0.6 PLC的性能

关键词：一般指标、特定指标

PLC性能可用指标衡量。具体指标有两种：一般指标与特定指标。

一般指标规定一些PLC的使用条件。如PLC保存与使用的温度、湿度，耐电压及绝缘指标，抗干扰指标，抗机械振动、冲击指标等。

特定指标规定一些具体型号PLC的具体性能。如某型CPU模块，则要指出它的工作方式，指令条数、类型，执行一条指令的时间，可处理的输入、输出点数，内部器件的类型、数量，工作电源类型、电压允许的波动范围等。

从共性的角度，可它归纳为以下10个方面。

0.6.1 工作速度

工作速度指PLC的CPU执行指令的速度、对急需处理的输入信号的响应速度及通信接口的数据传送速度，但主要是指CPU执行指令的速度。

PLC工作速度高，在允许的扫描周期（一般不大于100ms）内，可增加运行指令条数，提升处理数据的能力，进而增加PLC的控制点数，增强PLC的功能。所以，厂商在开发PLC时，首先考虑的是提高它的工作速度。

PLC指令不同，执行的时间也不同。但各种PLC大体都有相同的基本指令，故常以执行一条基本指令的时间来衡量这个速度。这个时间短，说明具体的PLC性能好。目前，这个时间已缩短到零点零几微秒。随着PLC技术的进步，这个时间还在缩短。

有的还用每秒能执行多少条基本与传送指令，即PMX值，作为它的衡量指标。

0.6.2 控制规模

控制规模代表PLC的控制能力，一般是看其能对多少输入、输出点（指开关量）及对多少路模拟量进行控制。有时还要看其能扩展多少模块、多少机架、多少站点等。

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，相应的内部器件也要增多，这些都要求有更大的系统存储区。

控制规模还与输入、输出电路数量有关。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，总是有数量的。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其他性能指标起着制约作用的指标，是高低档PLC区别之所在，也是PLC划分为微、小、中、大和超大型机的唯一依据。

0.6.3 组成模块

PLC的结构虽有箱体（一体化的）及模块式之分，但从本质上看，箱体也是模块，只是它集成了更多的功能。在此，不妨把PLC的组成模块当做所有PLC的结构性能。因此，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。

组成PLC的模块是PLC的硬件基础。反映了PLC的控制能力和可能的用途。模块的类型越多，规格越全，功能越强，性能越好，PLC也才越容易配置成各种各样的系统，才可能满足各种不同的需要。

早期PLC模块的种类不太多，仅有开关量、模拟量输入、输出模块，高速计数模块等，现在则增多了很多，如温度模块、流量模块、模糊控制模块、PID控制模块、回路控制器、称重模块、凸轮模块、遥感模块、定位模块、运动模块等。可处理相应的模拟量、脉冲量等。

此外，还出现了具有很强的信息处理能力的智能单元，如ASCII单元、BASIC单元，以及计算机单元、硬盘单元、软驱单元等。

不仅类型增多，性能也在提高。如同样功能的模块，有的还带电隔离的，以提高抗干扰能力；有的还可实现故障自诊断，提高工作的可靠性；还有的可实现智能化，不是靠CPU I/O刷新，而是自身的CPU，主动与内存交换数据等。

一般来讲，所有知名品牌的PLC，组成模块的类型、规格都较多，功能都较强，性能都较好，都可较方便地用其配置成各种各样的系统，满足各种不同的需要。这也是知名品牌PLC性能高的重要方面。

0.6.4 内存容量

PLC内存有系统用内存与用户用内存。系统内存要存储监控程序，提供内部器件及参数设定。而用户用内存提供用户程序存储。

PLC内存大，内部器件种类越多，数量越多，越便于PLC进行各种控制与数据处理。一台小小的PLC比起很大的继电器控制柜的控制功能强得多，就是它比后者具有更多的内部器件。所以，内部器件的数量也是代表PLC性能的一个指标。

用户内存大，可存储的用户程序量也大，也就可进行更为复杂的控制。

所以，常用内部器件种类及其数量与可提供的用户程序容量代表PLC内存的大小。当今PLC最大的用户程序容量可达几万，几十万，甚至几兆字节、字或步。而内部器件则有成千上万的I/O继电器、内部继电器、定时器、计数器及数据存储器等。

