯形图、功能块图、指令表等方法编写；程序变量应通过"变量声明表"建立与明确，对于线性结构的PLC程序也可以不使用变量与变量表。