在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)雷鸟，首先應(yīng)確定控制方案弯囊，下一步工作就是PLC工程設(shè)計(jì)選型。工藝流程的特點(diǎn)和應(yīng)用要求是設(shè)計(jì)選型的主要依據(jù)诱渤。PLC及有關(guān)設(shè)備應(yīng)是集成的丐巫、標(biāo)準(zhǔn)的，按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體源哩，易于擴(kuò)充其功能的原則選型所選用PLC應(yīng)是在相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域有投運(yùn)業(yè)績鞋吉、成熟可靠的系統(tǒng)，PLC的系統(tǒng)硬件励烦、軟件配置及功能應(yīng)與裝置規(guī)模和控制要求相適應(yīng)谓着。熟悉可編程序控制器、功能表圖及有關(guān)的編程語言有利于縮短編程時(shí)間坛掠，因此赊锚，工程設(shè)計(jì)選型和估算時(shí)，應(yīng)詳細(xì)分析工藝過程的特點(diǎn)屉栓、控制要求舷蒲，明確控制任務(wù)和范圍確定所需的操作和動(dòng)作，然后根據(jù)控制要求，估算輸入輸出點(diǎn)數(shù)牲平、所需存儲(chǔ)器容量妨宪、確定PLC的功能、外部設(shè)備特性等帖奠，最后選擇有較高性能價(jià)格比的PLC和設(shè)計(jì)相應(yīng)的控制系統(tǒng)之灼。

　　一、輸入輸出（I/O）點(diǎn)數(shù)的估算

　　I/O點(diǎn)數(shù)估算時(shí)應(yīng)考慮適當(dāng)?shù)挠嗔看窗睿ǔ８鶕?jù)統(tǒng)計(jì)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)比紫，再增加10%～20%的可擴(kuò)展余量后，作為輸入輸出點(diǎn)數(shù)估算數(shù)據(jù)丝您。實(shí)際訂貨時(shí)蕾捣，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行圓整但珍。

　　二齐寻、存儲(chǔ)器容量的估算

　　存儲(chǔ)器容量是可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，程序容量是存儲(chǔ)器中用戶應(yīng)用項(xiàng)目使用的存儲(chǔ)單元的大小绎术，因此程序容量小于存儲(chǔ)器容量烈瑰。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制蟋软，因此，程序容量在設(shè)計(jì)階段是未知的嗽桩，需在程序調(diào)試之后才知道岳守。為了設(shè)計(jì)選型時(shí)能對程序容量有一定估算，通常采用存儲(chǔ)器容量的估算來替代碌冶。
存儲(chǔ)器內(nèi)存容量的估算沒有固定的公式湿痢，許多文獻(xiàn)資料中給出了不同公式，大體上都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍扑庞，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍譬重，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)（16位為一個(gè)字），另外再按此數(shù)的25%考慮余量罐氨。