0.6.5 指令系统

PLC有多少条指令（含函数、功能块，存于系统软件库中），各个指令（或函数、功能块）又具有什么功能，是了解与使用PLC的重要方面。指令的多少及功能将影响着PLC的性能。

除了指令，为了进行通信，PLC还有相应的协议与通信指令或命令，这些也反映了PLC的性能。显然，通信命令越多，功能越强也就代表了PLC性能的一个方面。

关于指令（指函数、功能块）的新趋势是可运用库文件，并且按需要生成。这样，它的指令系统就可无限扩充了。所受的限制只是PLC的内存容量。目前和利时的LEC G3机就可以这么做。

0.6.6 支持软件

为了便于编写PLC程序，多数PLC厂商都开发了相应的编程支持软件，为PLC运用多种编程语言进行编程、监控提供平台。同时它还是PLC硬件组态或软设定的工具。

为了用好各种高功能的智能硬件模块，PLC厂商都开发了与其配套配置和使用软件。所以，这类软件好用与否，也是PLC支持软件好坏的一个指标。

高性能的编程软件还具有编辑视图的功能。这些画面与组态软件编辑的画面类似，也可含有动画及数表，也可用以监控PLC的工作系统。和利时公司的编程软件PowerPro就具有这个功能。

0.6.7 可靠措施

可靠措施的目的是增加PLC平均故障间隔时间MTBF（Mean Time Between Failure）及减少PLC的平均修复时间MTTR（Mean Time To Repair），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，这里的A值越大越好，它可使PLC系统得到充分的利用，是为什么需要使用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及降低MTTR值进行的。

鉴于可靠工作是PLC的重要特点，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。

有时必须在特殊环境下，如零下或高温的情况下进行工作，或要求PLC特殊可靠，则需配备环境特性更好的PLC，或可对PLC作特殊配置，如热备份、冗余等。显然有此类特性或配置的PLC，则性能也更好些。

0.6.8 连网通信

常见的PLC网络有3种：信息网、控制网及设备网。

（1）信息网，主要为PLC与计算机连网。一台PLC或多台PLC与计算机连网后，可实现计算机对PLC及其控制系统的监控及管理，可极大地提高系统的自动化及信息化的档次及水平。与计算机连网，已是PLC应用的一个趋势。信息网还包含计算机建立的连网，如局部以太网、互联以太网。

（2）控制网，主要为PLC与PLC连成网络。这种情况也较为普遍，其形式、类型越来越多。有较简单的网络，如PLC链接，网点不太多，通信管理也较简单；也有复杂的网络，网点可达成千上万，而且可构成多层次的网络。不同类型的网还可相互沟通，也可交换数据。

（3）设备网，主要为PLC还可与其他智能装置连网、通信，互相操作或交换数据。

所谓PLC连网能力，主要是指PLC与这三种网连接的能力。一般来讲，能建成这三种网，并且与这三种网相连，连网方法又多、又灵活，这就说明其连网能力强。应该说，所有知名品牌的PLC，目前都有很强的这种连网能力，而不是知名品牌的PLC这方面也就差一些。

连网能力还表现在网络规模（连网节点的多少）、网络覆盖范围（数据传送距离）、网络连接介质、网络的互连及网络的兼容性上。目前，有多到几十、几百个节点，覆盖范围大到几十、几百千米，用双绞线、同轴电缆、光缆以及无线介质，多个网络互连，而且不同厂商的PLC共在一个网络上或进行网络互连，都已成为现实了。

再就是网络的数据传送能力，这当然也是PLC连网能力的重要方面。数据传送能力是指在不受干扰的前提下，所传送数据帧的大小及数据传送的波特率。数据帧当然越大越好，而且传送的波特率当然越高越好。

目前，PLC数据传送帧，已从几十字发展到几百、几千个字，传送波特率也已从几千发展到几万、几十万，几百万，甚至出现了百兆级的工业以太网。

0.6.9 经济指标

经济指标最简单的就是看价格。一般来讲，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。