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PLC的基本性能及指标
[正文]:可编程控制器的基本性能可用如下八条予以概括： 5.1工作速度 工作速度是指plc的cpu执行指令的速度及对急需处理的输入信号的响应速度。
工作速度是plc工作的基础。
速度高了，才可能通过运行程序实现控制，才可能不断扩大控制规模，才可能发挥plc的多种多样的作用。
plc的指令是很多的。
不同的plc。
指令的条数也不同。
少的几十条，多的几百条。
指令不同，执行的时间也不同。
但各种plc总有一些基本指令，而且各种的plc都有这些基本指令，故常以执行一条基本指令的时间来衡量这个速度。
这个时间当然越短越好，已从微秒级缩短到零点微秒级。
并随着微处理器技术的进步，这个时间还在缩短。
执行时间短可加快plc对一般输入信号的响应速度。
从讨论plc的工作原理知，从对plc加入输入信号，到plc产生输出，最理想的情况也要延迟一个plc运行程序的周期。
因为plc监测到输入信号，经运行程序后产生的输出，才是对输入信号的响应。
不理想时，还要多延长一个周期。
当输入信号送入plc时，plc的输入刷新正好结束，就是这种情况。
这时，要多等待一个周期，plc的输入映射区才能接受到这个新的输入信号。
对一般的输入信号，这个延迟虽可以接受，但对急需响应的输入信号，就不能接受了。
对急需处理的输人信号延迟多长时间plc能予以响应，要另作要求。
为了处理急需响应的输入信号，plc有种种措施。
不同的plc措施也不完全相同，提高响应速度的效果也不同。
一般的作法是采用输入中断，然后再输出即时刷新，即中断程序运行后，有关的输出点立即刷新，而不等到整个程序运行结束后再刷新。
这个效果可从两个方面来衡量：一是能否对几个输入信号作快速响应；二是快速响应的速度有多快。
多数plc都可对一个或多个输入点作快速响应，快速响应时间仅几个毫秒。
性能高的、大型的plc响应点数更多。
工作速度关系到plc对输入信号的响应速度，是plc对系统控制是否及时的前提。
控制不及时，就不可能准确与可靠，特别是对一些需作快速响应的系统。
这就是把工作速度作为plc第一指标的原因。
5.2控制规模 控制规模代表plc控制能力，看其能对多少输入、输出点及对多少路模拟进行控制。
控制规模与速度有关。
因为规模大了，用户程序也长，执行指令的速度不快，势必延长plc循环的时间，也必然会延长plc对输入信号的响应。
为了避免这个情况，plc的工作速度就要快。
所以，大型plc的工作速度总是比小的要快。
控制规模还与内存区的大小有关。
规模大，用户程序长，要求有更大的用户存储区。
同时点数多，系统的存储器输入、输出的信号区（输入输出继电器区或称输入、输出映射区）也大。
这个区大，相应地内部器件（解释见后）也要增多，这些都要求有更大的系统存储区。
控制规模还与输入、输出电路数有关。
如控制规模为1024点，那就得有1024条i/o电路。
这些电路集成于i/o模块中，而每个模块有多少路的i/o点总是有数的。
所以，规模大，所使用的模块也多。
控制规模还与plc指令系统有关。
规模大的plc指令条数多，指令的功能也强，才能应付对点数多的系统进行控制的需要。
控制规模是对plc其它性能指标起着制约作用的指标；也是plc划分为微、小、中、大和特大型 5.3组成模块 plc的结构虽有箱体及模块式之分，但从质上看，箱体也是模块，只是它集成了更多的功能。
在此，不妨把plc的模块组成当作所有plc的结构性能。
这个性能含义是指某型号plc具有多少种模块，各种模块都有什么规格，并各具什么特点。
一般讲，规模大的plc，档次高的plc模块的种类也多，规格也多，反映它的特点的性能指标也高。
但模块的功能则单一些。
相反，小型plc、档次低的plc模块种类也少，规格也少，指标也低。
但功能则多样些，以至于集成为箱体。
