2.1 PLC的分类

PLC的种类很多，各种产品实现的功能、内存容量、控制规模、外形等方面均存在较大的差异。因此，PLC 的分类没有一个严格的统一标准。这里按照结构、I/O 点数、功能和流派进行大致的分类。

1.按照结构分类

PLC按照其硬件的结构形式分为整体式和模块式。

（1）整体式PLC

整体式PLC结构的特点是将PLC的基本部件，如CUP板、输入板、输出板、电源板等紧凑地安装在一个标准的机壳内，构成一个整体，组成PLC的一个基本单元（主机）或扩展单元。基本单元上设有扩展端口，通过扩展电缆与扩展单元相连，配有许多专用的特殊功能的模块，如模拟量输入/输出模块、热电偶模块、热电阻模块、通信模块等，以构成 PLC 不同的配置。整体式结构的PLC体积小，成本低，安装方便。微型和小型PLC一般为整体式结构。如西门子（SIEMENS）的S7-1200、欧姆龙（OMRON）的CP1系列。

（2）模块式PLC

模块式结构的PLC是由一些模块单元组成，如CUP模块、输入模块、输出模块、电源模块和各种功能模块等，将这些模块插在框架上和基板上即可组装而成。各个模块功能独立，外型尺寸统一，可根据需要灵活配置。目前大中型PLC都采用这种方式，如西门子的S7-300和S7-400系列、欧姆龙的CJ和CS系列。

整体式PLC每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，在小型控制系统中一般采用整体式结构。但是模块式PLC的硬件组态方便灵活，I/O点数的多少、输入点数与输出点数的比例、I/O模块的使用等方面的选择余地都比整体式PLC大得多，维修时更换模块、判断故障范围也很方便，因此较复杂的、要求较高的系统一般选用模块式PLC。

2.按I/O点数分类

一般而言，处理I/O点数越多，控制关系就越复杂，用户要求的程序存储器容量越大，要求PLC指令及其他功能比较多，指令执行的过程也比较快。按PLC的输入、输出点数的多少可将PLC分为以下3类。

（1）小型PLC

小型PLC的功能一般以开关量控制为主，小型PLC输入、输出点数一般在256点以下，用户程序存储器容量在4KB左右。现在的高性能小型PLC还具有一定的通信能力和少量的模拟量处理能力。这类PLC的特点是价格低廉、体积小巧，适合控制单台设备和开发机电一体化产品。典型的小型机有西门子（SIEMENS）公司的S7-1200系列、欧姆龙（OMRON）公司的CP1系列、三菱（MITUBISH）公司的FX系列和AB（Allen-Bradley）公司的SLC500系列等整体式PLC产品。

（2）中型PLC

中型PLC的输入、输出总点数在256～2048点之间，用户程序存储器容量达到10KB左右。中型PLC不仅具有开关量和模拟量的控制功能，还具有更强的数字计算能力，它的通信功能和模拟量处理功能更强大，中型机比小型机更丰富，中型机适用于更复杂的逻辑控制系统以及连续生产线的过程控制系统场合。典型的中型机有 SIEMENS 公司的 S7-300 系列、OMRON公司的CJ2系列等模块式PLC产品。

（3）大型PLC

大型PLC总点数在2048点以上，用户程序储存器容量达到16KB以上。大型PLC的性能已经与大型PLC的输入、输出工业控制计算机相当，它具有计算、控制和调节的能力，还具有强大的网络结构和通信联网能力，有些 PLC 还具有冗余能力。它的监视系统采用 CRT显示，能够表示过程的动态流程，记录各种曲线、PID 调节参数等；它配备多种智能板，构成一台多功能系统。这种系统还可以和其他型号的控制器互联，和上位机相联，组成一个集中分散的生产过程和产品质量控制系统。大型机适用于设备自动化控制、过程自动化控制和过程监控系统。典型的大型PLC有SIEMENS公司的S7-1500系列、OMRON公司的CVM1和CS1系列、AB公司的SLC5/05系列等。

3.按功能分类

根据PLC所具有的功能不同，可将PLC分为低档、中档、高档3类。

（1）低档PLC

此类PLC具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断、监控等基本功能，还可有少量模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、通信等功能。低档PLC主要用于逻辑控制、顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。

（2）中档PLC

这类PLC除具有低档PLC的功能外，还具有较强的模拟量输入/输出、算术运算、数据传送和比较、数制转换、远程I/O、子程序、通信联网等功能。有些还可增设中断控制、PID控制等功能，适用于复杂控制系统。

（3）高档PLC

这类PLC除具有中档机的功能外，还增加了带符号算术运算、矩阵运算、位逻辑运算、平方根运算及其他特殊功能函数的运算、制表及表格传送等功能。高档PLC机具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。

4.按流派分类

PLC产品可按地域分成3大流派，分别为美国产品、欧洲产品和日本产品。美国和欧洲的PLC 技术是在相互隔离的情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC 产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。

（1）美国PLC产品

美国是PLC生产大国，有100多家PLC厂商，著名的有AB公司、通用电气（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司、德州仪器（TI）公司、西屋公司等。其中 AB 公司是美国最大的PLC制造商，其产品约占美国PLC市场的一半。

