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仅能完成较复杂的算术运算,还能进行复杂的矩阵运算。大型PLC不仅可用于对设备直接控制,还可以对多个下一级的PLC进行监控,组成一个集散的生产过程控制系统。大型PLC适用于设备自动化过程、过程自动化控制和过程监控系统。西门子公司的S7-400系列、日本OMRON公司的CVM1和CS1系列、日本三菱公司的Q系列的部分机型均属于大型PLC。
2.按PLC的控制性能分类
PLC按控制性能可以分为低档机、中档机和高档机。
1)低档机
这类PLC具有基本的控制功能和一般的运算能力,工作速度比较低,支持的输入和输出模块的数量和种类比较少。这类PLC只适合小规模的简单控制,在联网中一般适合作为从站使用。例如,西门子公司的S7-200系列就属于这一类。
2)中档机
这类PLC具有较强的控制功能和较强的运算能力,不仅能完成一般的逻辑运算,也能完成比较复杂的三角函数运算、指数运算和PID运算,工作速度比较快,支持的输入和输出模块的数量比较多,输入和输出模块的种类也比较多。这类PLC不仅能完成小规模的控制任务,也可以完成较大规模的控制任务,在联网中既可以作为从站使用,也可以作为主站使用。例如,西门子公司的S7-300系列就属于这一类。
3)高档机
这类PLC具有强大的控制功能和强大的运算能力,不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数
数量很多,种类全面。这类PLC不仅能完成中等规模的控制任务,也可以完成规模很大的控制任务,在联网中一般作为主站使用。例如,西门子公司的S7-400系列就属于这一类。
3.按PLC的结构分类一般指标主要体现在环境温度、环境湿度、抗振、抗冲击、抗噪声、抗干扰和耐压等性能上。
输入特性主要体现在输入电路的隔离程度、输入灵敏度、响应时间和所需电源等性能上。
输出特性主要体现在回路构成(这里指的是继电器输出、晶体管输出或晶闸管输出)、回路隔离、*大负载、*小负载、响应时间和外部电源等性能上。
2.软件指标
软件指标主要包括程序容量、编程语言、通信功能、运行速度、指令类型、元件种类和数量等。
程序容量是指PLC的内存和外存的大小,一般从几千字节到几兆字节。存储器的类型一般为RAM、EPROM和EEPROM。
编程语言是指PLC用来编制用户程序的语言。PLC可以使用的编程语言很多,有梯形图、语句表、顺序功能图和功能块图等。每多一种编程语言都会使编制用户程序更快捷、更方便。
通信功能是指PLC是否具有通信能力以及具有何种通信能力。一般可分为远程I/O通信、计算机通信、点到点通信、高速总线、MAP网等。当前,通信能力是衡量PLC性能的一项主要指标。
行时间来衡量,时间越短越好,一般在微秒级以下。指令的功能越强,说明PLC的性能越佳。
元件种类和数量的多少不仅反映了PLC的性能,也说明了PLC的规模。I/O元件的数量说明了PLC的输入输出能力;I/O元件的种类(直流、交流、模拟量、高速计数、定位、PID)多少,说明了PLC性能的高低。
3.主要性能指标介绍
1)存储容量
这里的存储容量指用户程序存储器的容量。存储容量决定了PLC可以容纳的用户程序的大小,一般以字节为单位计算。每1024字节为1KB。中、小型PLC的存储容量一般在8KB以下,大型PLC的存储容量可达到256KB~2MB。也有的PLC用存放用户程序指令的条数来表示容量,一般中、小型的PLC存储指令的条数为2000条。扫描速度是指PLC执行程序的速度。一般以执行1KB所用的时间来衡量扫描速度。不同功能的指令执行速度差别较大,目前也有以布尔指令的执行速度来表征PLC工作的快慢。有些品牌的PLC在用户手册中给出执行各种指令所用的时间,可以通过比较各种PLC执行类似操作所用的时间来衡量PLC工作速度的快慢。
4)指令的功能和数量
指令功能的强弱及数量的多少体现了PLC能力的强弱。一般来说编程指令种类及条数越多,处理能力、控制能力就越强,用户程序的编制也就越容易。
5)内部元件的种类及数量
在编制程序时,需要用到大量的内部元件来存储变量、中间结果、定时计
设置参数及各种标志位等。这类元件的种类及数量越多,表示PLC的信息处理能力越强。
6)智能单元的数量
为了完成一些特殊的控制任务,PLC厂商都为自己的产品设计了专用的智能单元,如模拟量控制单元、定位控制单元、速度控制单元以及通信工作单元等。智能单元种类的多少和功能的强弱是衡量PLC产品水平高低的重要指标。
7)扩展能力
PLC的扩展能力含I/O点数的扩展、存储容量的扩展、联网功能的扩展及各种模块的连接扩展等。绝大部分PLC可以用I/O扩展单元进行I/O点数的扩展;有的PLC可以使用各种功能模块进行扩展。但PLC的扩展功能总是有限制的。
在了解了PLC的各种指标后,就可以根据具体控制工程的要求,从众多PLC中选取合适的产品了。
1.2 S7-200 SMART PLC的硬件
S7-200 SMART PLC是西门子公司在S7-200的基础上发展起来的小型PLC。它具有紧凑的设计、良好的扩展性、灵活的组态及功能强大的指令系统,提供了控制各种设备以满足自动化需要的灵活性和强大功能,可为各种控制应用提供完美的解决方案。本节主要介绍S7-200 SMART PLC的硬件结构、CPU模块、信号板、信号模块及集成的PROFINET接口。
1.2.1 S7-200 SMART PLC简介 I/O的LED:输入指示灯亮,表示有输入信号接入PLC;输出指示灯亮,表示有输出信号驱动外部设备。