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PLC硬件结构分类

集成式PLC

  集成式PLC(也称内置式PLC)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。

 在功能强大的数控系统中，PLC也有使用单独CPU的场合，此类PLC具有独立的电源模块、CPU模块、I/O模块、整体结构与通用型模块式PLC相同，也可以作为独立PLC使用(此类情况不常见);在部分CNC上，也有直接使用通用PLC的情况(如SIEMENS早期的SINUMERIK6、3、8系列CNC，SINUMERIK850、880系列CNC，以及当前的SINUMERIK810D/840D系列CNC均为直接使用PLC的产品)。

  使用单独CPU的集成式PLC，一般通过特殊的接口模块与总线实现CNC与PLC间的数据交换。PLC的其他组成部分均为模块化结构，与通用PLC一样，单个I/O模块的控制点数较少，但可以安装的模块数较多，且输入/输出要求可变，使用较灵活。

  集成式PLC的优点是可以随时通过CNC的操作面板进行程序编辑、调试与状态诊断，在部分系统中还可以进行梯形图的动态显示。

  集成式PLC的使用方法与通用PLC基本相同，但在I/O信号与标志寄存器(也称内部继电器)方面，具有地址固定的CNC与PLC间的内部传送信号;在指令系统方面，具备部分适合于CNC机床控制的特殊功能指令，如刀具自动交换控制用的回转器计数指令、回转器捷径选择指令、“随机换刀”控制指令等。

  由于集成式PLC一般都需要与PLC使用，编程时必须了解系统内部PLC与CNC 之间的信号关系，才能正确使用。

  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E60系列数控系统(见图1-40)，FANUCO系列数控系统，SIEMENS810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(见图1-39)、SIEMENS802D的PP72/48模块、FANUC-0iCI/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/48点输出，FCU6-HRC341/351为64点输入/48点输出，0iCI/O模块为96点输入/48点输出等。但接口模块的规格较少，一般只有1～2种，且I/O的点数与输入/输出的要求固定不变。当I/O点数不足时，需要增加I/O模块进行扩展，PLC通常无特殊功能模块可以供选择。

基本单元加扩展型PLC(见图1-39)是一种由整体结构、固定1/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I/O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，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)，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，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FX;N/FX∶Ne/FX∶N/FX∶N/FX00系列等(见图1-38)。