PLC发展至今已经有多种形式,其功能也不尽相同,一般按以下原则进行分类。
1.按结构形式分
按结构形式可以将PLC分为以下两类。
(1)紧凑型PLC
这种PLC的特点是电源、CPU、I/O接口都集成在一个机壳内。如西门子公司的S7-200系列,OMRON公司的C系列,三菱公司的F1、F2、FXO系列,东芝公司的EX20/40系列和AB公司的SLC500等。
(2)模块式PLC
这种PLC的特点是电源模块、CPU模块、开关量I/O模块、模拟量I/O模块等在结构上是相互独立的,可根据实际需要,选择合适的模块,安装在固定的机架(或导轨)上,构成一个完整的PLC系统。例如,西门子公司的S7-300/400系列,OMRON公司的C200H系列,三菱公司的FX2、FX2N. FXON.A系列,AB公司的SLC5/05系列,松下电工的FP3系列等。
2.按I/O点数及内存容量分
按I/O点数及内存容量可将PLC分为以下几类。
(1)小型PLC
小型PLC的I/0点数一般在256点以下,内存容量在4KB以下,一般采用紧凑型结构,以开关量控制为主,还可以连接模拟量I/O及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算,计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通信联网及各种应用指令。适合于单机控制或小型系统的控制。例如,西门子公司的S7-200系列PLC,存储器为2KB,数字量248点模拟量35路。
(2)中型PLC
中型PLC的I/O点数一般不大于2048点,内存容量为2~8KB,采用模块化结构。其I/O处理方式除采用一般PLC通用的扫描处理方式外,还能采用直接处理方式,即在扫描用户程序的过程中,直接读输入,刷新输出。它能连接各种特殊功能模块,通信联网功能更强,指令系统更丰富,扫描速度更快,可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控,比较适合中型或大型控制系统的控制。例如,西门子公司的S7-300系列PLC,存储器为2KB,数字量1024点,模拟量128路,支持PROFIBUS、工业以太网、MPI等网络。
(3)大型PLC
大型PLC的I/O点数在2048点以上,内存容量达到8~16KB,采用模块化结构。软、硬件功能较强,具有较强的自诊断功能、通信联网功能等,它不仅可用于对设备进行直接控制,还可以对多个下一级的可编程序控制器进行监控。不仅能完成较复杂的算术运算,还能进行复杂的矩阵运算。有各种通信联网模块,可以构成三级通信网,实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三个PLC构成表决式系统,使机器的可靠性更高。例如,富士公司的F200系列PLC.存储器为32KB,数字量I/O达3200点;OMRON的CV2000系列PLC,存储器为62KB,数字量I/O达2048点;西门子公司的S7-400系列PLC,存储器为512KB,数字量I/O达12 672点;德国AEG公司的A500系列PLC,存储器为64KB,数字量I/O达5088点。
3.按控制性能分类
可编程序控制器可以分为低档、中档和高档三类。
(1)低档PLC
这类PLC只有基本的控制功能和一般的运算能力,工作速度比较低,、能带的输入和输出模块的数量比较少。如OMRON公司的C60 P等。
(2)中档PLC
这类PLC具有较强的控制功能和运算能力。它不仅能完成一般的逻辑运算,还能完成比较复杂的三角函数、指数和PID运算。工作速度比较快,能带的I/O模块的数量及种类也比较多。如西门子公司的S7-300 PLC。
(3)高档PLC
这类PLC具有强大的控制功能和运算能力。它不仅能完成逻辑运算、三角函数运算、指数运算和PID运算,还能进行复杂的矩阵运算。工作速度很快,能带的I/O模块的数量很多,I/O模块的种类也很全面。这类可编程序控制器可以完成规模很大的控制任务。在联网中一般做主站使用。如西门子公司的S7-400 PLC就属于这一类。
日期和时间数据类型主要包括日期( Date)、日时间(Time_Of_ Day)和日期时间DT( Date_And_Time)数据类型,对于S7 -1500 PLC还支持长日时间LTOD (LTime_Of_Day)、日期长时间LDT (Date_And_LTime)和长日期时间DTL数据类型。
(1)日期
日期Date数据类型在内存中占用16 bit,变量格式为有符号整数格式,变量内容用距离1990年1月1日的天数以整数格式进行表示。常数格式为日期前加D#,例如D#2168 - 12-31表示的日期为2168年12月31日,相应变量的内容为W#16#FF62。表5-11列出了Date数据类型的属性。
表5-11 Date数据类型的属性
Date数据类型的属性
(2)日时间
日时间(Time_Of_Day)数据类型的变量占用一个双字,包含用无符号整数形式表示的从每天0:00开始的ms数。常数表示格式为时间前加DOT#,如DOT#23:59:59. 999=DW#16#05265 87。日时间Time_Of_Day数据类型的数据范围等属性见表5-12。
表5-12 日时间Time_Of_Day数据类型的属性
日时间Time_Of_Day数据类型的属性
(3)长日时间
长日时间LTOD( LTime_Of_Day)数据类型占用2个双字,存储从当天0:00开始的ns数,为无符号整数。表5-13列出了LTOD数据类型的属性。
表5-13 长日时间LTOD数据类型的属性
长日时间LTOD数据类型的属性
(4)日期时间
日期时间DT( Date_And_Time)数据类型存储日期和时间信息,格式为BCD。表5-14列出了DT数据类型的属性。表5-15列出了DT数据类型的结构。
表5-14 日期时间DT数据类型的属性
定时器数据类型主要包括时间( Time)和S5时间(S5Time)数据类型。与S7 - 300/400 PLC相比,S7 - 1500 PLC还支持长时间(LTime)数据类型。
时间( Time)数据类型为32位的IEC定时器类型,内容用毫秒(ms)为单位的双整数表示,可以是正数或负数,表示信息包括天(d)、小时(h)、分钟(m)、秒(s)和毫秒( ms)。表5-8列出了Time数据类型的属性。
表5-8 Time数据类型的属性
Time数据类型的属性
S5时间(S5 Time)数据类型变量为16 bit,其中较高两位未用,接下来的两位为时基信息(00表示0. 01 s,01表示0.1 s,10表示1s,11表示10 s),剩余12位为BCD码格式的时间常数,其范围为0~ 999,如图5-1所示。该格式所表示的时间为时间常数与时基的乘积。S5 Time的常数格式为时间之前加S5T#,例如S5T#16sl00 ms,以时基0.1 s表示的时间常数为161,故对应的变量内容为2#0001 0001 0110 0001。
表5-9列出了S5 Time数据类型的取值范围等属性。
表5-9 S5Time数据类型的属性
S5Time数据类型的属性
S5 Time时间格式
图5-1 S5 Time时间格式
长时间( LTime)数据类型为64位IEC定时器类型,操作数内容以纳秒(ns)为单位的长整数表示,可以是正数或负数。表示信息包括天(d)、小时(h)、分钟(m)、秒(s)、毫秒( ms)、微秒(μS)和纳秒(ns)。常数表示格式为时间前加LT#,如LT#11ns。表5-10列出了LTime数据类型的属性。
表5-10 LTime数据类型的属性