在PLC系統(tǒng)設計時睡誉，首先應確定控制方案，下一步工作就是PLC工程設計選型。工藝流程的特點和應用要求是設計選型的主要依據(jù)倒信。PLC及有關設備應是集成的、標準的泳梆，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體鳖悠，易于擴充其功能的原則選型所選用PLC應是在相關工業(yè)領域有投運業(yè)績、成熟可靠的系統(tǒng)捣睬，PLC的系統(tǒng)硬件血洞、軟件配置及功能應與裝置規(guī)模和控制要求相適應湃鳖。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關的編程語言有利于縮短編程時間僻携，因此狮最，工程設計選型和估算時，應詳細分析工藝過程的特點疹返、控制要求泌祥，明確控制任務和范圍確定所需的操作和動作，然后根據(jù)控制要求律跺，估算輸入輸出點數(shù)放暇、所需存儲器容量、確定PLC的功能侦镜、外部設備特性等打吱，最后選擇有較高性能價格比的PLC和設計相應的控制系統(tǒng)。

一翠霍、輸入輸出（I/O）點數(shù)的估算

　　I/O點數(shù)估算時應考慮適當?shù)挠嗔慷Ф郑ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計的輸入輸出點數(shù)，再增加10%～20%的可擴展余量后壶运，作為輸入輸出點數(shù)估算數(shù)據(jù)耐齐。實際訂貨時，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點蒋情，對輸入輸出點數(shù)進行圓整埠况。

二、存儲器容量的估算

　　存儲器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲單元大小棵癣，程序容量是存儲器中用戶應用項目使用的存儲單元的大小辕翰，因此程序容量小于存儲器容量。設計階段狈谊，由于用戶應用程序還未編制喜命，因此，程序容量在設計階段是未知的河劝，需在程序調(diào)試之后才知道壁榕。為了設計選型時能對程序容量有一定估算，通常采用存儲器容量的估算來替代赎瞎。

　　存儲器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式燕紊，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倍癣吝，加上模擬I/O點數(shù)的100倍荔寞，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%考慮余量体涡。

三超瞧、控制功能的選擇

　　該選擇包括運算功能甜脖、控制功能、通信功能迈竖、編程功能廊畔、診斷功能和處理速度等特性的選擇。

(一)運算功能

　　簡單PLC的運算功能包括邏輯運算临辰、計時和計數(shù)功能任础；普通PLC的運算功能還包括數(shù)據(jù)移位讲媚、比較等運算功能亏乞；較復雜運算功能有代數(shù)運算、數(shù)據(jù)傳送等裆操；大型 PLC中還有模擬量的PID運算和其他高級運算功能怒详。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)，目前在PLC中都已具有通信功能踪区，有些產(chǎn)品具有與下位機的通信昆烁，有些產(chǎn)品具有與同位機或上位機的通信，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進行數(shù)據(jù)通信的功能缎岗。設計選型時應從實際應用的要求出發(fā)静尼，合理選用所需的運算功能。大多數(shù)應用場合传泊，只需要邏輯運算和計時計數(shù)功能鼠渺，有些應用需要數(shù)據(jù)傳送和比較，當用于模擬量檢測和控制時眷细，才使用代數(shù)運算拦盹，數(shù)值轉換和PID運算等。要顯示數(shù)據(jù)時需要譯碼和編碼等運算溪椎。

(二)控制功能

　　控制功能包括PID控制運算普舆、前饋補償控制運算、比值控制運算等校读，應根據(jù)控制要求確定速痹。PLC主要用于順序邏輯控制，因此绳练，大多數(shù)場合常采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制锦镶，有時也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲器容量候钟。例如采用PID 控制單元拉狸、高速計數(shù)器、帶速度補償?shù)哪M單元滤萝、ASC碼轉換單元等稿纺。

(三)通信功能

　　大中型PLC系統(tǒng)應支持多種現(xiàn)場總線和標準通信協(xié)議（如TCP/IP）甫碉，需要時應能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應符合ISO/IEEE通信標準谭驮，應是開放的通信網(wǎng)絡蝗质。

　　PLC系統(tǒng)的通信接口應包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口齐秕、工業(yè)以太網(wǎng)沈机、常用DCS接口等；大中型 PLC通信總線（含接口設備和電纜）應1：1冗余配置笋敞，通信總線應符合國際標準碱蒙，通信距離應滿足裝置實際要求。

　　PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡中夯巷，上級的網(wǎng)絡通信速率應大于1Mbps赛惩，通信負荷不大于60%。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站趁餐，多臺同型號PLC為從站喷兼，組成簡易PLC網(wǎng)絡；2）1臺PLC為主站后雷，其他同型號PLC為從站季惯，構成主從式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)臀突；4）專用PLC網(wǎng)絡（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡）勉抓。

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

(四)編程功能

　　離線編程方式：PLC和編程器公用一個CPU菜册，編程器在編程模式時，CPU只為編程器提供服務扳啃，不對現(xiàn)場設備進行控制蓄棘。完成編程后，編程器切換到運行模式危婚，CPU對現(xiàn)場設備進行控制褥欺，不能進行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本峦仲，但使用和調(diào)試不方便盔鬼。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機 CPU負責現(xiàn)場控制，并在一個掃描周期內(nèi)與編程器進行數(shù)據(jù)交換女饺，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機纹怨，下一掃描周期，主機就根據(jù)新收到的程序運行儒恋。這種方式成本較高善绎，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便，在大中型PLC中常采用诫尽。

