PLC係統設計選型如何選擇

在PLC係統設計時，首先應確定係統方案，下一步工作就是PLC的設計選型。選擇PLC，主要是確定PLC的生產廠家和PLC的具體型號。對於係統方案要求有分布式係統、遠程I/O係統，還需要考慮網絡化通訊的要求。那麼具體應該如何選擇PLC呢?筆者認為應該有以下幾方麵的內容。

1、PLC生產廠家的選擇
確定PLC的生產廠家，主要應該考慮設備用戶的要求、設計者對於不同廠家PLC的熟悉程度和設計習慣、配套產品的一致性以及技術服務等方麵的因素。從PLC本身的可靠性考慮，原則上隻要是國外大公司的產品，不應該存在可靠性不好的問題。
筆者個人認為，一般來說，對於控製獨立設備或較簡單的控製係統的場合，配套日本的PLC產品，相對來說性價比有一定優勢。對於係統規模較大網絡通訊功能要求高、開放性的分布式控製係統、遠程I/O係統，歐美生產的PLC在網絡通訊功能上更有優勢。
另外對於一些特殊的行業(例如：冶金、煙草等)應選擇在相關行業領域有投運業績、成熟可靠的PLC係統。

2、輸入輸出(I/0)點數的估算
PLC的輸入/輸出點數是PLC的基本參數之一。I/O點數的確定應以控製設備所需的所有輸入/輸出點數的總和為依據。在一般情況下，PLC的I/O點應該有適當的餘量。通常根據統計的輸入輸出點數，再增加10％～20％的可擴展餘量後，作為輸入輸出點數估算數據。實際訂貨時，還需根據製造廠商PLC的產品特點，對輸入輸出點數進行調整。

3、PLC存儲器容量的估算
存儲器容量是指可編程序控製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的基本參數表中找到，例如：西門子的S7-314 PLC的用戶程序存儲容量為64KB，S7-315-2DP PLC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於程序容量。設計階段，由於用戶應用程序還未編製，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，大體上都是按數字量I/O點數的10～15倍，加上模擬I/O點數的100倍，以此數為內存的總字數(16位為一個字)，另外再按此數的25％考慮餘量。

4、PLC通訊功能的選擇
現在PLC的通訊功能越來越強大，很多PLC都支持多種通訊協議(有些需要配備相應的通訊模塊)，選擇時要根據實際需要選擇合適的通訊方式。
PLC係統的通信網絡主要形式有下列幾種形式：
(1)PC為主站，多台同型號PLC為從站，組成簡易PLC網絡；
(2)1台PLC為主站，其他同型號PLC為從站，構成主從式PLC網絡；
(3)PLC網絡通過特定網絡接口連接到大型DCS中作為DCS的子網；
(4)專用PLC網絡(各廠商的專用PLC通信網絡)。
為減輕CPU通信任務，根據網絡組成的實際需要，應選擇具有不同通信功能的(如點對點、現場總線、工業以太網等)通信處理器。

5、PLC機型的選擇
PLC的類型：PLC按結構分為整體型和模塊型兩類；整體型PLC的I/0點數較少且相對固定，因此用戶選擇的餘地較小，通常用於小型控製係統。這一類PLC的代表有：西門子公司的S7-200係列、三菱公司的FX係列、歐姆龍公司的CPM1A係列等。
模塊型PLC提供多種I/O模塊可以在PLC基板上插接，方便用戶根據需要合理地選擇和配置控製係統的I/O點數。因此，模塊型PLC的配置比較靈活，一般用於大中型控製係統。例如西門子公司的S7-300係列和S7-400係列、三菱公司的Q係列、歐姆龍公司的CVM1係列等。
6、I/O模塊的選擇
(一)數字量輸入輸出模塊的選擇：
數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，(//www.gdzxks.com/ ob体育竞彩 )例如繼電器觸點輸出型、AC120V/23V雙向晶閘管輸出型、DC24V晶體管驅動型、DC48V晶體管驅動型等。
通常繼電器輸出輸出型模塊具有價格低廉、使用電壓範圍廣等優點，但是使用壽命較短、響應時間較長、在用於感性負載時需要增加浪湧吸收電路；雙向晶閘管輸出型模塊響應時間較快適用於開關頻繁，電感性低功率因數負荷場合，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又可以分為：8點、16點、32點等規格，選擇時也要根據實際的需要合理配備。
(二)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。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可以分為2通道、4通道、8通道等規格。
7、功能模塊
功能模塊包括通訊模塊、定位模塊、脈衝輸出模塊、高速計數模塊、PID控製模塊、溫度控製模塊等。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麵。
在硬件方麵，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應具有對應的控製功能，可以方便的對功能模塊進行編程。例如三菱的FX係列PLC通過“FROM”和“TO”指令可以方便的對相應的功能模塊進行控製。
8、一般原則
在PLC型號和規格大體確定後，可以根據控製要求逐一確定PLC各組成部分的基本規格與參數，並選擇各組成模塊的型號。選擇模塊型號時，應遵循以下原則。
(一)方便性：一般說來，作為PLC，可以滿足控製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、盡可能減少外部控製器件為原則。
例如：對於輸入模塊，應優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。對於輸出模塊，應優先選擇能夠直接驅動負載的輸出模塊，盡量減少中間繼電器等元件。
(二)通用性：進行選型時，要考慮到PLC各組成模塊的統一與通用，避免模塊種類過多。這樣不僅有利於采購，減少備品備件，同時還可以增加係統各組成部件的互換性，為設計、調試和維修提供方便。
(三)兼容性：選擇PLC係統各組成模塊時，應充分的考慮到兼容性。為避免出現兼容性不好的問題，組成PLC係統的各主要部件的生產廠家不宜過多。如果可能的話，盡量選擇同一個生產廠家的產品。