　　三臀规、控制功能的選擇

　　該選擇包括運(yùn)算功能、控制功能栅隐、通信功能塔嬉、編程功能、診斷功能和處理速度等特性的選擇租悄。
　　(一)運(yùn)算功能
　　簡單PLC的運(yùn)算功能包括邏輯運(yùn)算谨究、計(jì)時(shí)和計(jì)數(shù)功能；普通PLC的運(yùn)算功能還包括數(shù)據(jù)移位、比較等運(yùn)算功能烟瞳；較復(fù)雜運(yùn)算功能有代數(shù)運(yùn)算纽材、數(shù)據(jù)傳送等；大型PLC中還有模擬量的PID運(yùn)算和其他高級運(yùn)算功能航娩。隨著開放系統(tǒng)的出現(xiàn)敛纺，目前在PLC中都已具有通信功能，有些產(chǎn)品具有與下位機(jī)的通信伊哮，有些產(chǎn)品具有與同位機(jī)或上位機(jī)的通信稠眠，有些產(chǎn)品還具有與工廠或企業(yè)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的功能。設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)從實(shí)際應(yīng)用的要求出發(fā)问嬉，合理選用所需的運(yùn)算功能碱暗。大多數(shù)應(yīng)用場合，只需要邏輯運(yùn)算和計(jì)時(shí)計(jì)數(shù)功能炮姑，有些應(yīng)用需要數(shù)據(jù)傳送和比較杖户，當(dāng)用于模擬量檢測和控制時(shí)，才使用代數(shù)運(yùn)算检痰，數(shù)值轉(zhuǎn)換和PID運(yùn)算等包归。要顯示數(shù)據(jù)時(shí)需要譯碼和編碼等運(yùn)算。
　　(二)控制功能
　　控制功能包括PID控制運(yùn)算铅歼、前饋補(bǔ)償控制運(yùn)算公壤、比值控制運(yùn)算等，應(yīng)根據(jù)控制要求確定椎椰。PLC主要用于順序邏輯控制厦幅，因此，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慨飘，有時(shí)也采用專用的智能輸入輸出單元完成所需的控制功能确憨，提高PLC的處理速度和節(jié)省存儲(chǔ)器容量。例如采用PID控制單元瓤的、高速計(jì)數(shù)器休弃、帶速度補(bǔ)償?shù)哪M單元、ASC碼轉(zhuǎn)換單元等圈膏。
　　(三)通信功能
　　大中型PLC系統(tǒng)應(yīng)支持多種現(xiàn)場總線和標(biāo)準(zhǔn)通信協(xié)議（如TCP/IP）塔猾，需要時(shí)應(yīng)能與工廠管理網(wǎng)（TCP/IP）相連接。通信協(xié)議應(yīng)符合ISO/IEEE通信標(biāo)準(zhǔn)稽坤，應(yīng)是開放的通信網(wǎng)絡(luò)守涤。
　　PLC系統(tǒng)的通信接口應(yīng)包括串行和并行通信接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通信口懂崭、工業(yè)以太網(wǎng)溃艺、常用DCS接口等区戚；大中型PLC通信總線（含接口設(shè)備和電纜）應(yīng)1：1冗余配置，通信總線應(yīng)符合國際標(biāo)準(zhǔn)睡硫，通信距離應(yīng)滿足裝置實(shí)際要求挣堪。
　　PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)中，上級的網(wǎng)絡(luò)通信速率應(yīng)大于1Mbps趣闹，通信負(fù)荷不大于60%豁惨。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：1）PC為主站，多臺(tái)同型號PLC為從站箍负，組成簡易PLC網(wǎng)絡(luò)烂辟；2）1臺(tái)PLC為主站，其他同型號PLC為從站麦回，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò)哨叙；3）PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng)；4）專用PLC網(wǎng)絡(luò)（各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò)）缤谎。
　　為減輕CPU通信任務(wù)抒倚，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的（如點(diǎn)對點(diǎn)坷澡、現(xiàn)場總線托呕、工業(yè)以太網(wǎng)）通信處理器。
　　(四)編程功能
　　離線編程方式：PLC和編程器公用一個(gè)CPU频敛，編程器在編程模式時(shí)项郊，CPU只為編程器提供服務(wù)，不對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制斟赚。完成編程后呆抑，編程器切換到運(yùn)行模式，CPU對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制汁展，不能進(jìn)行編程。離線編程方式可降低系統(tǒng)成本厌殉，但使用和調(diào)試不方便食绿。在線編程方式：CPU和編程器有各自的CPU，主機(jī)CPU負(fù)責(zé)現(xiàn)場控制选浅，并在一個(gè)掃描周期內(nèi)與編程器進(jìn)行數(shù)據(jù)交換屏酌，編程器把在線編制的程序或數(shù)據(jù)發(fā)送到主機(jī)，下一掃描周期尚技，主機(jī)就根據(jù)新收到的程序運(yùn)行予问。這種方式成本較高，但系統(tǒng)調(diào)試和操作方便潭耙，在大中型PLC中常采用涕笛。
　　五種標(biāo)準(zhǔn)化編程語言：順序功能圖（SFC）燥箍、梯形圖（LD）、功能模塊圖（FBD）三種圖形化語言和語句表（IL）列汽、結(jié)構(gòu)文本（ST）兩種文本語言朦晋。選用的編程語言應(yīng)遵守其標(biāo)準(zhǔn)（IEC6113123），同時(shí)喳律，還應(yīng)支持多種語言編程形式周狱，如C，Basic等赤朽，以滿足特殊控制場合的控制要求稿辙。
　　(五)診斷功能
　　PLC的診斷功能包括硬件和軟件的診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障位置气忠，軟件診斷分內(nèi)診斷和外診斷邻储。通過軟件對PLC內(nèi)部的性能和功能進(jìn)行診斷是內(nèi)診斷，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(jìn)行診斷是外診斷笔刹。
PLC的診斷功能的強(qiáng)弱芥备，直接影響對操作和維護(hù)人員技術(shù)能力的要求，并影響平均維修時(shí)間舌菜。
　　(六)處理速度
　　PLC采用掃描方式工作萌壳。從實(shí)時(shí)性要求來看，處理速度應(yīng)越快越好日月，如果信號持續(xù)時(shí)間小于掃描時(shí)間袱瓮，則PLC將掃描不到該信號，造成信號數(shù)據(jù)的丟失爱咬。
　　處理速度與用戶程序的長度尺借、CPU處理速度、軟件質(zhì)量等有關(guān)精拟。目前燎斩，PLC接點(diǎn)的響應(yīng)快、速度高甫蹄，每條二進(jìn)制指令執(zhí)行時(shí)間約0.2～0.4Ls树吏，因此能適應(yīng)控制要求高、相應(yīng)要求快的應(yīng)用需要缚粮。掃描周期（處理器掃描周期）應(yīng)滿足：小型PLC的掃描時(shí)間不大于0.5ms/K漫介；大中型PLC的掃描時(shí)間不大于0.2ms/K。

