PLC产品已经序列化生产，结构形式多种多样，在机型选择上有很大的余地。另外，PLC及外围模块品种多，用户可以根据不同任务的要求，选择不同的组件灵活组合成具有不同硬件结构的控制装置。更重要的是，PLC控制系统的主要功能是通过程序实现的，因此在需要改变设备的控制功能时，只需修改程序及少量的接线，工作量是很小的，而这是一般继电器控制系统很难做到的。

3．编程简单方便

PLC应用程序的编制非常方便。编程可采用与继电器接触器控制电路十分相似的梯形图语言，这种编程语言形象直观，容易掌握，即使没有计算机知识的人也很容易掌握。而顺序功能图（Se Function Chart，SFC）是一种结构块控制流程图，可使编程更加简单方便。

4．功能完善，扩展能力强

PLC的输入／输出系统功能完善，性能可靠，能够适应各种形式和性质的开关量和模拟量的输入／输出。PLC的功能单元能方便地实现D/A、A/D转换以及PID运算，实现过程控制、数字控制等功能。它还可以和其他计算机系统、控制设备共同组成分布式或分散式控制系统，能够很好地满足各种控制的需要。

5．设计、施工、调试的周期短，维护方便

继电器接触器控制系统中的中间继电器、时间继电器、计数器等电器元件，在PLC控制系统中是以“软元件”形式出现的，并且又用程序代替了硬接线，因此安装接线工作量少；工作人员也可提前根据具体的控制要求在PLC到货之前进行编程，大大地缩短了施工工期。

PLC体积小、重量轻，便于安装。PLC具有完善的自诊断及监视等功能，对于其内部的工作状态、通信状态、I/O点状态、异常状态和电源状态都有显示。工作人员通过它可以查出故障原因，便于迅速处理。

由于PLC具有上述特点，使得PLC的应用范围极为广泛，可以说只要有工厂、有控制要求就会有PLC的应用。

PLC的分类

PLC是应现代化生产的需要而产生的，PLC的分类也必然要符合现代化生产的需求。一般来说，可以从3个角度对PLC进行分类，即控制规模、控制性能、结构特点。

1．按PLC的控制规模分类

PLC按控制规模可以分为小型PLC、中型PLC和大型PLC。

1）小型PLC

小型PLC一般指输入／输出点数（I/O点数）小于256点、采用单CPU（8位或16位）、用户程序存储器的容量在4KB以下的PLC，以开关量控制为主。由于受控制点数所限，其控制功能有一定的局限性。但是，小型PLC小巧、灵活，可以直接安装在电气控制柜内，很适合单机控制或小型系统的控制。德国西门子（SIEMENS）公司（以下简称西门子公司）的S7-200和S7-1200系列、日本三菱公司的FX系列等均属于小型PLC。

2）中型PLC

中型PLC一般指I/O点数为256～2048点、采用双CPU或多CPU、用户程序存储器的容量为2～8KB或更大的PLC，具有开关量和模拟量的控制功能以及更强的数字计算能力。由于中型PLC控制点数较多，控制功能很强，可用于对设备直接控制，还可以对多个下一级的PLC进行监控，适用于中型或大型控制系统的控制。西门子公司的S7-300系列、日本OMRON公司的C200H系列、日本三菱公司的Q系列的部分机型均属于中型PLC。

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PLC还能监控大量的物理参数，例如温度、压力、流量、液位和速度等。比例-积分-微分（Proportion Integration Differentiation，PID）模块使PLC具有闭环控制的功能，即一个具有PID控制能力的PLC可用于过程控制。当过程控制中某个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的控制量，把输出保持在设定值上。

4．数据处理

在机械加工中，PLC作为主要的控制和管理系统用于CNC系统中，可以完成大量的数据处理工作。

5．通信网络

PLC的通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台PLC之间的通信、PLC与其他智能控制设备（如计算机、变频器、数控装置等）之间的通信。PLC与其他智能控制设备一起，可以组成“集中管理、分散控制”的分布式控制系统。

1.1.2　PLC的特点

1．可靠性高，抗干扰能力强

为了满足工业生产对控制设备安全性与可靠性的要求，PLC采用了微电子技术，大量的开关动作是由无触点的半导体电路来完成的，在结构上充分考虑了工业生产环境下温度、湿度、粉尘、振动等方面的影响：在硬件上采用了隔离、滤波、屏蔽、接地等抗干扰措施；在软件上采用了故障诊断、数据保护等措施。这些技术使得PLC具有较高的抗干扰能力。目前各个厂家生产的PLC，平均无故障时间都远超国际电工委员会（International Electrotechnical Commission，IEC）规定的10万小时，有的甚至达到了几十万小时。

每块CPU模块内可以安装1块信号板（Signal Board，SB），安装后不会改变CPU模块的外形和体积。可以选择添加具有1路模拟量输入或输出的信号板、具有2路开关量输入/2路开关量输出的信号板、提供RS485/RS232接口的通信扩展板或者用于实时时钟长期备份的电池板。

3．信号模块

信号模块（SM）包括数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块、模拟量输出模块。数字量输入模块、数字量输出模块合称为I/O模块或开关量模块DI/DQ，模拟量输入模块、模拟量输出模块合称为AI/AQ模块。PLC

多可扩展6个信号模块。

信号模块是CPU联系外部现场设备的桥梁。输入模块用来采集与接收各种输入信号，如接收从按钮、开关、继电器等传来的数字量输入信号和各种变送器提供的电压、电流信号，以及热电阻、热电偶等信号。

输出模块用来控制现场的各种控制设备，如接触器、继电器、电磁阀等数字量控制以及调节阀、变频器等模拟量控制。

CPU模块内部工作电压一般是DC 5V，为防止外部的尖峰电压和干扰噪声损害CPU模块，在信号模块中，常用光电隔离或继电器等器件隔离PLC内部电路与外部的输入、输出电路。

4．通信扩展模块

S7-200 SMART PLC可以通过EM DP01通信扩展模块实现PROFIBUS DP通信。

浔之漫智控技术（上海）有限公司

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CPU模块有多种型号，它们提供了各种各样的特征和功能，这些特征和功能可帮助用户针对不同的应用创建有效的解决方案。

S7-200 SMART V2.3 CPU系列包含12种型号，分属2条产品线：紧凑型产品线和标准型产品线。CPU标识符的首字母指示产品线，紧凑型用“C”表示，标准型用“S”表示。标识符的第2个字母指示交流电源／继电器输出（R）或直流电源／直流晶体管（T）。标识符中的数字用于指示板载数字量I/O点数。

新的紧凑型号由小写字符“s”（串行端口）后加I/O点数指示。

1．CPU的外部接线图

CPU SR20 AC/DC/继电器型的外部接线。输入回路一般使用图中标注为①的CPU内置的DC 24V传感器电源，需要去除图中标出的外接DC电源，将输入回路的1M端子与DC 24V传感器电源的M端子连接，将内置的DC 24V电源的L+端子接到外部触点的公共端。

输出回路需按图串接所需的外接电源，一端接负载公共端，一端接L端。

2．CPU集成的工艺功能

S7-200 SMART集成的工艺功能包括高速计数器、高速脉冲输出和PID控制等。

1）高速计数器

SR和ST型CPU的高速计数器（HSC）数量分别为4个和6个。新的CRs型CPU配有4个HSC。

SR/ST30 CPU现已针对HSC4使用高速输入I0.6和I0.7，比其他SR/ST型CPU多1个200kHz计数器。

2）高速脉冲输出