1.1 PLC的种类

1.1.1 按结构形式分类

PLC按结构形式分类可分为整体式PLC、组合式PLC和叠装式PLC。

1 整体式PLC

图1-1为常见整体式PLC的实物图。

划重点

PLC是可编程序控制器的英文缩写，是一种将计算机技术与继电器控制技术结合起来的现代化自动控制装置，广泛应用于农业、机床、建筑、电力、化工、交通运输等行业中。

整体式PLC是将CPU、I/O接口、存储器、电源等部分固定在一块或几块印制电路板上，当控制点数不符合要求时，可连接扩展单元，以实现较多点数的控制，体积小巧。目前，小型、超小型PLC多采用这种结构形式。

2 组合式PLC

组合式PLC的CPU、I/O接口、存储器、电源等部分以模块形式按一定规则组合配置而成，也称模块式PLC，可以根据实际需要灵活配置。

组合式PLC的实物图如图1-2所示。目前，中型或大型PLC多采用这种结构形式。

3 叠装式PLC

叠装式PLC是一种集合整体式PLC的结构紧凑、体积小巧和组合式PLC的I/O点数搭配灵活于一体的PLC，如图1-3所示。

划重点

叠装式PLC是将CPU（CPU和I/O接口）独立出来作为基本单元，其他模块为I/O模块扩展单元，各单元可一层一层地叠装，连接时，使用电缆进行单元之间的连接即可。

1.1.2 按I/O点数分类

I/O点数是指PLC可接入外部信号的数量（可接入的输入信号、输出信号的总数量）。I点数是指PLC可接入输入信号的数量。O点数是指PLC可接入输出信号的数量。

PLC根据I/O点数的不同可分为小型PLC、中型PLC和大型PLC。

1 小型PLC

图1-4为常见小型PLC的实物图。

划重点

小型PLC是指I/O点数在24～256之间的小规模PLC，一般用于单机控制或小型系统的控制。

2 中型PLC

图1-5为常见中型PLC的实物图。

中型PLC的I/O点数一般在256～2048之间，不仅可对设备进行直接控制，还可对下一级的多个可编程序控制器进行监控，一般用于中型或大型系统的控制。

3 大型PLC

图1-6为常见大型PLC的实物图。

划重点

大型PLC的I/O点数一般在2048以上，能够进行复杂的算数运算和矩阵运算，可对设备进行直接控制，同时还可对下一级的多个可编程序控制器进行监控，一般用于大型系统的控制。

1.1.3 按功能分类

PLC按功能分类可分为低档PLC、中档PLC和高档PLC。

1 低档PLC

具有简单的逻辑运算、定时、计算、监控、数据传送、通信等基本控制功能和运算功能的PLC被称为低档PLC，如图1-7所示。

低档PLC的工作速度较低，能带动I/O模块的数量较少。

2 中档PLC

图1-8为常见中档PLC的实物图。

划重点

中档PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的控制功能和运算能力，如比较复杂的三角函数、指数和PID运算等，以及远程I/O、通信联网等功能，工作速度较快，能带动I/O模块的数量较多。

3 高档PLC

图1-9为常见高档PLC的实物图。

高档PLC除具有中档PLC的功能外，还具有更为强大的控制功能、运算功能和联网功能，如矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他特殊功能函数运算等，工作速度很快，能带动I/O模块的数量很多。

1.1.4 按生产厂家分类

目前，PLC被大范围采用，生产厂家不断涌现，推出的产品种类繁多，功能各具特色。其中，美国的AB公司、通用电气公司，德国的西门子公司，法国的TE公司，日本的欧姆龙、三菱、松下、富士等公司是目前市场上主流且极具代表性的PLC生产厂家。

1 三菱PLC

图1-10为常见三菱PLC系列产品实物图。

划重点

市场上，三菱PLC常见的系列产品主要有FR-FX_1N、FR-FX_1S、FR-FX_2N、FR-FX_3U、FR-FX_2NC、FR-A、FR-Q等。

三菱FX_2N系列PLC属于超小型PLC，是FX家族中较先进的系列，处理速度快，在基本单元上连接扩展单元或扩展模块，可进行16～256点的灵活输入/输出组合，为工厂自动化应用提供最大的灵活性和控制能力。

多说两句

三菱FX_1S系列PLC属于集成型小型单元式PLC。

三菱Q系列PLC是三菱公司A系列的升级产品，属于中、大型PLC，采用模块化的结构形式，组成与规模灵活可变，最大输入、输出点数可达4096点；最大程序存储器容量可达252KB，采用扩展存储器后可以达到32MB；基本指令的处理速度可以达到34ns；整个系统的处理速度得到很大提升；多个CPU模块可以在同一基板上安装，CPU模块之间可以通过自动刷新进行定期通信，或者通过特殊指令进行瞬时通信。三菱Q系列PLC广泛应用于各种中、大型复杂机械，自动生产线的控制系统中。

2 西门子PLC

图1-11为常见西门子PLC系列产品实物图。

西门子公司的可编程序控制器S5系列产品在中国的推广较早，在很多工业生产自动化控制领域都曾有过经典应用。西门子公司还开发了一些起标准示范作用的硬件和软件。从某种意义上说，西门子系列PLC决定了现代可编程序控制器的发展方向。