　　四囊叛、機(jī)型的選擇

　　(一)PLC的類型
　　PLC按結(jié)構(gòu)分為整體型和模塊型兩類赏碑，按應(yīng)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位学蟀、4位射愧、8位矛熬、16位、32位霜甜、64位等惹模。從應(yīng)用角度出發(fā)，通郴眩可按控制功能或輸入輸出點(diǎn)數(shù)選型灵妨。
　　整體型PLC的I/O點(diǎn)數(shù)固定，因此用戶選擇的余地較小落竹，用于小型控制系統(tǒng)泌霍；模塊型PLC提供多種I/O卡件或插卡，因此用戶可較合理地選擇和配置控制系統(tǒng)的I/O點(diǎn)數(shù)述召，功能擴(kuò)展方便靈活朱转，一般用于大中型控制系統(tǒng)。
　　(二)輸入輸出模塊的選擇
　　輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一积暖。例如對輸入模塊藤为，應(yīng)考慮信號電平、信號傳輸距離夺刑、信號隔離缅疟、信號供電方式等應(yīng)用要求。對輸出模塊遍愿，應(yīng)考慮選用的輸出模塊類型存淫，通常繼電器輸出模塊具有價(jià)格低、使用電壓范圍廣淌影、壽命短游隅、響應(yīng)時(shí)間較長等特點(diǎn)；可控硅輸出模塊適用于開關(guān)頻繁脾韧，電感性低功率因數(shù)負(fù)荷場合腊的，但價(jià)格較貴，過載能力較差聂突。輸出模塊還有直流輸出敷裁、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致芙捏。
　　可根據(jù)應(yīng)用要求，合理選用智能型輸入輸出模塊杰打，以便提高控制水平和降低應(yīng)用成本粤唤。
　　考慮是否需要擴(kuò)展機(jī)架或遠(yuǎn)程I/O機(jī)架等。
　　(三)電源的選擇
　　 PLC的供電電源搁鞭，除了引進(jìn)設(shè)備時(shí)同時(shí)引進(jìn)PLC應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品說明書要求設(shè)計(jì)和選用外预锅，一般PLC的供電電源應(yīng)設(shè)計(jì)選用220VAC電源饵来，與國內(nèi)電網(wǎng)電壓一致。重要的應(yīng)用場合民傻，應(yīng)采用不間斷電源或穩(wěn)壓電源供電胰默。
　　 如果PLC本身帶有可使用電源時(shí)，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求漓踢，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源牵署。為防止外部高壓電源因誤操作而引入PLC，對輸入和輸出信號的隔離是必要的喧半，有時(shí)也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離奴迅。
　　(四)存儲(chǔ)器的選擇
　　由于計(jì)算機(jī)集成芯片技術(shù)的發(fā)展，存儲(chǔ)器的價(jià)格已下降挺据，因此取具，為保證應(yīng)用項(xiàng)目的正常投運(yùn)，一般要求PLC的存儲(chǔ)器容量扁耐，按256個(gè)I/O點(diǎn)至少選8K存儲(chǔ)器選擇暇检。需要復(fù)雜控制功能時(shí)，應(yīng)選擇容量更大婉称，檔次更高的存儲(chǔ)器块仆。
　　(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(chǔ)器）及電源均應(yīng)1B1冗余。
　　 (2)在需要時(shí)也可選用PLC硬件與熱備軟件構(gòu)成的熱備冗余系統(tǒng)翠墩、2重化或3重化冗余容錯(cuò)系統(tǒng)等谴童。
　　 2．I/O接口單元的冗余
　　 (1)控制回路的多點(diǎn)I/O卡應(yīng)冗余配置。
　　 (2)重要檢測點(diǎn)的多點(diǎn)I/O卡可冗余配置帝匙。3）根據(jù)需要對重要的I/O信號整雷，可選用2重化或3重化的I/O接口單元。
　　 (六)經(jīng)濟(jì)性的考慮
　　 選擇PLC時(shí)反狞，應(yīng)考慮性能價(jià)格比珠焦。考慮經(jīng)濟(jì)性時(shí)跳清，應(yīng)同時(shí)考慮應(yīng)用的可擴(kuò)展性股背、可操作性、投入產(chǎn)出比等因素客止，進(jìn)行比較和兼顧痹橙，最終選出較滿意的產(chǎn)品。
　　 輸入輸出點(diǎn)數(shù)對價(jià)格有直接影響巾甲。每增加一塊輸入輸出卡件就需增加一定的費(fèi)用涕克。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲(chǔ)器容量悬襟、機(jī)架衅码、母板等也要相應(yīng)增加拯刁，因此，點(diǎn)數(shù)的增加對CPU選用逝段、存儲(chǔ)器容量垛玻、控制功能范圍等選擇都有影響。在估算和選用時(shí)應(yīng)充分考慮奶躯，使整個(gè)控制系統(tǒng)有較合理的性能價(jià)格比帚桩。

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