可编程控制器的分类与特点

在PLC大规模应用于工业控制的今天，PLC也发展出了多种样式。目前，对PLC的分类主要根据其结构形式的不同和I／O点的数量来划分。在结构上，现在PLC分为一体式PLC和模块式PLC；按I／O点的数量多少，PLC可分为微型机、小型机、中型机和大型机。

（1）按照结构形式分类

1）一体式PLC。一体式PLC是指电源、CPU、I／O点及通信端口整合为一体的PLC，具有体积紧凑，体积小，价格低廉等特点。此类PLC具有一定的扩展能力，多作为小型成套设备或者作为复杂工业控制网络末端的控制器。目前市场上常见的一体式PLC包括欧姆龙CP1系列，三菱FX1N系列和西门子S7-200系列等。外观如图1-1所示。

图1-1 一体式PLC示例

2）模块式PLC。模块式PLC是指将PLC各部分分成若干模块。一般一个完整的PLC系统是由CPU模块、I／O模块、电源模块（有的含在CPU模块中）以及各种功能模块组成。模块式PLC的特点是配置灵活，扩展能力强，可以根据现场和系统扩展的需要选择各种功能模块，组成不同规模的PLC系统，一般应用于大型设备，工厂生产线等需要较多I／O点或者需要组成较为复杂的工业控制网络的场合。欧姆龙的CJ2系列，三菱的Q系列和西门子的S7-300／400系列是市场上比较常见的模块式PLC。具体外观如图1-2所示。

图1-2 模块式PLC示例

（2）按照I／O点数分类

1）微型机。在一些功能要求简单（如简单的逻辑控制、定时、计数功能）、I／O点数少（如点数为十几个点）、费用要求低的场合，传统的继电器仍占据较大的市场，而早中期的PLC产品很难顾及该类场合。(www.xing528.com)

20世纪90年代中期以来，在PLC中出现了一类I／O点数只有十几个点的微型系列产品，其中一部分带HMI（Human Machine Interface，即人机操作界面，又称可编程终端）的称为带HMI的微型PLC。几乎所有著名的PLC厂家均推出了此类产品，如日本的欧姆龙公司、和泉公司，德国西门子公司，美国罗克韦尔公司、法国施耐德TE公司等。具体微型机功能如图1-3所示。

微型机均为一体机，一个微型机主机上有十几个I／O点，只用作逻辑控制场合，一般没有通信和模拟量功能。通过扩展，微型机可以控制几十个I／O点，用户程序容量在1K字以下。微型机外观如图1-4所示。

图1-3 微型PLC替换图

图1-4 欧姆龙ZEN系列微型PLC

2）小型机。小型机为目前市场上应用最多的机型，其体积小，集多种功能于一体，有一定的扩展能力，满足大多数小型设备的控制要求。小型机均为一体机，单体一般有几十个I／O点，可以通过扩展支持通信和模拟量功能，最大可以控制几百个I／O点，用户程序最大可以到20K字。

3）中型机。中型机均为模块式PLC，其控制扩展I／O模块，可以控制上千个I／O点，并支持多种复杂通信网络和扩展多种特殊功能模块。用户程序最多可以达到几百K字。

4）大型机。大型机和中型机一样，均为模块式PLC，通过扩展I／O模块可以控制上万点甚至几万点，用户程序最多可以达到上千K字。由于大型机应用的场合很多都是火力发电站，供水设施等关键部门，所以在控制点数众多的基础上，大型机更进一步加强了可靠性。不仅在制造工艺上更加严格，更在系统上设计了双机热备功能。一个PLC系统拥有两套电源和CPU主机，当一个CPU或者电源出现故障时，系统可以自动切换到备用CPU或者电源，并做出报警。可以在不断电的情况下进行相应模块的插拔和替换，从而保证关键部门不间断地正常工作。