プログラマブル コントローラは現代の生産のニーズによって生み出されており、プログラマブル コントローラの分類も現代の生産のニーズを満たす必要があります。 一般的にプログラマブルコントローラは3つの観点から分類できます。 1つはプログラマブルコントローラの制御規模による分類、2つ目はプログラマブルコントローラの性能レベルによる分類、3つ目はプログラマブルコントローラの構造上の特徴による分類です。 折りたたみコントロールスケール メインフレーム、中型、小型のマシンに分類できます。 ミニコンピュータ: ミニコンピュータの制御ポイントは通常 256 ポイント以内で、単一マシンの制御または小規模システムの制御に適しています。 Siemens ミニマシンには S7-200 があり、処理速度は 0.8 ～ 1.2 ミリ秒です。メモリ 2k; 248 デジタル ポイント。アナログ数は35チャンネル。 中型マシン: 中型マシンの制御ポイントは通常 2048 ポイント以下で、機器の直接制御や複数の下位レベルのプログラマブル コントローラの監視に使用できます。中規模または大規模な制御システムに適しています。 Siemens の中型マシンには S7-300 があり、処理速度は 0.8 ～ 1.2 ミリ秒です。メモリ 2k; 1024 デジタル ポイント。アナログ数 128 チャンネル;ネットワークPROFIBUS;産業用イーサネット。 MPI。 メインフレーム: メインフレームの制御ポイントは通常 2048 ポイントより大きく、複雑な算術演算を完了できるだけでなく、複雑な行列演算も実行できます。機器を直接制御するだけでなく、複数の下位プログラマブルコントローラの監視にも使用できます。 Siemens メインフレームには S7-1500 および S7-400 があり、処理速度は 0.3ms/1k ワードです。 メモリ 512k; I/O ポイント 12672; 折り畳み制御性能 ハイエンド機、ミッドレンジ機、ローエンド機に分けられます。 ローエンド機 このタイプのプログラマブル コントローラーは、基本的な制御機能と一般的な計算能力を備えています。動作速度は比較的遅く、搭載できる入出力モジュールの数は比較的少ないです。 例えば、ドイツのSIEMENS社製S7-200がこれに該当する。 ミッドレンジマシン このタイプのプログラマブル コントローラは、強力な制御機能と演算能力を備えています。一般的な論理演算だけでなく、より複雑な三角関数、指数、PID 演算も実行できます。動作速度は比較的速く、搭載できる入出力モジュールの数も非常に多く、入出力モジュールの種類も豊富です。 例えば、ドイツのSIEMENS社製S7-300がこれに該当する。 ハイエンドマシン このタイプのプログラマブル コントローラは、強力な制御機能と演算能力を備えています。論理演算、三角関数演算、指数演算、PID演算だけでなく、複雑な行列演算も行えます。動作速度が非常に速く、搭載できる入出力モジュールも多数あります。入出力モジュールの種類も非常に豊富です。このタイプのプログラマブル コントローラーは、大規模な制御タスクを完了できます。一般にネットワークのメインステーションとして使用されます。 例えば、ドイツのSIEMENS社製S7-400がこれに該当する。   折り畳み構造 積分 統合プログラマブルコントローラは、電源、CPU、メモリ、I/Oシステムを1つのユニットに統合しており、これを基本ユニットと呼びます。基本ユニットは完全な PLC です。 コントロールポイントが要件を満たしていない場合は、拡張ユニットを再度接続できます。一体型構造の特徴は、非常にコンパクト、小型、低コスト、設置が容易であることです。 組み合わせた モジュール式プログラマブル コントローラは、PLC システムのさまざまなコンポーネントを機能に応じて、CPU モジュール、入力モジュール、出力モジュール、電源モジュールなどのいくつかのモジュールに分割します。各モジュールの機能は比較的シンプルですが、モジュールの種類はますます豊富になっています。たとえば、一部のプログラマブル コントローラには、基本的な I/O モジュールに加えて、温度検出モジュール、位置検出モジュール、PID 制御モジュール、通信モジュールなどのいくつかの特殊な機能モジュールも備えています。モジュラーPLCの特徴は、CPU、入力、出力がすべて独立したモジュールであることです。統一されたモジュールサイズ、すっきりした設置、自由な入出力ポイントの選択、便利な設置、デバッグ、拡張、メンテナンス。 スタックタイプ スタック構造は、コンパクト、小型、全体の構造の取り付けが簡単であるという利点と、組み合わせた構造内で I/O ポイントを柔軟かつ整然と取り付けることができるという利点を兼ね備えています。また、様々なユニットを組み合わせて構成されています。その特徴は、CPUが独立した基本ユニット（CPUと一部のI/O点数で構成される）であり、他のI/Oモジュールが拡張ユニットであることです。インストール中は、基板が不要で、ユニット間の接続はケーブルのみで、ユニットを1台ずつ積み重ねることができます。システムの柔軟な構成とコンパクトなサイズを実現します。   詳しい紹介 1. SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC は、さまざまな業界や場面での自動検出、監視、制御に適した小型 PLC です。 S7-200 PLC の強力な機能により、単独で実行する場合でも、ネットワークに接続する場合でも、複雑な制御機能を実現できます。 S7-200 PLC は、4 つの異なる基本モデルと 8 種類の CPU から選択できます。 2. SIMATIC S7-300 PLC S7-300 は、アプリケーションの中程度のパフォーマンス要件を満たすことができるモジュール式小型 PLC システムです。さまざまな個人 モジュールを幅広く組み合わせて、さまざまな要件を持つシステムを形成できます。 