1.1.1 产品结构与产品系列介绍

1.PLC的物理结构

PLC是Programmable Logic Controller的缩写，即可编程逻辑控制器。

IEC 对 PLC 的定义：PLC 是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

现代社会要求制造业对市场需求做出迅速的反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。PLC 就是在这种工业需求和市场需求的情况下出现的。从 1969 年美国数字设备公司（DEC）研制出世界上第一台PLC以来，也不过才短短的40年，但PLC控制技术已得到异常迅猛的发展。并在各种工业控制领域、公用事业、新闻传播等各个方面都获得了广泛的应用。可以预见将来 PLC 技术和变频器技术会和普通的电工技术一样被越来越多的技术人员所掌握。

PLC的物理结构是指如何把PLC的硬件结构各部分组成可使用的PLC实体。

1）整体式PLC

整体式又称单元式或箱体式，它把CPU模块、I/O模块和电源模块装在一个箱状的机壳内，结构非常紧凑，体积小，价格低。小型 PLC 一般采用整体式结构。整体式 PLC 提供多种不同的I/O点数的基本单元和扩展单元供用户选用，基本单元内有CPU模块、I/O模块和电源。扩展单元内只有 I/O 模块和电源，基本单元和扩展单元之间用扁平电缆连接。各单元的输入点和输出点的比例是固定的，有些 PLC 有单输入型和单输出型的扩展单元。选择不同的基本单元和扩展单元，可以满足用户的不同需求。

三菱的FX _1S PLC为典型的整体式PLC产品。

2）模块式PLC

模块式 PLC 用搭积木的方式组成系统，它由框架和模块组成。模块插在模块插座上，模块插座焊在框架中的总线连接板上。PLC 的电源可能是单独的模块，也可能包含在 CPU模块中。PLC 厂家备有不同槽数的框架供用户选用，如果一个框架容纳不下所有的模块，可以增设一个或数个扩展框架，各框架之间用 I/O 扩展电缆相连。有的可编程序控制器没有框架，各种模块安装在基板上。

用户可以选用不同档次的 CPU 模块、品种繁多的 I/O 模块和特殊功能模块，对硬件配置的选择余地较大，维修时更换模块也很方便。模块式 PLC 的价格较高，大、中型 PLC 一般采用模块式结构。

三菱的Q系列PLC、西门子的S7-300/400 PLC为典型的模块式PLC产品。

3）混合式PLC

混合式 PLC 吸收了那上面两种 PLC 的优点，它有整体式的基本单元，又有模块式的扩展单元、特殊应用单元。这些单元等高等宽，仅长度不同。各单元之间用扁平电缆连接，紧密拼装在导轨上，组成一个整齐的长方体。组合形式非常灵活，完全按需要而定。它是模块式的结构，整体式的价格，目前中小型PLC均采用混合式结构。

三菱的FX _1N /FX _2N /FX _3U PLC为典型的混合式PLC产品。

2.产品系列介绍

三菱电机小型PLC经历了从F系列到FX _3U PLC的发展历程。

F系列包括其改进型的F1、F2系列PLC为其第一代产品，20世纪90年代曾经有很高的市场占有率。目前已经停产，属于淘汰产品。

FX 系列是在 F1、F2 系列基础上开发的小型 PLC。早期产品有 FX ₂ 系列和 FX ₀ 系列，其性能已经比F系列有很大的提高。后来又推出来FX _0S 、FX _0N 和FX _2N PLC产品，接着又推出了 FX _0S 、FX _0N PLC 的代替产品 FX _1S PLC 和 FX _1N PLC。而 FX ₂ 、FX ₀ 、FX _0S 、FX _0N 等PLC产品也都已停产和淘汰。FX _1S 、FX _1N 和FX _2N PLC为其第二代产品。

FX _3U PLC是三菱电机在2005年开发的第三代产品，在整个FX系列中是功能最强、速度最快、I/O点数最多的小型PLC，而且它完全可以兼容FX _1S 、FX _1N 、FX _2N PLC。因此，是目前三菱电机强力推广的机型。

目前，三菱销售的FX系列PLC产品有FX _1S /FX _1N /FX _2N /FX _3U 这4种基本型号及其同类型紧凑型结构产品 FX _1NC /FX _2NC /FX _3UC 。这些 PLC 产品点数逐渐增多，功能依次增强，如图1-1所示。