划重点

目前，市场上的西门子PLC主要为西门子S7系列产品，包括小型PLC S7-200、中型PLC S7-300和大型PLC S7-400、S7-1500。

多说两句！

西门子PLC的主要功能特点：

①采用模块化紧凑设计，可按积木式结构进行系统配置，功能扩展非常灵活方便；

②可以极快的速度处理自动化控制任务，S7-200 PLC和S7-300 PLC的扫描速度为0.37μs；

③具有很强的网络功能，可以将多个PLC按照工艺或控制方式连接成工业网络，构成多级完整的生产控制系统，既可实现总线联网，也可实现点到点通信；

④在软件方面，允许在Windows操作平台下使用相关的程序软件包、标准的办公室软件和工业通信网络软件，可识别C++等高级语言；

⑤编程工具更为开放，可用普通计算机或便携式计算机编程。

3 欧姆龙PLC

图1-12为常见欧姆龙PLC系列产品实物图。

划重点

欧姆龙公司的PLC较早地进入了中国市场，开发了最大I/O点数为140点的C20P、C20等微型PLC，最大I/O点数为2048点的C2000H等大型PLC，广泛应用于自动化系统中。

多说两句！

欧姆龙公司对PLC及其软件的开发有自己的特殊风格。例如，C2000H大型PLC将系统存储器、用户存储器、数据存储器和实际的输入/输出接口、功能模块等统一按绝对地址形式组合，把数据存储和电器控制使用的术语合二为一，命名数据区为I/O继电器、内部负载继电器、保持继电器、专用继电器、定时器/计数器。

4 松下PLC

图1-13为常见松下PLC系列产品实物图。

划重点

松下PLC是目前国内比较常见的PLC 产品之一，功能完善、性价比高，常用的有小型FP-X、FP0、FP1、FP∑、FP-e系列，中型FP2、FP2SH、FP3、FP10SH系列，以及大型FP5、FP10、FP20系列等。

多说两句！

①松下FP1系列PLC有C14、C16、C24、C40、C56、C72等多种规格的产品。虽然是小型机，但性价比很高，比较适合中小型企业。

FP1系列PLC的硬件配置除主机外，还可加I/O 扩展模块、A/D（模/数转换）模块、D/A（数/模转换）模块等智能单元，最多可配置几百点，机内的高速计数器可输入频率高达10kHz的脉冲，并可同时输入两路脉冲，还可输出可调的频率脉冲信号（晶体管输出型）。

FP1系列PLC有190多条功能指令，除可进行基本逻辑运算外，还可进行加（+）、减（-）、乘（×）、除（÷）四则运算，有8bit、16bit和32bit数字处理功能，并能进行多种码制的变换；具有中断程序调用、凸轮控制、高速计数、字符打印、步进等特殊功能指令。

FP1系列PLC监控功能很强，可实现梯形图监控、列表继电器监控、动态时序图监控（可同时监控16个I/O 点的时序），具有几十条监控命令、多种监控方式，监控指令和监控结果可用日语、英语、德语和意大利语四种语言显示。

②松下FP∑系列PLC的机身小巧、使用简便，采用通信模块插件大幅增强了通信功能，可以实现最大100kHz的位置控制；具有数据备份功能，可以对数据寄存器进行完全备份，日历、时钟的数据也能由电池备份，I/O注释可以与程序一同写入，大幅提高了系统的保存性；具有高速、丰富的实数运算功能，实现了PID的控制指令，可以进行自动调整，实现简便、高性能的控制；为了防止出厂后意外改写程序或保护原始程序不被窃取，可以设置密码功能。

③松下FP2/FP2SH系列PLC。FP2系列PLC有FP2-C1、FP2-C1D、FP2-C1SL、FP2-C1A 等型号的产品，外形结构紧凑，保持了中规模PLC的功能，能够进行模拟量控制、联网和位置控制，集多种功能于一体，具有优良的性能价格比，I/O 点数最大为768点，扩展结构最大为1600点，使用远程I/O点数最大为2048点；CPU单元配有一个RS-232编程口，可直接与人机界面相连；带有一个用于远程监控和通过调制解调器进行维护的高级通信接口。

FP2SH系列PLC的扫描时间为1ms/20k步（步指程序的步数，通过步数显示程序容量），实现了超高速处理，程序容量最大为120k步（可理解为存储程序的步数），具有足够的程序容量；配备小型PC卡，可用于程序备份或用作扩展数据内存，可充分对应中等规模的控制；内置注释和日历定时器功能。

④松下FP3/FP10SH系列PLC。FP10SH是FP3系列PLC的升级代换产品，具有如下特点：高速CPU；最多可控制的I/O点数为2048点；可利用中继功能执行高优先级的中断程序；编程器可在程序中插入注释，便于后期的检查与调试；具有高精度定时功能/日历功能；具备16k步的大程序容量；288条方便指令功能；EEPROM 写入功能；网络的连接及安装十分简便。