1.2.2 PLC的分類及性能指標

PLC產品種類繁多，其規格和性能也各不相同。下面從應用的角度，介紹PLC的分類及主要性能指標。

1.PLC的分類

通常根據PLC結構形式的不同、功能的差異和I/O點數的多少等進行分類。

（1）按結構形式分類

根據PLC的結構形式，可將PLC分為整體式、模塊式和疊裝式。

1）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機箱內，具有結構緊湊、體積小、價格低的特點。小型PLC一般采用整體式結構。

整體式PLC由不同I/O點數的基本單元（又稱主機）和擴展單元組成。基本單元內有CPU、I/O接口、與I/O擴展單元相連的擴展口，以及與編程器或EPROM寫入器相連的接口等。擴展單元內只有I/O和電源等。基本單元和擴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，使其功能得以擴展，如FX_2N系列PLC、S7-200系列PLC等。

2）模塊式PLC。模塊式PLC是將PLC各組成部分分別做成若干個單獨的模塊，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由機架和具有各種不同功能的模塊組成。各模塊可直接掛接在機架上，模塊之間則通過背板總線連接起來。

大、中型PLC多采用模塊式結構，如三菱Q系列中的大型PLC。

模塊式PLC的硬件組態方便靈活，I/O點數的多少、I/O點數的比例、I/O模塊的使用等方面的選擇都比整體式PLC多得多，維修時更換模塊、判斷故障范圍也很方便，因此較復雜的、要求較高的系統一般選用模塊式PLC。

3）疊裝式PLC。所謂疊裝式PLC，是指PLC將整體式和模塊式的特點結合起來，充分利用整體式PLC結構緊湊、價格低廉、使用方便的優點，又兼顧到PLC擴展模板使用靈活、功能齊全的特點。疊裝式PLC的CPU、電源、I/O接口等也是各自獨立的模塊，但它們之間是靠電纜進行連接，并且各模塊可以一層層地疊裝。這樣不但系統可以靈活配置，還可做得體積小巧。

（2）按功能分類

根據PLC所具有的功能不同，可將PLC分為低檔、中檔和高檔三類。

1）低檔PLC。低檔PLC主要具有邏輯運算、定時、計數、移位以及自診斷、監控等基本功能，還可有少量模擬量輸入/輸出、算術運算、數據傳送和比較、通信等功能。低檔PLC主要用于邏輯控制、順序控制或少量模擬量控制的單機控制系統。

2）中檔PLC。中檔PLC除具有低檔PLC的功能外，還具有較強的模擬量輸入/輸出、算術運算、數據傳送和比較、數制轉換、遠程I/O、子程序、通信聯網等功能。有些還可增設中斷控制、PID控制等功能，適用于復雜控制系統。

3）高檔PLC。高檔PLC除具有中檔PLC的功能外，還增加了帶符號算術運算、矩陣運算、位邏輯運算、平方根運算及其他特殊功能函數的運算、制表及表格傳送功能等。高檔PLC具有更強的通信聯網功能，可用于大規模過程控制或構成分布式網絡控制系統。

（3）按I/O點數分類

根據PLC的I/O點數的多少，可將PLC分為小型、中型和大型三類。

1）小型PLC：I/O點數小于256點，單CPU。8位或16位處理器，用戶存儲器容量不大于4KB。如FX系列PLC、SR-20/21型PLC。

2）中型PLC：I/O點數為256～2048點，雙CPU，用戶存儲器容量為2～8KB。如SR-400型PLC。

3）大型PLC：I/O點數大于2048點，多CPU，16位或32位處理器，用戶存儲器容量為8～16KB。如S7-400系列PLC。

在實際中，一般PLC功能的強弱與其I/O點數的多少是相互關聯的，PLC的功能越強，其可配置的I/O點數越多。

2.PLC的主要性能指標

（1）存儲容量

存儲容量是指用戶程序存儲器的容量。一般來說，小型PLC的用戶程序存儲器容量為幾千字節，而大型PLC的用戶程序存儲器容量為幾萬字節。

（2）I/O點數

I/O點數是PLC可以接收的輸入信號和輸出信號的總和，是衡量PLC性能的重要指標。I/O點數越多，外部可接的輸入設備和輸出設備就越多，控制規模就越大。

（3）掃描速度

掃描速度是指PLC執行用戶程序的速度，是衡量PLC性能的重要指標。一般以掃描1K字的用戶程序所需的時間來衡量掃描速度，通常以ms/K字為單位。PLC用戶手冊一般給出執行各條指令所用的時間，可以通過比較各種PLC執行相同的操作所用的時間來衡量掃描速度的快慢。

（4）指令的功能與數量

指令功能的強弱、數量的多少也是衡量PLC性能的重要指標。編程指令的功能越強、數量越多，PLC的處理能力和控制能力也越強，用戶編程也越簡單和方便，越容易完成復雜的控制任務。

（5）內部元件的種類與數量

在編制PLC程序時，需要用到大量的內部元件來存放變量、中間結果、保持數據、定時計數、模塊設置和各種標志位信息。這些元件的種類與數量越多，表示PLC的存儲和處理各種信息的能力越強。

（6）特殊功能單元

特殊功能單元種類的多少與功能的強弱是衡量PLC產品的一個重要指標。近年來，各PLC廠商非常重視特殊功能單元的開發，特殊功能單元種類日益增多，功能越來越強，使PLC的控制功能日益增強。

（7）可擴展能力

PLC的可擴展能力包括I/O點數的擴展、存儲容量的擴展、聯網功能的擴展、各種功能模塊的擴展等。在選擇PLC時，經常需要考慮PLC的可擴展能力。