1.3　可編程控制器的特點(diǎn)、性能指標(biāo)及分類(lèi)

1．可編程控制器的特點(diǎn)

1　高可靠性

高可靠性是PLC最突出的特點(diǎn)之一。PLC之所以具有高可靠性是因?yàn)樗捎昧宋㈦娮蛹夹g(shù)，大量的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由無(wú)觸點(diǎn)的半導(dǎo)體電路來(lái)完成，另外還采取了屏蔽、濾波、隔離等抗干擾措施。它的平均故障間隔時(shí)間為3萬(wàn)～5萬(wàn)小時(shí)以上。

2　靈活性

過(guò)去，電氣工程師必須為每套設(shè)備配置專(zhuān)用控制裝置。有了可編程控制器，只需編寫(xiě)不同應(yīng)用軟件即可，而且可以用一臺(tái)可編程控制器控制幾臺(tái)操作方式完全不同的設(shè)備。

3　便于改進(jìn)和修正

相對(duì)傳統(tǒng)的電氣控制線(xiàn)路，可編程控制器為改進(jìn)和修訂原設(shè)計(jì)提供了極其方便的手段。以前也許要花費(fèi)幾周的時(shí)間，而用可編程控制器也許只用幾分鐘就可以完成。

4　節(jié)點(diǎn)利用率提高

傳統(tǒng)電路中一個(gè)繼電器只能提供幾個(gè)節(jié)點(diǎn)用于連鎖，在可編程控制器中，一個(gè)輸入中的開(kāi)關(guān)量或程序中的一個(gè)線(xiàn)圈可提供用戶(hù)所需要的任意一個(gè)連鎖節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)在程序中可不受限制地使用。

5　豐富的I/O接口

PLC除了具有計(jì)算機(jī)的基本部分，如CPU、存儲(chǔ)器等以外，還有豐富的I/O接口模塊。對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)（如交流、直流、電壓、電流、開(kāi)關(guān)量、模擬量、脈沖等），都有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件。另外有些PLC還有通信模塊、特殊功能模塊等。

6　模擬調(diào)試

可編程控制器能對(duì)所控功能在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行模擬調(diào)試，縮短現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)試時(shí)間。

7　快速動(dòng)作

傳統(tǒng)繼電器節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)時(shí)間一般需要幾百毫秒，而可編程控制器里的節(jié)點(diǎn)反應(yīng)很快，內(nèi)部是微秒級(jí)的，外部是毫秒級(jí)的。

8　梯形圖及布爾代數(shù)并用

可編程控制器的程序編制可采用電氣技術(shù)人員熟悉的梯形圖方式，也可以采用程序員熟悉的布爾代數(shù)圖形方式。

9　對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行微觀(guān)監(jiān)視

操作人員通過(guò)顯示器上的編程軟件可以觀(guān)測(cè)到所控每一個(gè)節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行情況，隨時(shí)監(jiān)視事故發(fā)生點(diǎn)。

10　體積小、質(zhì)量輕、功耗低

由于采用半導(dǎo)體集成電路，與傳統(tǒng)控制系統(tǒng)相比較，其體積小、質(zhì)量輕、功耗低。

11　編程簡(jiǎn)單、使用方便

PLC采用面向控制過(guò)程、面向問(wèn)題的“自然語(yǔ)言”編程，容易掌握。例如，目前PLC大多數(shù)采用梯形圖語(yǔ)言編程方式，它繼承了傳統(tǒng)控制線(xiàn)路的清晰直觀(guān)感，很容易被技術(shù)人員所接受，易于編程，程序改變時(shí)也易于修改。

當(dāng)然，PLC也并非十全十美，其缺點(diǎn)是價(jià)格還比較高。一般來(lái)說(shuō)，價(jià)格比繼電器控制系統(tǒng)高，比一般單板機(jī)系統(tǒng)也高。

2．可編程控制器的性能指標(biāo)