五種標準化編程語言：順序功能圖（SFC）禀酱、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）牧嫉、結構文本（ST）兩種文本語言剂跟。選用的編程語言應遵守其標準（IEC6113123），同時驹止，還應支持多種語言編程形式浩聋，如C，Basic等臊恋，以滿足特殊控制場合的控制要求。

(五)診斷功能

　　PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷墓捻。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置抖仅，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進行診斷是內(nèi)診斷砖第，通過軟件對PLC的CPU與外部輸入輸出等部件信息交換功能進行診斷是外診斷撤卢。

　　PLC的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術能力的要求瘤希，并影響平均維修時間昂贷。

(六)處理速度

　　PLC采用掃描方式工作。從實時性要求來看答艘，處理速度應越快越好拆翘，如果信號持續(xù)時間小于掃描時間，則PLC將掃描不到該信號息体，造成信號數(shù)據(jù)的丟失囊脉。
處理速度與用戶程序的長度、CPU處理速度狗悔、軟件質(zhì)量等有關屉争。目前，PLC接點的響應快巡软、速度高檩讯，每條二進制指令執(zhí)行時間約0.2～0.4Ls，因此能適應控制要求高菌劲、相應要求快的應用需要干跛。掃描周期（處理器掃描周期）應滿足：小型PLC的掃描時間不大于0.5ms/K益涧；大中型PLC的掃描時間不大于 0.2ms/K。

四驯鳖、機型的選擇

(一)PLC的類型

　　PLC按結構分為整體型和模塊型兩類闲询，按應用環(huán)境分為現(xiàn)場安裝和控制室安裝兩類；按CPU字長分為1位浅辙、4位扭弧、8位、16位记舆、32位鸽捻、64位等。從應用角度出發(fā)泽腮，通秤眩可按控制功能或輸入輸出點數(shù)選型。

　　整體型PLC的I/O點數(shù)固定诊赊，因此用戶選擇的余地較小厚满，用于小型控制系統(tǒng)；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡楚餐，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點數(shù)斤卒，功能擴展方便靈活，一般用于大中型控制系統(tǒng)撇扯。

(二)輸入輸出模塊的選擇

　　輸入輸出模塊的選擇應考慮與應用要求的統(tǒng)一囚誓。例如對輸入模塊，應考慮信號電平见撵、信號傳輸距離启孔、信號隔離、信號供電方式等應用要求薪尉。對輸出模塊键羡，應考慮選用的輸出模塊類型，通常繼電器輸出模塊具有價格低章理、使用電壓范圍廣所硅、壽命短、響應時間較長等特點杂蒙；可控硅輸出模塊適用于開關頻繁营稼，電感性低功率因數(shù)負荷場合，但價格較貴台腥，過載能力較差宏赘。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應用要求應一致察署。

　　可根據(jù)應用要求闷游，合理選用智能型輸入輸出模塊，以便提高控制水平和降低應用成本贴汪∑晖考慮是否需要擴展機架或遠程I/O機架等。

(三)電源的選擇

　　PLC的供電電源扳埂，除了引進設備時同時引進PLC應根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設計和選用外业簿，一般PLC的供電電源應設計選用220VAC電源，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致阳懂。重要的應用場合梅尤，應采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電。
如果PLC本身帶有可使用電源時岩调，應核對提供的電流是否滿足應用要求巷燥，否則應設計外接供電電源。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC沛狱，對輸入和輸出信號的隔離是必要的的闹，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。

(四)存儲器的選擇

　　由于計算機集成芯片技術的發(fā)展乍之，存儲器的價格已下降符破，因此，為保證應用項目的正常投運促奇，一般要求PLC的存儲器容量，按256個I/O點至少選8K存儲器選擇管剂。需要復雜控制功能時露龙，應選擇容量更大，檔次更高的存儲器崇槽。

(五)冗余功能的選擇

1．控制單元的冗余

(1)重要的過程單元：CPU（包括存儲器）及電源均應1B1冗余注辜。

(2)在需要時也可選用PLC硬件與熱備軟件構成的熱備冗余系統(tǒng)、2重化或3重化冗余容錯系統(tǒng)等秆廉。

2．I/O接口單元的冗余

(1)控制回路的多點I/O卡應冗余配置策洒。

(2)重要檢測點的多點I/O卡可冗余配置。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號顽腾，可選用2重化或3重化的I/O接口單元近零。

(六)經(jīng)濟性的考慮

　　選擇PLC時，應考慮性能價格比抄肖【眯牛考慮經(jīng)濟性時，應同時考慮應用的可擴展性、可操作性裙士、投入產(chǎn)出比等因素入客，進行比較和兼顧，最終選出較滿意的產(chǎn)品腿椎。

　　輸入輸出點數(shù)對價格有直接影響桌硫。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費用。當點數(shù)增加到某一數(shù)值后啃炸，相應的存儲器容量铆隘、機架、母板等也要相應增加肮帐，因此咖驮，點數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量代徒、控制功能范圍等選擇都有影響市口。在估算和選用時應充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有較合理的性能價格比昔黍。

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