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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，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，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。