1　編程語(yǔ)言

PLC常用的編程語(yǔ)言有梯形圖、指令表、流程圖以及某些高級(jí)語(yǔ)言等。目前使用最多的是梯形圖和指令表。

2　I/O總點(diǎn)數(shù)

PLC的輸入和輸出量有開(kāi)關(guān)量和模擬量?jī)煞N。開(kāi)關(guān)量I/O用最大I/O點(diǎn)數(shù)表示，模擬量I/O則用最大I/O通道數(shù)表示。

3　內(nèi)部繼電器的種類(lèi)

內(nèi)部繼電器包括普通繼電器、保持繼電器、特殊繼電器等。

4　用戶(hù)程序存儲(chǔ)量

用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)通過(guò)編程器輸入的用戶(hù)程序，其存儲(chǔ)量通常是以字（word）或字節(jié)（byte）為單位來(lái)計(jì)算的。16位二進(jìn)制數(shù)為一個(gè)字，8位為一個(gè)字節(jié)，每1024個(gè)字節(jié)為1KB。中小型PLC的存儲(chǔ)容量一般在8KB以下，大型PLC的存儲(chǔ)容量有的已達(dá)96KB以上。通常一般的邏輯操作指令每條占一個(gè)字，數(shù)字操作指令占兩個(gè)字。

5　速度

速度用每1024字的掃描時(shí)間來(lái)體現(xiàn)。如20ms/KB，表示掃描1KB的用戶(hù)程序需要的時(shí)間為20ms。

6　工作環(huán)境

一般能在下列條件下工作：溫度0℃～55℃，濕度小于80％。

7　特殊功能

有的PLC還具有某些特殊功能，如自診斷功能、通信聯(lián)網(wǎng)功能、監(jiān)控功能、特殊功能模塊以及遠(yuǎn)程I/O能力等。

3．可編程控制器的分類(lèi)

1　按結(jié)構(gòu)形式分類(lèi)

（1）整體式。整體式PLC是將電源、中央處理器，輸入/輸出部件等集中配置在一起，具有結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、質(zhì)量小、價(jià)格低、I/O點(diǎn)數(shù)固定、使用不靈活的特點(diǎn)，小型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)，如圖1-1所示。

圖1-1　整體式PLC

（2）模塊式。模塊式PLC把PLC的各部分以模塊形式分開(kāi)，如電源模塊、CPU模塊、輸入模塊、輸出模塊等，把這些模塊插在機(jī)架底板上，組裝在一個(gè)機(jī)架內(nèi)。這種結(jié)構(gòu)配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展，一般中型和大型PLC常采用這種結(jié)構(gòu)，如圖1-2所示。

圖1-2　模塊式PLC

2　按輸入、輸出點(diǎn)數(shù)和存儲(chǔ)容量分類(lèi)

（1）小型PLC。小型PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)在256點(diǎn)以下，用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量在2K字以下。

（2）中型PLC。中型PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)在256～2048點(diǎn)之間，用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量一般為2～10K字。

（3）大型PLC。大型PLC輸入、輸出點(diǎn)數(shù)在2048點(diǎn)以上，用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量達(dá)10K字以上。

3　按功能分類(lèi)

（1）低檔PLC。低檔PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能。有的還增設(shè)少量的模擬量處理、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等功能。

（2）中檔PLC。中檔PLC除具有低檔機(jī)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)傳送等功能，可完成既有開(kāi)關(guān)量又有模擬量控制的任務(wù)。

（3）高檔PLC。高檔PLC增設(shè)有帶符號(hào)算術(shù)運(yùn)算及矩陣運(yùn)算等，使運(yùn)算能力更強(qiáng)。還具有模擬調(diào)節(jié)、聯(lián)網(wǎng)通信、監(jiān)視、記錄和打印等功能，使PLC的功能更多更強(qiáng)。能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，構(gòu)成分布式控制系統(tǒng)，成為整個(gè)工廠(chǎng)的自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。