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大型plc一般指i/o点数大于2048点采用双cpu或多cpu（16位或32位）、用户程序存储器的容量为8～16kb或更大的plc。由于其控制点数多，控制功能很强，有很强的计算能力，运行速度很高，不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）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、指数运算和pid运算，还能进行复杂的矩阵计算，工作速度很快，能够带动的输入和输出模块的数量很多，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

plc按结构可以分为整体式和组合式两类。

1）整体式

整体式结构的plc把电源、cpu、存储器、i/o系统紧凑地安装在一个标准机壳内，作为一个整体，构成plc的基本单元。一个基本单元就是一台完整的plc，可以实现各种控制。控制点数不符合需要时，可再连接扩展单元，扩展单元不带cpu。基本单元和若干扩展单元可组成较大的系统。整体式结构的优点是非常紧凑、体积小、成本低、安装方便，其缺点是输入与输出点数有限定的比例。小型plc多为整体式结构。例如西门子公司的s7-200系列和日本三菱公司的fx系列plc即为整体式结构。

组合式

组合式结构的plc是把plc系统的各个组成部分按功能分成若干模块，如cpu模块、输入模块、输出模块、电源模块等，将这些模块插在框架或基板上即可组成一套完整的控制系统。虽然各模块功能比较单一，但模块的种类却日趋丰富。例如，一些plc除了基本的i/o模块外，还有一些特殊功能模块，像温度检测模块、位置检测模块、pid控制模块、通信模块等。组合式结构的plc采用搭积木的方式，通过在一块基板上插上所需模块来组成系统。组合式结构的plc特点是cpu、输入、输出均为独立的模块，模块尺寸统一，安装简便，i/o模块（按点数）选型自由，安装调试、扩展和维修方便。中型机和大型机多为组合式结构，例如，西门子公司的s7-300系列、s7-400系列以及日本三菱公司的q系列plc。组合式plc的构成，模块之间通过底板上的总线相互联系。cpu与各扩展模块之间若通过电缆连接，距离一般不应超过10m。

plc的技术指标包括硬件指标和软件指标。

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1．硬件指标

硬件指标包括一般指标、输入特性和输出特性。

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。

运行速度是指操作处理时间的长短，可以用基本指令执行时间来衡量，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。

2）输入／输出（i/o）点数

i/o点数指输入点数及输出点数之和。i/o点数越多，外部可接入的输入器件和输出器件就越多，控制规模就越大，因此i/o点数是衡量plc规模的指标。国际上流行将i/o总点数在64点及以下的plc称为微型plc；64～256点的称为小型plc；256～2048点的称为中型plc；2048点以上的称为大型plc。

3）扫描速度

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、定时计数信息、模块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 smartplc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s7-200smart 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

s7-200 smartplc主要由cpu模块、信号板、信号模块、通信扩展模块和编程软件组成，各种模块安装在标准din导轨上。

1．cpu模块

s7-200 smartplc的cpu模块将微处理器、集成电源、输入电路和输出电路组合到一个结构紧凑的外壳中，形成功能强大的控制器。

浔之漫智控技术（上海）有限公司（s）

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① 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。

② 端子连接器：外部信号与plc连接的接线端子。

③ 以太网通信端口：用于程序下载和设备组态。

④ 标准din导轨夹片：用来将plc固定在导轨上。

⑤ 以太网状态led（保护盖下方）：link、rx/tx灯指示以太网工作状态。

⑥状态led（run、stop和error）：run指示灯亮表示plc处于运行状态；stop指示灯亮表示plc处于停止状态；error指示灯亮表示系统出现故障，plc停止工作。

⑦ rs485通信端口：用于连接以rs485方式与plc进行通信的设备的接口。

⑧ 可选信号板安装区（标准型）：用于安装信号板或通信板。

⑨ 存储卡读卡器（保护盖下方，标准型）：可以插入micro sd卡，用于下载程序以及plc固件版本的更新。

cpu模块相当于plc的大脑，能根据用户程序逻辑监视输入并更改输出。用户程序可以包含布尔运算、计数、定时、复杂数学运算以及与其他智能设备的通信。