AB公司产品规格齐全、种类丰富，目前主要有5类产品。低端机型为MicroLogix1500，中端小型机型为SLC500，可以支持多种网络，最多可配置到4096个I/O点；中端新贵族机型为CompactLogix，高端主流机型为ControlLogix5000，最多可配置到128k个I/O点，其高端老机型PLC产品是PLC-5系列。该系列为模块式结构，当CPU模块为PLC-5/10、PLC-5/12、PLC-5/15、PLC-5/25 时，属于中型 PLC，I/O 点配置范围为 256～1024 点；当 CPU 模块为PLC-5/11、PLC-5/20、PLC-5/30、PLC-5/40、PLC-5/60、PLC-5/40L、PLC-5/60L时，属于大型PLC，I/O点最多可配置到3072点。该系列中PLC-5/250功能最强，最多可配置到4096个I/O点，具有强大的控制和信息管理功能。大型机PLC-3最多可配置到8096个I/O点。

GE公司的代表产品是小型机GE-1、GE-1/J、GE-1/P等，除GE-1/J外，其他产品均采用模块结构。GE-l用于开关量控制系统，最多可配置到112个I/O点。GE-1/J是更小型化的产品，其I/O点最多可配置到96点。GE-1/P是GE-1的增强型产品，增加了部分功能指令（数据操作指令）、功能模块（A/D、D/A等）、远程I/O功能等，其I/O点最多可配置到168点。中型机GE-Ⅲ，它比GE-1/P增加了中断、故障诊断等功能，最多可配置到400个I/O点。大型机GE-Ⅴ，它比GE-Ⅲ增加了部分数据处理、表格处理、子程序控制等功能，并具有较强的通信功能，最多可配置到2048个I/O点。GE-Ⅵ/P最多可配置到4000个I/O点。

（2）欧州PLC产品

德国的西门子公司、AEG公司、法国的TE（Tyco Electronics）公司都是欧洲著名的PLC制造商。其中西门子的电子产品以性能精良而久负盛名。在中大型 PLC 产品领域与美国的AB公司齐名。

西门子PLC主要产品是S5、S7系列。在S5系列中，S5-90U、S-95U属于微型整体式PLC；S5-100U是小型模块式PLC，最多可配置到256个I/O点；S5-115U是中型PLC，最多可配置到1024个I/O点；S5-115UH是中型机，它是由两台SS－115U组成的双机冗余系统；S5-155U为大型机，最多可配置到4096个I/O点，模拟量可达300多路；SS-155H是大型机，它是由两台S5-155U组成的双机冗余系统。而S7 系列是西门子公司在S5 系列PLC基础上近年推出的新产品，其性能价格比高，其中S7-200系列属于微型PLC、S7-300 系列属于中小型PLC、S7-400系列属于中高性能的大型PLC。

（3）日本PLC产品

日本的小型PLC最具特色，在小型机领域中颇具盛名，某些用欧美的中型机或大型机才能实现的控制，日本的小型机就可以解决。在开发较复杂的控制系统方面明显优于欧美的小型机格外受用户欢迎。日本有许多PLC制造商，如三菱、欧姆龙、松下、富士、日立、东芝等，在世界小型PLC市场上，日本产品约占有70%的份额。

三菱公司的PLC是较早进入中国市场的产品，其小型机F1/F2系列是F系列的升级产品，早期在我国的销量也不小。F1/F2 系列加强了指令系统，增加了特殊功能单元和通信功能，比F系列有了更强的控制能力。继F1/F2系列之后，20世纪80年代末三菱公司又推出了FX系列，在容量、速度、特殊功能、网络功能等方面都有了全面的加强。FX2 系列是在 90 年代开发的整体式高功能小型机，它配有各种通信适配器和特殊功能单元。FX2N 是近几年推出的高功能整体式小型机，它是FX2的换代产品，各种功能都有了全面的提升。近年来，三菱不断推出了满足不同要求的微型PLC，如FXOS、FX1S、FX0N、FX1N及A系列等产品。

三菱公司的大中型机有A系列、QnA系列、Q系列，具有丰富的网络功能，I/O点数可达8192点。其中Q系列具有超小的体积、丰富的机型、灵活的安装方式、双CPU协同处理、多存储器、远程口令等特点，是三菱公司现有PLC中性能最高的PLC产品。

欧姆龙公司的PLC产品，大、中、小、微型规格齐全。微型机以SP系列为代表，其体积极小，速度极快。小型机有P型、H型、CPM1A系列、CPM2A系列、CPM2C、CQM1等。P型机现已被性价比更高的CPM1A系列所取代，CPM2A/2C、CQM1系列内置RS-232C接口和实时时钟，并具有软PID功能，CQM1H是 CQM1的升级产品。中型机有C200H、C200HS、C200HX、C200HG、C200HE、CS1系列。C200H是前些年畅销的高性能中型机，具有配置齐全的I/O模块和功能强大的模块，具有较强的通信和网络功能。C200HS是C200H的升级产品，指令系统更丰富、网络功能更强。C200HX/HG/HE是C200HS的升级产品，有1148个I/O点，其容量是 C200HS的2倍，速度是C200HS的3.75倍，有品种齐全的通信模块，是适应信息化的PLC产品。CS1系列具有中型机的规模、大型机的功能，是一种极具推广价值的新机型。大型机有C1000H、C2000H、CV（CV500/CV1000/CV2000/CVM1）等。C1000H、C2000H可单机或双机热备运行，安装带电插拔模块，C2000H可在线更换I/O模块；CV系列中除CVM1外，均可采用结构化编程，易读、易调试，并具有更强大的通信功能。