PLC种类繁多,性能规格不一,通常根据其流派、结构形式、性能高低、控制规模等方面进行分类。
①按流派分 世界上有200多个PLC厂商,400多个品种PLC产品。这些产品,根据地域的不同,主要分成3个流派:美国流派产品、欧洲流派产品和日本流派产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的,因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的,对美国的PLC产品有一定的继承性,但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名,但日本的主推产品以小型PLC著称。
a.美国PLC产品 美国是PLC生产大国,有100多家PLC厂商,的有A-B、通用电气(GE)公司、莫迪康(MODICON)公司、得州仪器(TI)公司、西屋公司等。
A-B(Allen-Bradley,艾伦-布拉德利)是Rockwell(罗克韦尔)自动化公司的品牌,其PLC产品规格齐全、种类丰富。A-B小型PLC为MicroLogix PLC,主要型号有MicroLogix1000、MicroLogix1100、MicroLogix1200、MicroLogix1400、MicroLogix1500,其中MicroLogix1000体积小巧、功能全面,是小型控制系统的理想选择;MicroLogix1200能够在空间有限的环境中,为用户提供强大的控制功能,满足不同应用项目的需要;MicroLogix1500不仅功能完善,而且还能根据应用项目的需要进行灵活扩展,适用于要求较高的控制系统。A-B中型PLC为CompactLogix PLC,该系列PLC可以通过EtherNet/IP、控制网、设备网来远程控制输入/输出和现场设备,实现不同地点的分布式控制。A-B大型PLC为ControlLogix PLC,该系列PLC提供可选的用户内存模块(750K~8M字节),能解决有大量输入输出点数系统的应用问题(支持多达4000点模拟量和128000点数字量);可以控制本地输入输出和远程输入输出;可以通过以太网EtherNet/IP、控制网ControlNet、设备网DeviceNet和远程输入输出Universal Remote I/O来监控系统中的输入和输出。
GE公司的PLC代表产品是:小型机GE-1、GE-1/J、GE-1/P等,除GE-1/J外,均采用模块结构。GE-1用于开关量控制系统,多可配置到112个I/O点。GE-1/J是更小型化的产品,其I/O点多可配置到96点。GE-1/P是GE-1的增强型产品,增加了部分功能指令(数据操作指令)、功能模块(A/D、D/A等)、远程I/O功能等,其I/O点多可配置到168点。中型机GE-Ⅲ,它比GE-1/P增加了中断、故障诊断等功能,多可配置到400个I/O点。大型机GE-Ⅴ,它比GE-Ⅲ增加了部分数据处理、表格处理、子程序控制等功能,并具有较强的通信功能,多可配置到2048个I/O点。GE-Ⅵ/P多可配置到4000个I/O点。
得州仪器(TI)公司的小型PLC产品有510、520和TI100等,中型PLC产品有TI300、5TI等,大型PLC产品有PM550、530、560、565等系列。除TI100和TI300无联网功能外,其它PLC都可实现通信,构成分布式控制系统。
莫迪康(MODICON)公司有M84系列PLC。其中M84是小型机,具有模拟量控制、与上位机通信功能,多I/O点为112点。M484是中型机,其运算功能较强,可与上位机通信,也可与多台联网,多可扩展I/O点为512点。M584是大型机,其容量大、数据处理和网络能力强,多可扩展I/O点为8192。M884是增强型中型机,它具有小型机的结构、大型机的控制功能,主机模块配置2个RS-232C接口,可方便地进行组网通信。
b.欧洲PLC产品 德国的西门子(SIEMENS)公司、AEG公司、法国的TE公司是欧洲的PLC制造商。德国的西门子的电子产品以性能精良而久负盛名。在中、大型PLC产品领域与美国的A-B公司齐名。
c.日本PLC产品 日本的小型PLC具特色,在小型机领域中颇具盛名,某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制,日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机,所以格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商,如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等,在世界小型PLC市场上,日本产品约占有70%的份额。
三菱公司的PLC是较早进入中国市场的产品。其小型机F1/F2系列是F系列的升级产品,早期在我国的销量也不小。F1/F2系列加强了指令系统,增加了特殊功能单元和通信功能,比F系列有了更强的控制能力。继F1/F2系列之后,20世纪80年代末三菱公司又推出FX系列,在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了全面的加强。FX2系列是在20世纪90年代开发的整体式高功能小型机,它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N为高功能整体式小型机,它是FX2的换代产品,各种功能都有了全面的提升。近年来还不断推出满足不同要求的微型PLC,如FX0S、FX1S、FX0N、FX1N及α系列等产品。
