1. PLC特殊功能的特點(diǎn)

  目前，PLC除在傳統(tǒng)的邏輯控制、順序控制等通用領(lǐng)域廣泛應(yīng)用外，在過(guò)程控制、運(yùn)動(dòng)控制等特殊領(lǐng)域也已經(jīng)被大量應(yīng)用。特殊功能與通用功能比較，其主要區(qū)別在于程序處理方式、控制對(duì)象、控制范圍3個(gè)方面。

  (1) 程序處理方式。作為PLC的特殊功能與特殊功能模塊，為了提高處理速度，CPU對(duì)程序的處理可以不使用常規(guī)的“循環(huán)掃描”方式，用戶程序的執(zhí)行不再需要經(jīng)過(guò)輸入采樣、執(zhí)行指令、輸出刷新3階段，而是直接由PLC的操作系統(tǒng)進(jìn)行處理。PLC的集成中斷處理、高速計(jì)數(shù)與高速脈沖輸出功能即屬于這一范疇。

  對(duì)于部分特殊功能模塊，其本身就帶有獨(dú)立的處理器、存儲(chǔ)器等基本硬件與必要的軟件，有的模塊還可以獨(dú)立使用，此類模塊通常稱為智能模塊。PLC對(duì)智能模塊的控制，只需要在用戶程序中調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)程序塊(通常由Siemens公司提供，用戶只需要在程序中調(diào)用)，并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)程序塊向模塊發(fā)送必要的控制指令或檢測(cè)其處理結(jié)果。

  因此，總的說(shuō)來(lái)，PLC特殊功能的處理速度通常比普通的順序邏輯控制程序的處理速度更快，可以用于高速系統(tǒng)的控制。

  (2) 控制對(duì)象。通過(guò)使用特殊功能與特殊功能模塊，PLC的控制對(duì)象可以從傳統(tǒng)的開關(guān)量邏輯運(yùn)算擴(kuò)展到模擬量檢測(cè)、控制等以往需要通過(guò)集散控制系統(tǒng)(DCS)解決的領(lǐng)域，還可以擴(kuò)展到位置檢測(cè)、位置控制、軌跡控制等以往需要通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)(CNC)解決的領(lǐng)域。如S7系列PLC在這方面的特殊功能主要有模擬量輸入(A/D轉(zhuǎn)換)、模擬量輸出(D/A轉(zhuǎn)換)、模擬量閉環(huán)調(diào)節(jié)(PID調(diào)節(jié))、位置檢測(cè)、位置控制、多軸插補(bǔ)等。

  (3) 控制范圍。使用特殊功能與特殊功能模塊，PLC的控制范圍可以超出控制對(duì)象本身，如借助于網(wǎng)絡(luò)與通信手段，PLC可以與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)鏈接與數(shù)據(jù)通信。S7系列PLC在這方面的特殊功能主要有各種通信處理功能、網(wǎng)絡(luò)鏈接功能等。

  2. 特殊功能的實(shí)現(xiàn)形式

  為了降低成本、增強(qiáng)用戶使用的靈活性，在PLC中經(jīng)常將某些簡(jiǎn)單的功能，如高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出、模擬量輸入/輸出等，直接集成于PLC的CPU模塊(或基本單元)上，此類實(shí)現(xiàn)形式統(tǒng)稱為"PLC集成功能"。

  由于PLC結(jié)構(gòu)、成本等方面的限制，集成功能的應(yīng)用范圍通常較狹隘，功能也相對(duì)較簡(jiǎn)單、多用于中小規(guī)格的PLC。如S7-200系列與S7-300系列中的緊湊型PLC模塊即具備中斷控制、高速計(jì)數(shù)、脈沖輸出、模擬量輸入/輸出等簡(jiǎn)單特殊功能。

  對(duì)于過(guò)程控制、位置控制等場(chǎng)合所需要的復(fù)雜功能，一般都需要通過(guò)專門的模塊才能實(shí)現(xiàn)。此類模塊被稱為特殊功能模塊或功能模塊。

  當(dāng)采用特殊功能模塊時(shí)，模塊可以直接安裝于PLC的機(jī)架上，或與PLC的擴(kuò)展接口進(jìn)行連接，以構(gòu)成集中式PLC控制系統(tǒng)。

  根據(jù)不同的用途，特殊功能模塊的內(nèi)部組成與功能相差甚大。部分特殊功能模塊本身就帶有獨(dú)立的處理器(CPU)、可編程門陣列(Field Programmable Gate Amy，F(xiàn)PGA)、存儲(chǔ)器等組件。模塊既可以通過(guò)PLC進(jìn)行控制，也可以獨(dú)立使用，甚至還可利用PLC的L/O模塊進(jìn)行輸入/輸出點(diǎn)的擴(kuò)展，其性能與獨(dú)立的控制裝置相當(dāng)。