CPU模块由中央处理单元、存储器单元、输入输出接口单元以及电源组成。
①中央处理单元 中央处理单元（CPU）是可编程逻辑控制器的控制中枢。一般由控制器、运算器和寄存器组成。CPU是PLC的核心，它不断采集输入信号，执行用户程序，刷新系统输出。CPU通过地址总线、数据总线、控制总线与储存单元、输入输出接口、通信接口、扩展接口相连。CPU按照系统程序赋予的功能接收并存储用户程序和数据，检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并且能够诊断用户程序中的语法错误。当PLC运行时，以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，分别存入I/O映像区，从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定将逻辑或算数运算的结果送入I/O映像区或数据寄存器内。当所有的用户程序执行完毕之后，将I/O映像区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行直到停止。
②存储器 PLC的存储器包括系统存储器和用户存储器两种。存放系统软件的存储器称为系统程序存储器；存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。
CPU模块的常见的基本型号
CPU模块常见的基本型号有4种，分别为CPU221、CPU222、CPU224、CPU226。
①CPU221 主机有6输入/4输出，数字量I/O点数共计10点，无I/O扩展能力，程序和数据存储空间为6KB，1个RS-485通信接口，4个独立的30kHz高速计数器，2路独立的20kHz高速脉冲输出，具有PPI、MPI通信协议和自由通信功能，适用于小点数控制的微型控制器。
②CPU222 主机具有8输入/16输出，数字量I/O点数共计24点，与CPU221相比可以进行一定的模拟量控制，增加了2个扩展模块，适用于小点数控制的微型控制器。
③CPU224 主机具有14输入/10输出，数字量I/O点数共计24点，有扩展能力，可连接7个扩展模块，程序和数据存储空间为13kB，6个独立30kHz的高速计数器，具有PID控制器，I/O端子排可整体拆卸，具有较强控制能力，是使用*多的S7-200产品，其他特点与CPU222相同。
④CPU226 主机具有24输入/16输出，数字量I/O点数共计40点，有扩展能力，可连接7个扩展模块，*大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点，具有2个RS-485通信接口，其余特点与CPU224相同，适用于复杂中小型控制系统。
需要指出的是，在4种常见模块基础上，又派生出6种相关产品，共计10种CPU模块。在这10种模块中有DC电源/DC输入/DC输出和AC电源/DC输入/继电器输出2类，它们具有不同的电源电压和控制电压。型号中带有XP的代表具有2个通信接口、2个0～10V模拟量输入和1个0～10V模拟量输出，其性能要比不带XP的优越。型号加有CN的表示“中国制造”。CPU226XM只比CPU226增大了程序和数据存储空间。
数字量扩展模块
当需要完成特殊功能控制任务时，需要用到特殊功能模块。常见的特殊功能模块有通信模块、位置控制模块、热电阻和热电偶扩展模块等。
（1）通信模块
S7-200PLC主机集成1～2个RS-485通信接口，为了扩大其接口的数量和联网能力，各PLC还可以接入通信模块。常见的通信模块有PROFIBUS-DP从站模块EM227、调制解调器模块EM241、工业以太网模块和AS-i接口模块。
（2）位置控制模块
又称定位模块，常见的如控制步进电动机或伺服电动机速度模块EM253。为了输入运行和位置设置范围的需要，可外设编程软件。使用编程软件STEP7-Micro/WIN可生成位置控制模块的全部组态和移动包络信息，这些信息和程序块可一起下载到S7-200PLC中。位置控制模块所需的全部信息都储存在S7-200PLC中，当更换位置控制模块时，不需重新编程和组态。
（3）热电阻和热电偶扩展模块
热电阻和热电偶扩展模块是为S7-200CPU222、CPU224、CPU224XP、CPU226和CPU226XM设计的，是模拟量模块的特殊形式，可直接连接热电偶和热电阻测量温度，用户程序可以访问相应的模拟量通道，直接读取温度值。热电阻和热电偶扩展模块可以支持多种热电阻和热电偶，使用时经过简单的设置就可直接读出摄氏温度值和华氏温度值。常见的热电阻和热电偶扩展模块有EM231热电偶模块和EM231RTD热电组模块。
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当CPU模块I/O点数不能满足控制系统的需要时，用户可根据实际的需要对I/O点数进行扩展。数字量扩展模块不能单独使用，需要通过自带的扁平电缆与CPU模块相连。数字量扩展模块通常有3类，分别为数字量输入模块、数字量输出模块和数字量输入输出混合模块。
1.1.3 模拟量扩展模块
模拟量扩展模块为主机提供了模拟量输入/输出功能，适用于复杂控制场合。它通过自身扁平电缆与主机相连，并且可以直接连接变送器和执行器。模拟量扩展模块通常可以分为3类，分别为模拟量输入模块、模拟量输出模块和模拟量输入输出混合模块。典型模块有EM231、EM232和EM235，其中EM231为模拟量4点输入模块，EM232为模拟量2点输出模块，EM235为4点输入/1点输出模拟量输入/输出模块。
③输入输出接口电路 现场输入接口电路由光耦合电路和微机的输入接口电路组成，作用是将按钮、行程开关或传感器等产生的信号输入CPU。
现场输出接口电路由输出数据寄存器、选通电路和中断请求电路组成，作用是将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。
④电源 PLC一般使用220V交流电源或24V直流电源，内部的开关电源为PLC的中央处理器、存储器等电路提供5V、12V、24V直流电源，使PLC能正常工作。可编程逻辑控制器的电源在整个系统中起着十分重要的作用。一般交流电压波动在+10%（+15%）范围内，可以将PLC直接连接到交流电网上去。