S7-200 PLC と比較して、S7-300 PLC はモジュール構造を採用しており、コマンド動作速度が高速 (0.6 ～ 0.1 μ s) です。浮動小数点算術演算は、より複雑な算術演算を効果的に実現できます。ユーザーがパラメータをすべてのモジュールに簡単に割り当てることができる標準ユーザー インターフェイスを備えたソフトウェア ツール。便利なマンマシン インターフェース サービスが S7-300 オペレーティング システムに統合されており、マンマシン対話のプログラミング要件が大幅に軽減されています。 SIMATIC ヒューマン マシン インターフェイス (HMI) は S7-300 からデータを取得し、ユーザー指定のリフレッシュ レートでデータを送信します。 S7-300 オペレーティング システムはデータ送信を自動的に処理します。 CPU のインテリジェント診断システムは、システムが正常に機能するかどうかを継続的に監視し、エラーや特殊なシステム イベント (タイムアウト、モジュール交換など) を記録します。マルチレベルのパスワード保護により、ユーザーは技術的秘密を高度かつ効果的に保護し、不正なコピーや変更を防ぐことができます。 S7-300 PLC には、キーのように取り外し可能な動作モード選択スイッチが装備されています。キーを抜くと動作モードの変更ができなくなるため、ユーザープログラムの不正な削除や書き換えを防止できます。強力な通信機能を備えた S7-300 PLC は、プログラミング ソフトウェア Step 7 のユーザー インターフェイスを通じて通信設定機能を提供し、設定を非常に簡単かつシンプルにします。 S7-300 PLC は、さまざまな通信インターフェイスを備えており、さまざまな通信プロセッサを通じて AS-I バス インターフェイスと産業用イーサネット バス システムを接続します。シリアル通信プロセッサは、ポイントツーポイント通信システムを接続するために使用されます。マルチポイントインターフェイス (MPI) は CPU に統合されており、プログラマ、PC、マンマシンインターフェイスシステム、および他の SIMATIC S7/M7/C7 オートメーション制御システムを同時に接続するために使用されます。 3. SIMATIC S7-400 PLC S7-400 PLC は、中～高性能範囲で使用されるプログラマブル コントローラーです。 S7-400 PLC は、信頼性と耐久性に優れたモジュール式ファンレス設計を採用しています。同時に、複数のレベルの CPU (段階的に機能がアップグレードされる) を選択でき、さまざまな汎用機能のテンプレートが装備されているため、ユーザーはニーズに応じてそれらを組み合わせてさまざまな専用システムを構築できます。制御システムの規模が拡張またはアップグレードされる場合、いくつかのテンプレートを適切に追加するだけで、システムをアップグレードしてニーズに完全に応えることができます。

動作原理 PLC の動作開始後の作業プロセスは、通常、入力サンプリング、ユーザー プログラム実行、出力リフレッシュの 3 つの段階に分かれます。上記の 3 つの段階を完了することをスキャン サイクルと呼びます。全動作期間中、PLC の CPU は上記の 3 つのステージを一定のスキャン速度で繰り返し実行します。   入力サンプリングを折りたたむ 入力サンプリング段階では、PLC はすべての入力状態とデータをスキャン方式で順次読み取り、I/O イメージ領域の対応するユニットに格納します。入力サンプリングが完了すると、ユーザープログラムの実行と出力リフレッシュフェーズに入ります。この 2 段階では、入力状態やデータが変化しても、I/O イメージ領域内の対応するユニットの状態やデータは変化しません。したがって、入力がパルス信号の場合、どのような場合でも入力を確実に読み取ることができるように、パルス信号の幅は 1 スキャン サイクルより大きくなければなりません。   ユーザープログラムの実行を折りたたむ ユーザープログラムの実行フェーズでは、PLC は常にユーザープログラム (ラダー図) をトップダウンの順序でスキャンします。各ラダー図をスキャンする際は、必ずラダー図の左側の各接点で構成される制御回路を最初にスキャンし、左から右、上から下の順に接点で構成される制御回路に対して論理演算を行ってください。次に、論理演算の結果に基づいて、システム RAM 記憶領域内の論理コイルの対応するビット ステータスをリフレッシュします。または、I/O イメージ領域内の出力コイルの対応するビットの状態を更新します。または、ラダー図で指定された特殊機能命令を実行するかどうかを決定します。   つまり、ユーザー プログラムの実行中、I/O イメージ領域内の入力ポイントの状態とデータのみが変化しません。一方、I/O イメージ領域内の他の出力ポイントおよびソフトウェア デバイスの状態とデータは変化しません。またはシステム RAM ストレージ領域が変更される可能性があります。また、上に挙げたラダー図のプログラム実行結果は、これらのコイルやデータを使用した下図のラダー図に影響を与えます。逆に、下のラダー図では、リフレッシュされたロジック コイルのステータスまたはデータは、次のスキャン サイクルでその上のプログラムにのみ適用できます。   出力リフレッシュを折りたたむ ユーザープログラムをスキャンした後、PLC は出力リフレッシュステージに入ります。この期間中、CPU は I/O イメージ領域の対応する状態とデータに従ってすべての出力ラッチ回路をリフレッシュし、出力回路を通じて対応する周辺デバイスを駆動します。この時点で、それが PLC の真の出力になります。   同じ数のラダー図でも、配置順が異なると実行結果が異なります。また、ユーザプログラムのスキャン結果とリレー制御装置のハードロジック並列動作の結果には差異があります。もちろん、スキャン サイクルが占める時間を実行全体で無視できる場合は、両者に違いはありません。