组成plc的模块是plc的硬件基础，只有弄清所选用的plc都具有那些模块及其特点，才能正确选用模块，去组成一台完整的plc，以满足控制系统对plc的要求。
常见的plc模块有： cpu模块，它是plc的硬件核心。
plc的主要性能，如速度、规模都由它的性能来体现。
电源模块，它为plc运行提供内部工作电源，而且，有的还可为输入信号提供电源。
i/o模块，它集成了i/o电路，并依点数及电路类型划分为不同规格的模块。
内存模块，它主要存储用户程序，有的还为系统提供辅加的工作内存。
在结构上内存模块都是附加于cpu模块之中。
底板、机架模块，它为plc各模块的安装提供基板，并为模块间的联系提供总线。
若干底板间的联系有的用接口模块，有的用总线接口。
不同厂家或同一厂家但不同类型的plc都不大相同。
箱体式的小型plc的主箱体就是把上述几种模块集成在一个箱体内的，并依可能提供i/o点数的多少，划分为不同的规格。
箱体式的plc还有i/o扩展箱体，它不含cpu，仅有电源及i/o单元的功能。
扩展箱体也依i/o点数的多少划分有不同的规格。
除上述模块，plc还有特殊的或称智能或称功能模块。
如a/d（模入）模块、d/a（模出）模块、高速计数模块、位控模块、温度模块等等。
这些模块有自己的cpu，可对信号作预处理或后处理，以简化plc的cpu对复杂的程控制量的控制。
智能模块的种类、特性也大不相同，性能好的plc，这些模块种类多，性能也好。
通讯模块，它接人plc后，可使plc与计算机，或plc与plc进行通讯，有的还可实现与其它控制部件，如变频器、温控器通讯，或组成局部网络。
通讯模块代表plc的组网能力，代表着当今plc性能的重要方面。
掌握plc性能，一定要了解它的模块，并通过了解模块的性能，去弄清楚plc的性能。
除了模块，plc还有外部设备。
尽管用plc实现对系统的控制可不用外部设备，配置好合适的模块就行了。
然而，要对plc编程，要监控plc及其所控制的系统的工作状况，以及存储用户程序、打印数据等，就得使用plc的外部设备。
故一种plc的性能如何，与这种plc所具外部设备丰富与否，外部设备好用与否直接相关。
plc的外部设备有四大类： 编程设备：简单的为简易编程器，多只接受助记将编程，个别的也可用图形编程（如日本东芝公司的ex型可编程控制器）。
复杂一点的有图形编程器，可用梯形图语编程。
有的还有专用的计算机，可用其它高级语编程。
编程器除了用于编程，还可对系统作一些设定，以确定plc控制方式，或工作方式。
编程器还可监控plc及plc所控制的系统的工作状况，以进行plc用户程序的调试。
监控设备：小的有数据监视器，可监视数据；大的还可能有图形监视器，可通过画面监视数据。
除了不能改变plc的用户程序，编程器能做的它都能做，是使用plc很好的界面。
性能好的plc，这种外部设备已越来越丰富。
存储设备：它用于永久性地存储用户数据，使用户程序不丢失。
这些设备，如存储卡、存储磁带、软磁盘或只读存储器。
而为实现这些存储，相应的就有存卡器、磁带机、软驱或rom写入器，以及相应的接口部件。
各种plc大体都有这方面的配套设施。
输入输出设备：它用以接收信号或输出信号，便于与plc进行人机对话。
输入的有条码读入器，输入模拟量的电位器等。
输出的有打印机、编程器、监控器虽也可对plc输入信息，从plc输出信息，但输入输出设备实现人机对话更方便，可在现场条件下实现，并便于使用。
随着技术进步，这种设备将更加丰富。
外部设备已发展成为plc系统的不可分割的一个部分。
它的情况，当然是选用plc必须了解的重要方面，所以也应把它列为plc性能的重要内容。
5.4内存容量 plc内存有用户及系统两大部分。
用户内存主要用以存储用户程序，个别的还将其中的一部分划为系统所用。
系统内存是与cpu配置在一起的。
cpu既要具备访问这些内存的能力，还应提供相应的存储介质。
用户内存大小与可存储的用户程序量有关。
内存大，可存储的程序量大，也就可进行更为复杂的控制。
