PLC的基本性能指标

PLC的基本性能指标2012-02-21 来源：本站可编程控制器的基本性能可用如下八条予以概括：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PLC之家执行时间短可加快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 www.PLC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，它包括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都配备有这种语言梯形图语言是图形语言，它用类似于继电器电路图的符号表达PLC实现控制的 逻辑关系这种语言与符号语言有对应关系，很容易互相转换，并便于电气工程 师了解与熟悉，故用得很普遍，几乎所有的PLC都开发有这种语言由于它是用 图形表达，小的编程器不好使用它，得有较大的液晶画面的编程器，才能使用它 多数是在计算机对 PLC 编程时，才使用这种语言流程图语言，它也是图形语言，不过所用的符号不与电气元件符号相似，而与 计算机用的流程图符号相似，便干计算机工作人员了解与熟悉流程图语言与符 号语言也有一一对应关系，只是它对应的符号语言与梯形图的对应不一样熟悉 计算机而又未从事过一般电气工作的人员，乐于用这种语言对 PLC 编程日本 OMRON公司开发的F系列机就是使用这种语言梯形图与流程图混合语言这种语言，梯形图与流程图两者兼用，可使PLC程 序结构化它用流程图把 PLC 程序划分成若干结构块，并规范块间的逻辑联系 用梯形图再确定块中的种种量间的逻辑关系这种混合语言有不同的实现方法， 而且多用于大型的PLC的编程高级语言，PLC编程也可以使用高级语言，如BASIC、C语言等。

可以在DOS, 也可在 WINDOWS 平台上运行关键在于要把用高级语言编写的程序转换成助记符 语言，或直接转换成 PLC 所能识别的机器语言从根本上讲，只要能实现这个转 换的，什么高级语言都可以而编写这个转换的软件工作量很大，当然应由有关 厂家开发与提供当前不少PLC厂家已有提供如GE-FANAC的PLC就提供有可 用 C 语言编程的软件再前进一步，从理论上讲使用自然语言编程也是完全可能的只是要下力气去 开发，以及市场有这个需要支持软件不仅编制PLC程序需要，监控PLC运行，特别是监视PLC所控制的系 统的工作状况也需要所以，多数支持编程的软件，也具有监视PLC工作的功能此外，也有专用于监控PLC工作的软件，它多与PLC的监视终端连用有的PLC厂家或第三方厂家还开发了使用PLC的组态软件，用以实现计算机对 PLC控制系统监控，以及与PLC交换数据PLC的用户也可基于DOS或WINDOWS平台开发用于PLC控制系统的应用软件， 以提高PLC系统自动化及智能化水平这方面的软件已日益受到重视总之，为了用好PLC，PLC的支持软件越来越丰富，性能也越来越好，其界面 也越来越友好，也因此，它的情况如何，已成为评判PLC性能的指标之一。

7可靠控制为使PLC能可靠工作，在硬件与软件两个方面PLC厂家都采取了很多措施，对 一些特殊可靠要求的PLC，还有相应的特殊的措施，如热备、冗余等等这在介 绍PLC的特点时已作了叙述可靠措施的目的是增加PLC平均故障间隔时间、MTBF ( MeanTimeBetweenFailure )及减少 PLC 的平均修复时间、 MTTR(MeanTimeToRepair)，以提高 PLC 的有效度 A (Availability)A=MTBF/(MTBF+MTTR)式中A--有效率MTBF--平均故障间隔时间MTTR--平均修复时间当然，A值越大越好，它可使PLC系统得到充分的利用，是为什么要使用PLC 的重要指标而从上式可知，MTBF越大，MTTR越小，则A越大所以，PLC的可 靠措施都是围绕提高MTBF及MTTR值进行的鉴于可靠工作是PLC的重要特点，至关重要，故有关提高MTBF及降低MTTR的 措施如何，以及PLC的MTBF与MTTR值也成为PLC性能的重要指标8经济指标以上七条讲的都是PLC的技术性能其实，使用PLC，还要考虑经济指标经 济是基础，经济上不合算，不能带来经济效益，使用PLC也就没有基础。

所以， 这个指标也是重要的经济指标最简单的就是看价格一般讲，同样技术性能的 PLC,价格低其经济指标就好此外，还要看供货情况，供货不及时，影响使用，价格即使低，也不一定就好； 看技术服务，资料不全，用户出现问题得不到技术支持也不好对经济指标还要作综合分析，要看使用了 PLC能否带来效益，然后，再分析使 用哪家的 PLC 效益更好些。