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 集成式plc

  集成式plc(也称内置式plc，见图1-41)一般作为数控系统(cnc)的功能补充.用于实现数控机床或其他数控设备的辅助机能控制，如：刀具自动交换控制、工作台自动交换控制、冷却的开/关控制、主轴的启动/正反转/停止控制、夹具的自动松/夹、自动上/下料控制等。

  集成式plc是一种将plc与cnc(数控装置)集成于一体的专用plc，通常无独立的电源与cpu，一般不可以单独使用。

  在大多数数控系统中，plc与cnc共用同一cpu，如三菱的ego系列数控系统、fanuco系列数控系统、siemns810系列、802系列数控系统等。

  当plc与cnc共用cpu时，plc的输入/输出通常以i/o接口模块的形式安装在数控系统或者机床上，i/o模块与cpu间通过总线连接，如三菱的fcu6-hrc341/351模块、stemens802d的pp72/48模块、fanuc-oici/o模块均属于这种情况。

  采用集成式结构时，plc接口模块一般都为用途单一的开关量输入/输出模块(有时有少量的模拟量接口)，单个模块的i/o点数通常都较多，如pp72/48i/o模块为72点输入。

基本单元加扩展型plc(见图1-40)是一种由整体结构、固定i/o点数的基本单元、可选择扩展i/o模块构成的小型plc。plc的处理器、存储器、电源、固定数量的输入/输出接口、通信接口等安装于基本单元上。通过基本单元的扩展接口，可以连接扩展i/o模块与功能模块，进行i/o点数与控制功能的扩展。

  与整体式固定lo型plc相比，基本单元加扩展型plc同样具有结构紧凑，体积小。安装简单的特点;但它可以根据设备的i/o点数与控制要求，增加i/o点或功能模块，因此，具有i/o点数可变与功能扩展容易的优点，可以灵活适应控制要求的变化。

  基本单元加扩展型plc与模块化结构plc的主要区别在于：

  ①基本单元加扩展型plc的基本单元本身具有集成、固定点数的i/o点，基本单元可以独立使用。

  ②基本单元、扩展模块自成单元，不需要安装基板(或机架)，因此，在控制要求变化时，可以在原基础上很方便地对plc的配置进行改变。

  ③可以使用功能模块，由于基本单元具有扩展接口，因此可以连接其他功能模块。基本单元加扩展型plc的*大i/o点数通常可以达到256点以上;功能模块的规格与品种也较多，有模拟量输入/输出、位置控制、温度测量与调节、网络通信等。

  这类plc在机电一体化产品中的实际用量*大，大部分生产厂家的小型plc都采用了这种结构形式。如日本mitsubish(三菱)的fxix/fxise/fxex/fxacc系列等。

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plc按硬件的结构形式可分为整体式plc和组合式plc，整体式plc的cpu、存储器、i/o接口安装在同一机体内，其结构紧凑、体积小、价格低，但灵活性较差。组合式plc在硬件上具有较高的灵活性，其模块可以像拼积木一样进行组合，构成不同的控制规模和功能的plc，因此又被称为积木式plc。

  目前，从plc的硬件结构形式上分类，plc可以分为整体式固定i/o型、模块式、基本单元加扩展型、集成式、分布式5种基本结构形式，其特点分别如下。

  (1)整体式(一体式)国定i/o型整体式固定i/o型plc(见图1-38)是一种整体结构、i/o点数固定的小型plc(也称微型plc)。

  整体式固定plc的处理器、存储器、电源、输入/输出接口、通信接口等都安装在基本单元上，i/o点数不能改变，且无i/o扩展模块接口。

  整体式固定i/o型plc的特点是结构紧凑、体积小、安装简单，适用于i/o控制要求固定、点数较少(20~30点)的机电一体化设备或仪器的控制，特别是在产品批量较大时，可以降低生产成本，提高性能价格比。

  作为功能的扩展，此类plc一般可以安装少量的通信接口、显示单元、模拟量输入等微型功能选件，以增加必要的功能。

  整体式固定i/o型plc品种规格较少，比较常用的有日本mitsubish(三菱)的fx：、fxx-10/14/20/30系列、fx：、fxxx系列与koyo(光洋)的sm16/24系列等。

  (2)模块式plc

  模块式plc(见图1-39)是大、中型plc的常用结构。它通常需要使用统一的安装基板(或机架)，plc的部分或者全部单元采用模块化安装的结构形式。专用的安装基板(或机架)除用于安装、固定各plc组成模块外，通常还带有内部连接总线，各组成模块通过内部总线构成整体。

  模块式plc的电源、中央处理器、输入/输出、通信等一般为独立的模块。在部分plc上，也有将电源与中央处理器(包括存储器)、基板进行一体化的结构，但所有其他模块(i/o模块与功能模块)均为独立安装。

  与整体式固定i/o型及基本单元加扩展型plc相比，模块式plc具有如下特点：①全部plc的组成模块均可以由用户自由选择，不受基本单元i/o的限制，plc的配置更灵活。

  ②模块式plc可以连接的i/o点数、功能模块数量众多，容易构成大、中型plc。①模块式plc的i/o模块一般均采用可拆卸的连接端，更换模块时一般不需要进行重新接线，故障诊断、安装调试与维修方便。

  模块式plc的i/o点一般可以达到1024点以上，可以连接各种开关量输入/输出、模拟量输入/输出、位置控制、温度测量与调节、网络通信等功能扩展模块。

  此类plc通常用于复杂机电一体化产品与自动线的控制，绝大部分生产厂家的大、中型plc都采用了这种结构形式，如siemens公司的s7-300/400系列和日本mitsubish(三菱)的q系列等。