任务二 可编程序控制器的分类及应用

随着计算机技术、电子技术、通信技术的飞速发展，目前，PLC种类繁多，型号各异。PLC一般可按容量、结构形式及功能进行分类。

一、可编程序控制器的分类

1.按容量分类

PLC的容量主要是指PLC的输入/输出（I/O）点数。按I/O总点数可分为小型、中型和大型三类。

1）小型PLC

小型PLC的I/O点数为256点以下，其中I/O点数小于64点的为超小型或微型PLC。

2）中型PLC

I/O点数在256～2048点之间的为中型PLC。

3）大型PLC

I/O点数超过2048点的为大型PLC，其中I/O点数超过8192点的为超大型PLC。

这种分类界限并不是固定不变的，它会随着PLC的后期发展而变化。

2.按结构形式分类

按结构形式的不同，PLC主要可分为模块式和整体式。

1）模块式PLC

模块式结构的PLC由一些标准模块单元组成，如电源模块、输入模块、输出模块、CPU模块等。其配置很灵活，装配方便，利于扩展和维修。模块式PLC由用户自行选择所需要的模块，安插在机架或基板上。目前，小型、中型及大型的PLC常采用这种模块化结构。

2）整体式PLC

整体式结构又称为箱式结构，它的特点是将电源模块、CPU模块、输入模块及输出模块等基本部件紧凑地安装在一个机箱内，构成一个整体，组成一个基本单元（主机）或扩展单元。各单元的输入点与输出点的比例是固定的，有的PLC有全输入型和全输出型的扩展单元。这种机构的体积很小，成本较低，安装也方便，微型PLC采用这种结构形式的比较多。

3.按功能分类

按功能不同，PLC可以分为低档、中档及高档三类。

1）低档机

低档机通常具有逻辑运算、计时、计数、移位、自诊断、监控等基本功能，还可能具有少量的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送与比较、远程I/O、通信等功能。

2）中档机

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、数据传送与比较、数据转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能，另外还可能增设中端控制、PID控制等功能。

3）高档机

除具有中档机的功能外，还有符号运算（32位双精度加、减、乘、除及比较）、矩阵运算、位逻辑运算（置位、清除、右移、左移）、平方根运算及其他特殊功能函数的运算，以及表格传送及表格功能等。另外，高档机还具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制，构成全PLC的分布式控制系统或整个工厂的自动化网络。

二、可编程序控制器的应用

目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、化工、电力、石油、汽车、建材、交通运输、环保等各个行业，同时在冶金、化工、锅炉控制等场合都有非常广泛的应用。

随着PLC功能的日益完善，以及性价比的不断提高，PLC的应用大致可以分为以下几类。

1）开关量逻辑控制

开关量逻辑控制有时又称为顺序控制，这是PLC最基本、也是目前应用最广泛的领域，它取代了传统的继电-接触器控制电路，能够实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线，如磨床、电镀流水线等，也可广泛用于各种机械、机器人、电梯等。

2）运动控制

PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。目前PLC制造商已提供了拖动步进电动机或伺服电动机的单轴或多轴位置控制模块。在多数情况下，PLC把描述目标位置的数据送给模块，模块移动一轴或数轴到目标位置，当每个轴移动时，位置控制模块保持适当的速度和加速度，确保运动平滑。

3）过程控制

过程控制是指对温度、压力、流量等连续变化模拟量的闭环控制，所以有时又称为闭环过程控制。PLC通过模拟量I/O模块，实现模拟量和数字量之间的A/D、D/A转换，并对模拟量进行闭环PID控制。当控制过程中某个变量出现偏差时，PID控制算法会计算出正确的输出，把变量保持在设定值上。PID算法一旦适应了工艺，就会不管工艺的混乱而保持设定值。

4）数据处理

现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以通过通信接口传送到其他智能装置上。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统，也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。

5）通信联网

PLC的通信包括PLC相互之间、PLC与上位机、PLC与其他智能设备之间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，以满足工厂自动化系统发展的需要。