1.2 硬件功能模块化的结构

这里提到的硬件功能模块化的结构，并非传统产品意义上的硬件模块化结构。传统产品的硬件也是模块化的结构，但是硬件的功能并未模块化，处理器或适配器与I/O模块有规则地组合在一个框架中，框架内所有I/O模块别无选择地成为同一个I/O功能组块，并以框架为单位，通过处理器或适配器建立对外的通信。相对功能而言，硬件I/O模块都不是独立的，处理器或适配器通过内部数据线跟每个模块的数据缓冲区交换I/O数据，这些模块化的硬件综合而成一个功能模块，每个硬件I/O模块没有独立的功能，不能单独对外通信。

可编程自动化控制器的硬件功能模块化结构，是指每一个硬件模块都是功能独立的设备，表面看上去跟传统产品一样的硬件模块组成的框架，每个模块在功能上却是相互独立的，这个系列的所有的模块，不管是控制器模块、通信模块或I/O模块，都可作为通信的独立单元，都具有发送信息和接受信息的能力，就像一台设备，无论位于哪个槽位，都不会限制或影响本身具有的功能。

在可编程自动化控制器的系统中，将控制器称为CPU或CPU模块的说法，变得非常地不恰当，并非只有控制器才带有CPU芯片，而是每个模块都带有CPU芯片，都是智能模块，具有独立的数据处理和通信管理能力。位于框架的所有模块，不但通过背板获取电子设备必需的供电，还通过框架背板的控制总线功能与其他模块或设备建立通信连接。所有模块插放的槽位是不受任何限制的，即使是控制器模块也可以插放在任何位置，而不必像传统产品那样，必须插放在框架的最左侧。由于硬件模块的相互独立，在同一个框架插放多个控制器或多个通信模块也是允许的。

只要在控制器中进行的I/O组态，明确了通信模块和I/O模块的从属关系，建立与它们的通信连接，指定与它们的数据交换关系，或通过背板，或通过网络，都可自由地进行数据交流。这样说来，位于同一框架的模块，或许它们之间有着紧密的通信关系，或许它们毫不相干，它们之所以位于同一框架，完全取决于它们所需驻留的物理位置。

同时，可编程自动化控制器的面板上不再建造复杂的通信口，只保留了一个简单的编程口，留与编程终端直接连接，这正是称为控制器而不称为处理器的原因。所有的通信口都被做成独立的不同类型网络的通信模块，像I/O模块一样插放在框架上，通过背板跟控制器建立通信连接，并作为控制器的通信通路，延伸到网络。这样，转换网络类型只需更换通信模块，扩展网络也只需增加通信模块，系统结构变更和拓展的实现变得非常容易。通信口的损坏只需更换通信模块，而不会像传统产品那样兴师动众地要更换处理器。

毫无疑问，这从根本上改变了控制器与I/O模块的关系，摒弃了传统产品控制器主从式的轮询I/O扫描方式，所有的I/O模块以通信的方式与控制器交换I/O信息，将传统的被扫描变为主动的发送数据，每个I/O模块都可单独定义自己的I/O数据更新时间，这使得最为节省通信资源的I/O数据交换模式周期刷新（模拟量）和逢变则报（离散量）得以实现。由于采用生产者/用户方式来交换I/O数据，还可以实现输入数据共享，多个控制器访问同一输入模块只需简单地组态便可以实现。

这样，I/O模块作为一个通信连接，和外部设备通信（如人机界面访问）是完全一样的，它们一起共享控制器的通信资源，可以将用于I/O模块的通信连接和对外通信的通信连接，按照需求进行分配，灵活充分地运用了控制器资源。对于PAC控制器，很少严格地去讨论能带多少个I/O点，具有多大的带I/O的能力，我们所关注的是控制器的连接限量是如何被运用的，这个通信运用包括了硬软件的共同分享。

不管怎么说，控制器毕竟是一个非常特殊的模块，它除了含有每个模块都具有的CPU芯片，有的控制器模块甚至使用了两个CPU芯片，还有内存用来存放执行代码和操作数据，它的操作系统使它当之无愧地成为整个系统的核心部件，所有的数据都集中在它的内存空间，接受内存执行代码的处理，并发往其他设备。

的确，在这个系统中，模块和设备的区分不是那么明显，至少在数据交换上来说，它们几乎是等同的。如果非要细究，区别在于硬件模块是框架组合，模块在供电上并非独立，不同于设备的独立取电，但这也正说明硬件的系统集成紧密。总而言之，要强调的是硬件功能模块化，通信功能的独立。