Um Controlador Lógico Programável (CLP) é, em essência, um computador especializado projetado especificamente para aplicações de controle industrial. Sua arquitetura de hardware é fundamentalmente idêntica à de um microcomputador. Sua estrutura básica está ilustrada na Figura 1, e seus componentes constituintes são descritos detalhadamente a seguir:
Fonte de energia
A unidade de fonte de alimentação converte a energia CA de entrada em energia CC necessária para as operações internas do PLC. A maioria dos CLPs utiliza uma fonte de alimentação regulada em modo-comutado.
Unidade Central de Processamento (CPU)
A Unidade Central de Processamento (CPU) serve como hub de controle-e, na verdade, como componente principal-do PLC; seu desempenho determina diretamente o desempenho geral do sistema PLC.
A CPU consiste em uma unidade de controle, uma unidade lógica aritmética (ALU) e registros. Esses circuitos são integrados em um único chip e interconectados com os circuitos de memória e interface de entrada/saída por meio de barramentos de endereço e barramentos de controle. A principal função da CPU é processar e executar programas do usuário, realizar operações lógicas e matemáticas e coordenar todo o sistema para garantir uma operação harmoniosa.
Memória
A memória é um circuito semicondutor dotado de capacidade de armazenamento de dados. Sua função é armazenar programas de sistema, programas de usuário, variáveis lógicas e outras informações pertinentes. O programa do sistema, especificamente, compreende o software que permite ao PLC executar suas diversas funções; ele é desenvolvido pelo fabricante do CLP e permanentemente incorporado (conectado) na memória somente leitura (ROM), tornando-o inacessível ao usuário final.
Unidade de entrada
A unidade de entrada serve como interface que conecta o PLC ao equipamento controlado, atuando como o canal através do qual os sinais externos entram no PLC. Sua função é receber sinais transmitidos de dispositivos de comando (como botões e interruptores) e elementos sensores (como sensores e detectores). Os tipos de entrada comuns incluem entradas CC, entradas CA e entradas CA/CC universais.
Unidade de saída
A unidade de saída também atua como um componente de interface conectando o PLC ao equipamento controlado. Sua função é transmitir sinais de saída gerados pelo CLP para os dispositivos controlados-especificamente, convertendo os sinais de controle de baixa-tensão gerados pela CPU em sinais de nível de potência-apropriados capazes de acionar os atuadores e elementos de execução do equipamento controlado. Os tipos de saída comuns incluem saídas de relé, saídas de transistor e saídas de tiristor.
Além dos componentes acima mencionados, os PLCs podem incorporar diversos periféricos externos, dependendo do modelo específico. Esses periféricos servem para facilitar a programação, permitir o monitoramento do sistema e dar suporte à comunicação em rede. Dispositivos externos comumente usados incluem consoles de programação, impressoras, gravadores de fita cassete e computadores.