1.3　可编程控制器的特点、性能指标及分类

1．可编程控制器的特点

1　高可靠性

高可靠性是PLC最突出的特点之一。PLC之所以具有高可靠性是因为它采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路来完成，另外还采取了屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施。它的平均故障间隔时间为3万～5万小时以上。

2　灵活性

过去，电气工程师必须为每套设备配置专用控制装置。有了可编程控制器，只需编写不同应用软件即可，而且可以用一台可编程控制器控制几台操作方式完全不同的设备。

3　便于改进和修正

相对传统的电气控制线路，可编程控制器为改进和修订原设计提供了极其方便的手段。以前也许要花费几周的时间，而用可编程控制器也许只用几分钟就可以完成。

4　节点利用率提高

传统电路中一个继电器只能提供几个节点用于连锁，在可编程控制器中，一个输入中的开关量或程序中的一个线圈可提供用户所需要的任意一个连锁节点，节点在程序中可不受限制地使用。

5　丰富的I/O接口

PLC除了具有计算机的基本部分，如CPU、存储器等以外，还有丰富的I/O接口模块。对不同的工业现场信号（如交流、直流、电压、电流、开关量、模拟量、脉冲等），都有相应的I/O模块与工业现场的器件。另外有些PLC还有通信模块、特殊功能模块等。

6　模拟调试

可编程控制器能对所控功能在实验室内进行模拟调试，缩短现场的调试时间。

7　快速动作

传统继电器节点的响应时间一般需要几百毫秒，而可编程控制器里的节点反应很快，内部是微秒级的，外部是毫秒级的。

8　梯形图及布尔代数并用

可编程控制器的程序编制可采用电气技术人员熟悉的梯形图方式，也可以采用程序员熟悉的布尔代数图形方式。

9　对现场进行微观监视

操作人员通过显示器上的编程软件可以观测到所控每一个节点的运行情况，随时监视事故发生点。

10　体积小、质量轻、功耗低

由于采用半导体集成电路，与传统控制系统相比较，其体积小、质量轻、功耗低。

11　编程简单、使用方便

PLC采用面向控制过程、面向问题的“自然语言”编程，容易掌握。例如，目前PLC大多数采用梯形图语言编程方式，它继承了传统控制线路的清晰直观感，很容易被技术人员所接受，易于编程，程序改变时也易于修改。

当然，PLC也并非十全十美，其缺点是价格还比较高。一般来说，价格比继电器控制系统高，比一般单板机系统也高。

2．可编程控制器的性能指标

1　编程语言

PLC常用的编程语言有梯形图、指令表、流程图以及某些高级语言等。目前使用最多的是梯形图和指令表。

2　I/O总点数

PLC的输入和输出量有开关量和模拟量两种。开关量I/O用最大I/O点数表示，模拟量I/O则用最大I/O通道数表示。

3　内部继电器的种类

内部继电器包括普通继电器、保持继电器、特殊继电器等。

4　用户程序存储量

用户程序存储器用于存储通过编程器输入的用户程序，其存储量通常是以字（word）或字节（byte）为单位来计算的。16位二进制数为一个字，8位为一个字节，每1024个字节为1KB。中小型PLC的存储容量一般在8KB以下，大型PLC的存储容量有的已达96KB以上。通常一般的逻辑操作指令每条占一个字，数字操作指令占两个字。

5　速度

速度用每1024字的扫描时间来体现。如20ms/KB，表示扫描1KB的用户程序需要的时间为20ms。

6　工作环境

一般能在下列条件下工作：温度0℃～55℃，湿度小于80％。

7　特殊功能

有的PLC还具有某些特殊功能，如自诊断功能、通信联网功能、监控功能、特殊功能模块以及远程I/O能力等。

3．可编程控制器的分类

1　按结构形式分类

（1）整体式。整体式PLC是将电源、中央处理器，输入/输出部件等集中配置在一起，具有结构紧凑、体积小、质量小、价格低、I/O点数固定、使用不灵活的特点，小型PLC常采用这种结构，如图1-1所示。

图1-1　整体式PLC

（2）模块式。模块式PLC把PLC的各部分以模块形式分开，如电源模块、CPU模块、输入模块、输出模块等，把这些模块插在机架底板上，组装在一个机架内。这种结构配置灵活，装配方便，便于扩展，一般中型和大型PLC常采用这种结构，如图1-2所示。

图1-2　模块式PLC

2　按输入、输出点数和存储容量分类

（1）小型PLC。小型PLC输入、输出点数在256点以下，用户程序存储容量在2K字以下。

（2）中型PLC。中型PLC输入、输出点数在256～2048点之间，用户程序存储容量一般为2～10K字。

（3）大型PLC。大型PLC输入、输出点数在2048点以上，用户程序存储容量达10K字以上。

3　按功能分类

（1）低档PLC。低档PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能。有的还增设少量的模拟量处理、算术运算、数据传送等功能。

（2）中档PLC。中档PLC除具有低档机的功能外，还具有较强的模拟量输入、输出、算术运算、数据传送等功能，可完成既有开关量又有模拟量控制的任务。

（3）高档PLC。高档PLC增设有带符号算术运算及矩阵运算等，使运算能力更强。还具有模拟调节、联网通信、监视、记录和打印等功能，使PLC的功能更多更强。能进行远程控制，构成分布式控制系统，成为整个工厂的自动化网络。