PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)入門

　　PLC的定義

　　可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。可編程序控制器及其有關(guān)的外圍設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。

　　PLC的分類

　　PLC產(chǎn)品種類繁多，其規(guī)格和性能也各不相同。對(duì)于PLC，通常根據(jù)其結(jié)構(gòu)形式的不同、功能的差異和I/O點(diǎn)數(shù)的多少等進(jìn)行大致分類。

　　1.按結(jié)構(gòu)形式分類

　　根據(jù)PLC的結(jié)構(gòu)形式，可將PLC分為整體式和模塊式兩類。

　?。?）模塊式PLC

　　模塊式PLC將PLC的各組成部分分別做成若干個(gè)單獨(dú)的模塊，如CPU模塊、I/O模塊、電源模塊（有的含在CPU模塊中）以及各種功能模塊。模塊式PLC由框架或基板和各種模塊組成，模塊裝在框架或基板的插座上，如圖所示。這種模塊式PLC的特點(diǎn)是配置靈活，可根據(jù)需要選配不同規(guī)模的系統(tǒng)，而且裝配方便，便于擴(kuò)展和維修。大、中型PLC一般采用模塊式結(jié)構(gòu)。

　　還有一些PLC將整體式和模塊式的特點(diǎn)結(jié)合起來，構(gòu)成所謂的疊裝式PLC。疊裝式PLC的CPU、電源、I/O接口等也是各自獨(dú)立的模塊，但它們之間是靠電纜進(jìn)行連接的，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣，不但系統(tǒng)可以靈活配置，還可做得體積小巧。

　　（2）整體式PLC

　　整體式PLC是將電源、CPU、I/O接口等部件都集中裝在一個(gè)機(jī)箱內(nèi)，如圖所示。具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、價(jià)格低的特點(diǎn)。小型PLC一般采用這種整體式結(jié)構(gòu)。整體式PLC由不同I/O點(diǎn)數(shù)的基本單元（又稱主機(jī)）和擴(kuò)展單元組成，基本單元內(nèi)有CPU、I/O接口、與I/O擴(kuò)展單元相連的擴(kuò)展口以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等；擴(kuò)展單元內(nèi)只有I/O和電源等，而沒有CPU?；締卧蛿U(kuò)展單元之間一般用扁平電纜連接。整體式PLC一般還可配備特殊功能單元，如模擬量單元、位置控制單元等，使其功能得以擴(kuò)展。

　　2.按I/O點(diǎn)數(shù)分類

　　根據(jù)PLC的I/O點(diǎn)數(shù)多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。

　　（1）小型PLC

　　小型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)小于256，具有單CPU及8位或16位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量為4KB以下。例如：三菱FX0S系列。

　?。?）中型PLC

　　中型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)在256～2048，具有雙CPU，用戶存儲(chǔ)器容量為2～8KB。

　　（3）大型PLC

　　大型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)大于2048，具有多CPU及16位或32位處理器，用戶存儲(chǔ)器容量為8～16KB。

　　3.按功能分類

　　根據(jù)plc控制系統(tǒng)的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔、高檔三類。

　　（1）低檔PLC

　　低檔PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及自診斷、監(jiān)控等基本功能，還可有少量模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較及通信等功能，主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機(jī)控制系統(tǒng)。

　　（2）中檔PLC

　　中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強(qiáng)的模擬量輸入/輸出、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送和比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換、遠(yuǎn)程I/O、子程序及通信聯(lián)網(wǎng)等功能；有些還可增設(shè)中斷控制、PID控制等功能，適用于復(fù)雜的控制系統(tǒng)。

　　（3）高檔PLC

　　高檔PLC除具有中檔PLC的功能外，還增加了帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算、矩陣運(yùn)算、位邏輯運(yùn)算、平方根運(yùn)算及其他特殊功能函數(shù)的運(yùn)算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC具有更強(qiáng)的通信聯(lián)網(wǎng)功能，可用于大規(guī)模過程控制或構(gòu)成分布式網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工廠自動(dòng)化。

　　世界上，PLC產(chǎn)品可按地域分成三大流派，一個(gè)流派是美國產(chǎn)品，一個(gè)流派是歐洲產(chǎn)品，一個(gè)流派是日本產(chǎn)品。美國和歐洲的PLC技術(shù)是在相互隔離情況下獨(dú)立研究開發(fā)的，因此美國和歐洲的PLC產(chǎn)品有明顯的差異性。而日本的PLC技術(shù)是由美國引進(jìn)的，對(duì)美國的PLC產(chǎn)品有一定的繼承性，但日本的主推產(chǎn)品定位在小型PLC上。美國和歐洲以大中型PLC而聞名，而日本則以小型PLC著稱。