PLC選型的八大步驟

系統(tǒng)設計的水平將直接影響控制系統(tǒng)的性能、設備的可靠性。這其中PLC的選型至關重要，如何根據(jù)不同的控制要求選擇合適的PLC，設計出運行平穩(wěn)、動作可靠、安全實用、調(diào)試方便、易于維護的控制系統(tǒng)呢？

在PLC系統(tǒng)設計時，首先應確定系統(tǒng)方案，下一步工作就是PLC的設計選型。選擇PLC，主要是確定PLC的生產(chǎn)廠家和PLC的具體型號。對于系統(tǒng)方案要求有分布式系統(tǒng)、遠程I/O系統(tǒng)，還需要考慮網(wǎng)絡化通訊的要求。那么具體應該如何選擇PLC呢？主要有下面八個步驟。

一．PLC生產(chǎn)廠家的選擇

確定PLC的生產(chǎn)廠家，主要應該考慮設備用戶的要求、設計者對于不同廠家PLC的熟悉程度和設計習慣、配套產(chǎn)品的一致性以及技術服務等方面的因素。
從PLC本身的可靠性考慮，原則上只要是國外大公司的產(chǎn)品，不應該存在可靠性不好的問題。

另外對于一些特殊的行業(yè)(例如：冶金、煙草等)應選擇在相關行業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的PLC系統(tǒng)。

二．輸入輸出(I/0)點數(shù)的估算

PLC的輸入/輸出點數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點數(shù)的確定應以控制設備所需的所有輸入/輸出點數(shù)的總和為依據(jù)。

在一般情況下，PLC的I/O點應該有適當?shù)挠嗔?。通常根?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10％～20％的可擴展余量后，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)。

實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點，對輸入輸出點數(shù)進行調(diào)整。

三．PLC存儲器容量的估算

存儲器容量是指可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小，各種PLC的存儲器容量大小可以從該PLC的基本參數(shù)表中找到。

例如：西門子的S7-314PLC的用戶程序存儲容量為64KB，S7-315-2DPPLC的用戶程序存儲容量為128KB。

程序容量是存儲器中用戶程序所使用的存儲單元的大小，因此存儲器容量應大于程序容量。設計階段，由于用戶應用程序還未編制，因此，需要對程序容量進行估算。

如何估算程序容量呢?許多文獻資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點數(shù)的10～15倍，加上模擬I/O點數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字數(shù)(16位為一個字)，另外再按此數(shù)的25％考慮余量。

四．PLC通訊功能的選擇

現(xiàn)在PLC的通訊功能越來越強大，很多PLC都支持多種通訊協(xié)議(有些需要配備相應的通訊模塊)，選擇時要根據(jù)實際需要選擇合適的通訊方式。

PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式：

(1)PC為主站，多臺同型號PLC為從站，組成簡易PLC網(wǎng)絡；

(2)1臺PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡；

(3)PLC網(wǎng)絡通過特定網(wǎng)絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；

(4)專用PLC網(wǎng)絡(各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡)。

為減輕CPU通信任務，根據(jù)網(wǎng)絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現(xiàn)場總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)通信處理器。

五．PLC機型的選擇

PLC的類型：

PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類；

整體型PLC的I/0點數(shù)較少且相對固定，因此用戶選擇的余地較小，通常用于小型控制系統(tǒng)。

這一類PLC的代表有：西門子公司的S7-200系列、三菱公司的FX系列、歐姆龍公司的CPM1A系列等。

模塊型PLC提供多種I/O模塊可以在PLC基板上插接，方便用戶根據(jù)需要合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)。

因此，模塊型PLC的配置比較靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)。例如西門子公司的S7-300系列和S7-400系列、三菱公司的Q系列、歐姆龍公司的CVM1系列等。

六．I/O模塊的選擇

1.數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇

數(shù)字量輸入輸出模塊的選擇應考慮應用要求。

例如對輸入模塊，應考慮輸入信號的電平、傳輸距離等應用要求。

輸出模塊也有很多的種類，例如繼電器觸點輸出型、AC120V/23V雙向晶閘管輸出型、DC24V晶體管驅(qū)動型、DC48V晶體管驅(qū)動型等。

通常繼電器輸出輸出型模塊具有價格低廉、使用電壓范圍廣等優(yōu)點，但是使用壽命較短、響應時間較長、在用于感性負載時需要增加浪涌吸收電路；

雙向晶閘管輸出型模塊響應時間較快適用于開關頻繁，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴，過載能力較差。

另外，輸入輸出模塊按照輸入輸出點數(shù)又可以分為：8點、16點、32點等規(guī)格，選擇時也要根據(jù)實際的需要合理配備。

2.模擬量輸入輸出模塊的選擇

模擬量輸入模塊，按照模擬量的輸入信號類型可以分為：電流輸入型、電壓輸入型、熱電偶輸入型等。

v電流輸入型通常的信號等級為4～20mA或0～20mA；電壓型輸入模塊通常信號等級為0～10V、-5V～+5V等。有些模擬量輸入模塊可以兼容電壓或電流輸入信號。

模擬量輸出模塊同樣分電壓型輸出模塊和電流型輸出模塊，電流輸出的信號通常有0～20mA、4～20mA。電壓型輸出信號通常有0～10V、-10V～+10V等。

模擬量輸入輸出模塊，按照輸入輸出通道數(shù)可以分為2通道、4通道、8通道等規(guī)格。

七．功能模塊

功能模塊包括通訊模塊、定位模塊、脈沖輸出模塊、高速計數(shù)模塊、PID控制模塊、溫度控制模塊等。選擇PLC時應考率到功能模塊配套的可能性，選擇功能模塊涉及硬件與軟件兩個方面。

在硬件方面，首先應考慮功能模塊可以方便的和PLC相連接，PLC應該有相關的連接、安裝位置與接口、連接電纜等附件。

在軟件上，PLC應具有對應的控制功能，可以方便的對功能模塊進行編程。

例如三菱的FX系列PLC通過“FROM”和“TO”指令可以方便的對相應的功能模塊進行控制。

八．一般原則

在PLC型號和規(guī)格大體確定后，可以根據(jù)控制要求逐一確定PLC各組成部分的基本規(guī)格與參數(shù)，并選擇各組成模塊的型號。選擇模塊型號時，應遵循以下原則。

1.方便性：一般說來，作為PLC，可以滿足控制要求的模塊往往有很多種，選擇時應以簡化線路設計、方便使用、盡可能減少外部控制器件為原則。

例如：對于輸入模塊，應優(yōu)先選擇可以與外部檢測元件直接連接的輸入形式，避免使用接口電路。對于輸出模塊，應優(yōu)先選擇能夠直接驅(qū)動負載的輸出模塊，盡量減少中間繼電器等元件。

2.通用性：進行選型時，要考慮到PLC各組成模塊的統(tǒng)一與通用，避免模塊種類過多。這樣不僅有利于采購，減少備品備件，同時還可以增加系統(tǒng)各組成部件的互換性，為設計、調(diào)試和維修提供方便。

3.兼容性：選擇PLC系統(tǒng)各組成模塊時，應充分的考慮到兼容性。為避免出現(xiàn)兼容性不好的問題，組成PLC系統(tǒng)的各主要部件的生產(chǎn)廠家不宜過多。如果可能的話，盡量選擇同一個生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品。