三菱公司的大中型机有A系列、QnA系列、Q系列,具有丰富的网络功能,I/O点数可达8192点。其中Q系列具有超小的体积、丰富的机型、灵活的安装方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点,是三菱公司现有PLC中高性能的PLC。
欧姆龙(OMRON)公司的PLC产品,大、中、小、微型规格齐全。微型机以SP系列为代表,其体积极小,速度极快。小型机有P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型机现已被性价比更高的CPM1A系列所取代,CPM2A/2C、CQM1系列内置RS-232C接口和实时时钟,并具有软PID功能,CQM1H是CQM1的升级产品。中型机有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS1系列。C200H是前些年的高性能中型机,配置齐全的I/O模块和高功能模块,具有较强的通信和网络功能。C200HS是C200H的升级产品,指令系统更丰富、网络功能更强。C200HX/HG/HE是C200HS的升级产品,有1148个I/O点,其容量是C200HS的2倍,速度是C200HS的3.75倍,有品种齐全的通信模块,是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机的规模、大型机的功能,是一种极具推广价值的新机型。大型机有C1000H、C2000H、CV(CV500/CV1000/CV2000/CVM1)等。C1000H、C2000H可单机或双机热备运行,安装带电插拔模块,C2000H可在线更换I/O模块;CV系列中除CVM1外,均可采用结构化编程,易读、易调试,并具有更强大的通信功能。
进入21世纪后,OMRON PLC技术的发展日新月异,升级换代呈明显加速趋势,在小型机方面已推出了CP1H/CP1L/CP1E等系列机型。其中,CP1H系列PLC是2005年推出的,与以往产品CPM2A 40点PLC输入输出型尺寸相同,但处理速度可达其10倍。该机型外形小巧,速度极快,执行基本命令只需0.1μs,且内置功能强大。
松下公司的PLC产品中,FP0为微型机,FP1为整体式小型机,FP3为中型机,FP5/FP10、FP10S(FP10的改进型)、FP20为大型机,其中FP20是新产品。松下公司近几年PLC产品的主要特点是:指令系统功能强;有的机型还提供可以用FP-BASIC语言编程的CPU及多种智能模块,为复杂系统的开发提供了软件手段;FP系列各种PLC都配置通信机制,由于它们使用的应用层通信协议具有一致性,这给构成多级PLC网络和开发PLC网络应用程序带来方便。
②按结构形式进行分类 根据PLC的硬件结构形式,将PLC分为整体式、模块式和混合式三类。
a.整体式PLC 整体式PLC是将电源、CPU、I/O接口等部件集中配置装在一个箱体内,形成一个整体,通常将其称为主机或基本单元。采用这种结构的PLC具有结构紧凑、体积小、重量轻、价格较低、安装方便等特点,但主机的I/O点数固定,使用不太灵活。一般小型或超小型的PLC通常采用整体式结构。
b.模块式PLC 模块式结构PLC又称为积木式结构PLC,它是将PLC各组成部分以独立模块的形式分开,如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块有各种功能模块。模块式PLC由框架或基板和各种模块组成,将模块插在带有插槽的基板上,组装在一个机架内。采用这种结构的PLC具有配置灵活、装配方便、便于扩展和维修的特点。大、中型PLC一般采用模块式结构。
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c.混合式PLC 混合式结构PLC是将整体式的结构紧凑、体积小、安装方便和模块式的配置灵活、装配方便等优点结合起来的一种新型结构PLC。例如SIEMENS公司生产的S7-200系列PLC就是采用这种结构的小型PLC,SIEMENS公司生产的S7-300系列PLC也是采用这种结构的中型PLC。
③按性能高低进行分类 根据性能的高低,将PLC分为低档PLC、中档PLC和PLC三类。
a.低档PLC 低档PLC具有基本控制和一般逻辑运算、计时、计数等基本功能,有的还具有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。这类PLC只适合于小规模的简单控制,在联网中一般作为从机使用。如SIEMENS公司生产的S7-200就属于低档PLC。
b.中档PLC 中档PLC有较强的控制功能和运算能力,它不仅能完成一般的逻辑运算,也能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算,工作速度比较快,能控制多个输入/输出模块。中档PLC可完成小型和较大规模的控制任务,在联网中不仅可作从机,也可作主机,如S7-300就属于中档PLC。
c.PLC PLC有强大的控制和运算能力,不仅能完成逻辑运算,三角函数、指数、PID运算,还能进行复杂的矩阵运算、制表和表格传送操作。可完成中型和大规模的控制任务,在联网中一般作主机,如SIEMENS公司生产的S7-400就属于PLC。
④按控制规模进行分类 根据PLC控制器的I/O总点数的多少可分为小型机、中型机和大型机。
a.小型机 I/O总点数在256点以下的PLC称为小型机,如SIEMENS公司生产的S7-200系列PLC、三菱公司生产的FX2N系列PLC、欧姆龙公司生产的CP1H系列