从发展趋势看，内存容量总是在不断增大着。
大型plc的内存容量可达几十k，以至于一百多k。
系统内存对于用户，主要体现在plc能提供多少内部器件。
不同的内部器件占据系统内存的不同区域。
在物理上并无这些器件，仅仅为ram。
但通过运行程序进行使用时，给使用者提供的却实实在在有这些器件。
内存器件种类越多，数量越多，越便于plc进行种种逻辑量及模拟控制。
它也是代表 plc性能的重要指标。
plc内部器件有： i/o继电器，或称映射区。
它与plc所能控制的i/o点数及模拟量的路数直接相关。
内部继电器数，有的称为标志位数，代表着plc的内部继电器数。
它与i/o继电器区相联系着，有时与后者相联系进行处理。
内部继电器多，便于plc建立复杂的时序关系，以实现多种多样的控制要求。
一般讲，内部继电器数比i/o继电器要多得多。
有的内部继电器还可丢电保持，即它的状态（on或off）、plc丢电后，靠内部电池仍予以保持。
再上电后可继续丢电前的状态。
保持继电器可增强plc控制能力，特别对记录故障，故障排除后恢复运行，更显得有用。
定时器，可进行定时控制。
定时值可任意设定。
定时器有多少，设定范围有多大，设定值的分辨率又是多少，这些都代表定时器件的性能。
计数器，可进行计数，到达某设定计数值可发送相应信号。
可进行什么样的计数，计数范围多大，怎么设定，有多少计数器，则是plc计数器性能的代表指标。
数据存储区，用以存储工作数据。
多以字、两字或多字为单位予以使用，是plc进行模拟量控制，或记录数据所必不可少的。
这个存储区的大小代表plc的性能也是越大越好。
趋势也是越来越大。
小型机也如此。
如日本omron公司的cqm1机，其dm区就有6k字。
而过去同是小型机的c60p的dm区才64个字。
大型机的dm可达10k以至几十k。
此外还有其它一些内部器件，了解某plc性能时，也都必须掌握它。
内部器件也是plc指令的操作数，不弄清楚是无法编程的。
5.5指令系统 plc有多少条指令，各条指令又具有什么功能，是了解与使用plc的重要方面。
你不懂plc指令怎么编程，没有程序，plc又怎么工作？ plc的指令越来越多，越来越丰富。
功能很强的指令，综合多种作用的指令日见增多。
plc的指令繁多，但主要的有这么几种类型： 基本逻辑指令，用于处理逻辑关系，以实现逻辑控制。
这类指令不管什么样的plc都总是有的。
数据处理指令，用于处理数据，如译码，编码，传送、移位等等。
数据运算指令，用于进数据的运算，如十、一、x、/等，可进行整形数计算，有的还可浮点数运算；也可进行逻辑量运算，等等。
流程控制指令，用以控制程序运行流程。
plc的用户程序一般是从零地址的指令开始执行，按顺序推进。
但遇到流程控制指令也可作相应改变。
流程控制指令也较多，运用得好，可使程序简练，并便于调试与阅读。
状态监控指令，用以监视及记录plc及其控制系统的工作状态，对提高plc控制系统的工作可靠性大有帮助。
当然，并不是所有的plc都有上述那么多类的指令，也不是有的plc仅有上述几类指令。
以上只是指出几个例子，说明要从哪几个方面了解plc指令，从中也可大致看出指令的多少及功能将怎样影响plc的性能。
除了指令，为进行通讯，plc还有相应的协议与通讯指令或命令，这些也反映了plc的性能。
5.6支持软件 为了便于编制plc程序，多数plc厂家都开发有关计算机支持软件。
从本质上讲，plc所能识别的只是机器语言。
它之所以能使用一些助记符语言、梯形图语言、流程图语言，以至高级语言，全靠为使用这些语言而开发的种种软件。
助记符语言是最基本也是最简单的plc语言。
它类似计算机的汇编语言，plc的指令系统就是用这种语言表达的。
这种语言仅使用文字符号，所使用的编程工具简单，用简易编程器即可。
所以，多数plc都配备有这种语言。
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