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集成式PLC(也称内置式PLC)一般作为数控系统(CNC)的功能补充，用于实现数控机床或其他数控设备的辅助机能控制，如∶刀具自动交换控制、工作台自动交换控制、冷却的开/关控制、主轴的启动/正反转/停止控制、夹具的自动松/夹、自动上/下料控制等。
集成式PLC是一种将PLC与CNC(数控装置)集成于一体的专用PLC，通常无独立的电源与CPU，一般不可以单独使用。
在大多数数控系统中，PLC与CNC共用同一CPU，如SIEMENS810系列、802系列数控系统(见图1-39)、三菱的E60系列数控系统、FANUCO系列数控系统等。
当PLC与CNC共用CPU时，PLC的输入/输出通常以I/O接口模块的形式安装在数控系统或者机床上，I/O模块与CPU间通过总线连接，如 SIEMENS 802C的 DI/O模块、SIEMENS 802D的PP72/48模块、三菱的FCU6-HRC341/351模块、FANUC-0iCI/O模块均属于这种情况。
采用集成式结构时，PLC接口模块一般都为用途单一的开关量输入/输出模块(有时有少量的模拟量接口)，单个模块的I/O点数通常都较多，如PP72/48I/O模块为72点输入/48点输出;FCU6-HRC341/351为64点输入/48点输出;0iCI/O模块为96点输入/48点输出等。但接口模块的规格较少，一般只有1～2种，且I/O的点数与输入/输出的要求固定不变。当I/O点数不足时，需要增加I/O模块进行扩展，PLC通常无特殊功能模块可以供选择。
在功能强大的数控系统中，PLC也有使用单独CPU的场合，此类PLC具有独立的电源模块、CPU模块、I/O模块，整体结构与通用型模块式PLC相同，也可以作为独立PLC使用(此类情况不常见);在部分CNC上，也有直接使用通用PLC的情况(如SIEMENS早期的SINUMERIK6、3、8系列CNC，SINUMERIK850、880系列CNC以及当前的SI-NUMERIK 810D/840D系列CNC均为直接使用PLC的产品)。
使用单独CPU的集成式PLC，一般通过特殊的接口模块与总线实现CNC与PLC间的数据交换。PLC的其他组成部分均为模块化结构，与通用PLC一样，单个I/O模块的控制点数较少，但可以安装的模块数较多，且输入/输出要求可变，使用较灵活。
集成式PLC的优点是可以随时通过CNC的操作面板进行程序编辑、调试与状态诊断，在部分系统中还可以进行梯形图的动态显示。
集成式PLC的使用方法与通用PLC基本相同，但在I/O信号与标志寄存器(也称内部继电器)方面，具有地址固定的CNC与PLC间的内部传送信号;在指令系统方面，具备部分适合于CNC机床控制的特殊功能指令，如刀具自动交换控制用的回转器计数指令、回转器捷径选择指令、“随机换刀”控制指令等。
由于集成式PLC一般都需要与PLC同时使用，编程时必须了解系统内部PLC与CNC 之间的信号关系，才能正确使用。
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在使用PLC之前，深入了解PLC内部寄存器的配置和功能，以及I/O分配情况对使用者来说是至关重要的。下面是一般PLC产品的内部寄存器区划分情况∶
每个区分配一定数量的内存单元，并按不同的区命名编号。下面分别介绍各个区。
①I/O继电器区 I/O区的寄存器可直接与PLC外部的输入、输出端子传递信息。这些I/O寄存器在PLC中具有“继电器”的功能，即它们有自己的“线圈”和“触点”。故PLC中又常称这一寄存器区为“I/O继电器区”。每个I/O寄存器由一个字(16个bit)组成，每个bit位对应PLC的一个外部端子，称作一个I/O点。I/O寄存器的个数乘以16等于PLC总的I/O点数。如某PLC有10个I/O寄存器，则该PLC共有160个I/O点。在程序中，每个I/O点又都可以看成是一个“软继电器”，有常开触点，也有常闭触点。同一个命名的触点可以反复使用，其使用次数不限。这里的“软继电器”实际上就是PLC内部的逻辑电路或只是一些存储的逻辑量。在PLC中常常用这样的逻辑量代替实际的物理器件，用这种“软继电器”代替“硬继电器”可以大大减少外部接线，增加系统设计的灵活性，便于实现柔性制造系统(FMS)。这可以说是“继电器-接触器控制”设计上的一个革命，也是PLC之所以能逐渐取代传统“继电器-接触器”控制的一个重要原因。
不同厂家的PLC对I/O寄存器有不同的编号，有的以X、Y分别表示输入、输出端，以下标数字进行编号还有的用序号为输入、输出分区编号。不同型号的PLC配置有不同数量的I/O点，一般小型的PLC主机有十几至几十个I/O点。若一台PLC主机的I/O点数不够，可进行I/O扩展。一般I/O扩展模块中只有I/O接口电路、驱动电路，而没有CPU。它只能通过接口与主机相连使用，不能单独使用。PLC的*大扩展能力主要受CPU寻址能力和主机驱动能力的限制。
②内部通用继电器区 这个区的寄存器与I/O区结构相同，既能以字为单位(16个bit)使用，也能以位为单位(1个bit)使用。不同之处在于它们只能在PLC内部位用，而不能直接进行输入/输出控制。其作用与中间继电器相似，在程序控制中可存放中间变量。
③数据寄存器区 这个区的寄存器只能按字使用，不能按位使用。一般只用来存放各种数据。
④特殊继电器、寄存器区 这两个区中的继电器和寄存器的结构并无特殊之处，也是以字或位为一个单元，但它们都被系统内部占用，专门用于某些特殊目的，如存放各种标志、标准时钟脉冲、计数器和定时器的设定值和经过值、自诊断的错误信息等。这些区的继电器和寄存器一般不能由用户任意占用。
⑤系统寄存器区 系统寄存器一般用来存放各种重要信息和参数，如各种故障检测信息、各种特殊功能的控制参数以及PLC产品出厂设定值。这些信息和参数保证PLC的正常工作。在某些PLC产品中，这些寄存器是以十进制数进行编号的，它们各自存放着不同的信息。这些信息有的可以进行修改，有的是不能修改的。当需要修改系统寄存器时，必须使用特殊的命令，这些命令的使用方法见有关的使用手册。而通过用户程序，不能读取和修改系统寄存器的内容。
上面介绍了PLC的内部寄存器及I/O点的概念，这对使用者是十分重要的。但对于具体的寄存器及I/O编号和分配使用情况，则必须结合具体机型进行针对性的学习和掌握，才有实际意义。
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