PLC的分类

PLC在业内有着不尽相同的分类原则，但是对于PLC的分类认识大致都可以从两个方面来进行界定。一方面可以根据PLC不同的发展历史所形成的技术特色进行划分，另一方面也可以根据PLC在工业现场中的应用范围及PLC本身的硬件条件进行区别，因此本书将从以上两个方面对PLC的分类进行介绍。1.按流派分

追溯PLC的发展历史可以看到，世界上200多家PLC厂商，400多种PLC产品大体可以按地域分成三个流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，还有一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离的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，而日本则以小型PLC著称。同一地区的产品相互借鉴的比较多，相互影响比较大，技术参透比较深，面临的主要市场相同，用户要求接近，这就使得同一地域的PLC产品表现出比较多的相似性。下面就根据PLC三大技术派别分别介绍以上三种PLC技术概况。

1）美国的PLC产品

美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，**的有A-B公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司和西屋公司等。其中A-B公司是美国*大的PLC制造商，其产品约占美国PLC市场的一半。

A-B公司的产品规格齐全、种类丰富，其主推的大、中型PLC产品是PLC-5系列。该系列为模块式结构，当CPU模块为PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15或PLC-5/25时，属于中型PLC，I/O点配置范围为256～1024点；当CPU模块为PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L或PLC-5/60L时，属于大型PLC，I/O点*多可配置到3072点。该系列中的PLC-5/250功能*强，*多可配置到4096个I/O点，具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3*多可配置到8096个I/O点。A-B公司的小型PLC产品有SLC500系列等。

GE公司的代表产品是小型机GE-1、GE-1/J和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）和远程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增加了中断和故障诊断等功能，*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、表格处理和子程序控制等功能，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。

德州仪器（TI）公司的小型PLC新产品有510、520和TI100等，中型PLC新产品有TI300和5TI等，大型PLC新产品有PM550、530、560和565等系列。除TI100和TI300无连网功能外，其他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，具有模拟量控制及与上位机通信功能，*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，也可与多台连网，*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点；M884增强型中型机，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。

为了能实现继电器控制线路的硬逻辑并行控制，PLC采用了不同于一般微型计算机的运行方式（扫描技术）。

以上两个主要原因，使得PLC的I/O响应比一般微型计算机构成的工业控制系统慢得多，其响应时间至少等于一个扫描周期，一般均大于一个扫描周期甚至更长。所谓I/O响应时间是指从PLC的某一输入信号变化开始到系统有关输出端信号的改变所需的时间。其*短I/O响应与*长I/O响应。

1.5 PLC的技术性能指标

由于各厂家的PLC技术性能各不相同，且各有特色，所以这里不可能一一介绍，只能介绍一些基本的、常见的技术指标。1.存储容量

存储容量是指用户程序存储器的容量。用户程序存储器的容量大，可以编制出复杂的程序。一般来说，小型PLC的用户存储器容量为几千字，而大型机的用户存储器容量为几万字。

2.I/O点数

输入/输出（I/O）点数是PLC可以接受的输入信号和输出信号的总和，是衡量PLC性能的重要指标。I/O点数越多，外部可接的输入设备和输出设备就越多，控制规模就越大。3.扫描速度

扫描速度是指PLC执行用户程序的速度，是衡量PLC性能的重要指标。一般以扫描1K字节用户程序所需的时间来衡量扫描速度，通常以ms/K字节为单位。PLC用户手册一般给出执行各条指令所用的时间，可以通过比较各种PLC执行相同的操作所用的时间来衡量扫描速度的快慢。4.指令的功能与数量

指令功能的强弱，数量的多少也是衡量PLC性能的重要指标。编程指令的功能越强、数量越多，PLC的处理能力和控制能力也越强，用户编程也越简单和方便，越容易完成复杂的控制任务。5.内部元件的种类与数量

在编制PLC程序时，需要用到大量的内部元件来存放变量、中间结果、保持数据、定时计数、模块设置和各种标志位等信息。这些元件的种类与数量越多，表示PLC的存储和处理各种信息的能力越强。

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输出刷新阶段

当扫描用户程序结束后，PLC就进入输出刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映像区内对应的状态和数据，刷新所有的输出锁存电路，再经输出电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输出。比较图1-3所示两个程序的异同。这两段程序执行的结果完全一样，但在PLC中执行的过程却不一样。程序1只用一次扫描周期，就可完成对输出线圈“%M4”的刷新；而程序2要用四次扫描周期，才能完成对输出线圈“%M4”的刷新。

这两个例子说明：同样的若干梯形图，其排列次序不同，执行的结果也不同。另外，也可以看到：采用扫描用户程序的运行结果与继电器控制装置的硬逻辑并行运行的结果有所区别，当然，如果扫描周期所占用的时间对整个运行来说可以忽略，那么两者之间就没有什么区别了。

一般来说，PLC的扫描周期包括自诊断和通信等，即一个扫描周周期等于自诊断、通信、输入采样、用户程序执行和输出刷新等所有时间的总和。

为了增强PLC的抗干扰能力，提高其可靠性，PLC的每个开关量输入端都采用光电隔离技术。