PLC控制系统中PLC的选择

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    plc的选择一般从基本性能、特殊功能和通信联网三个方面考虑。选择的基本原则是在满足控制要求的前提下力争最高的性价比，并有一定的先进性和良好的售后服务。

    PLC的选用首先要进行功能选择，根据控制设备所需要的控制功能，主要解决的是单机控制，还是要通信联网；是一般开关量控制、模拟量控制，还是要增加特殊单元；PLC的CPU单元是否应具有特殊功能；是否需要远程控制；采用小型机、中型机，还是大型机等问题。然后根据控制设备的多少选择I/O的点数和通道数，接着根据I/O信号的类型选择I/O模块，最后根据控制程序的大小选择程序存储器容量。

    具体选择PLC时，可参考以下方面。

    1．基本单元的选择

    基本单元又称CPU单元，是机型选择时首先应考虑的问题，其主要因素有：

    (1)响应速度。PLC输入信号与相应的输出信号响应之间有一定的时间延迟，称为响应延迟时间。它包括输入滤波器的延迟时间，扫描工作方式引起的延迟时间，以及输出电路的延迟时间。响应速度主要是从两个方面来考虑：一是可编程控制器程序的语句处理时间；二是可编程控制器的扫描周期。一般PLC用户手册上都给出语句处理时间，而且是按处理1千步语句所需时间来计算的，扫描周期是最大的扫描周期时间，而系统中实际运行的扫描周期则与系统所连接设备、应用软件的步数，以及复杂程度有关。对于以开关量控制为主的系统，可编程控制器的响应速度一般都可满足实际需要，没有必要特别考虑；对于模拟量控制的系统，特别是具有较多闭环控制的系统，则必须考虑可编程控制器的响应速度。

    (2)存储容量。存储器是存放程序和数据的部件，包括存储器的最大容量、可扩展性、存储器的种类(RAM、EPROM、EEPROM)。存储器扩展性和种类多少，体现了系统构成的方便性和灵活性。PLC的用户程序存储器容量以步为单位，每步可存储一条指令。对于仅有开关量控制功能的小型PLC，一般可把PLC的总点数乘以10，作为估算用户存储器容量的依据。当然存储器容量的大小要根据具体产品型号而定，另外用户程序的长短与编程方法和技巧有很大关系，所以合理的编程技巧可有效地节省PLC的存储容量。

    (3)扩展能力。即PLC带扩展单元的能力，包括所能带扩展单元的数量、种类、扩展单元所占的通道数、扩展口的形式等。

    (4)结构形式。小型PLC中，整体式比模块式价格便宜，体积也较小，只是硬件配置不如模块式灵活。如整体式输入/输出点数之比一般为3:2，实际应用需求中可能与此值相差甚远，模块式就能很方便地配置该比值。此外，模块式的PLC故障排除时间较短。

    (5)特殊功能。新型的PLC有不少非常有用的特殊功能。了解这些功能，可以解决一些较特殊的控制要求。若采用没有这些功能的基本单元来处理，则要添加特殊功能模块，处理起来既复杂，又增加成本。

    (6)通信功能。如果要求将该台PLC接人工业以太网，或连接其他智能化设备，则应考虑选择有相应通信接口的PLC，同时要注意通信协议的兼容性。

    2．指令系统的选择

    由于可编程控制器应用的广泛性，各种机型的指令系统也不完全相同。从应用角度来看，有些场合仅需要逻辑运算，有些场合需要复杂的算术运算，而有一些特殊场合还需要专用功能指令。从可编程控制器本身来看，各个厂家的指令差异较大，其差异主要表现在指令的表达方式和指令的完整性上。在选择机型时，应注意指令系统下述方面的指标：

    (1)总指令数。指令系统的总指令（语句）数反映了指令系统所包括的全部功能。

    (2)指令种类。指令种类主要应包括基本指令、运算指令和应用指令，具体的需求应与实际要完成的控制功能相适应。

    (3)表达方式。指令系统表达方式有多种，包括梯形图、语句表（也称指令表）、控制系统流程图、高级语言等多种表达方式。表达方式的多样性给程序的编写带来了方便，并且也显示了该PLC的成熟性。

    (4)编程工具。PLC的简易编程器价格最低，但功能有限；手持式LCD图形编程器价格较高，可直接显示梯形图。与简易编程器相比，采用计算机配以编程软件，能适用于不同的PLC，可明显提高程序的调试速度，但价格最高。

    3.I/O模块的选择

    I/O模块的选择主要是根据输入信号的类型（开关量、数字量、模拟量、电压类型、等级和变化频率）选择与之相匹配的输入模块。根据负载的要求（如负载电压、电流的类型，NPN输出型还是PNP输出型等），数量等级以及对响应速度的要求等选用合适的输出模块。根据系统要求安排合理的I/O点数，并有一定的余量，考虑到增加点数的成本，在选型前应将输入/输出点作合理的安排，从而实现用较少的点数来保证设备的正常操作。常用的I/O模块有：

    (1)开关量输入模块。主要考虑：输入电压等级、门坎（死区）电平、输入信号的最小持续时间、抗干扰能力等。

    (2)开关量输出模块。主要考虑：开关方式（继电器、晶体管、晶闸管）、开关频率、输出功率、电压形式、电压等级、保护形式等。

    (3)模拟量输入模块。主要考虑：模拟量值的输入范围、转换精度、采样时间、输入信号的连接方式、抗干扰能力等。

    (4)模拟量输出模块。主要考虑：模拟量输出范围、输出形式（电流型还是电压型）、对负载的要求等。

    (5)通信模块。主要考虑：通信协议、通信速率、通信模块所能连接的设备、系统的自诊断能力、应用软件编制方法等。

    其他各模块可根据系统需要，查阅PLC用户手册，了解相应的参数和要求。

    4．其他方面

    (1)性价比。根据不同的控制要求选择不同的PLC，不要片面追求高性能、多功能。对控制要求低的系统，提出过高的技术指标，只会增加开发成本，降低系统的性价比。

    (2)系列产品。考察同一品牌PLC厂家的其他系列产品，从长远和整体观点出发，一个企业最好优选一个PLC厂家的系列化产品，这样可以减少PLC的备件，以后建立自动化网络也较方便，而且只需购置一台编程器或一套编程软件，并可实现资源共享。

    (3)售后服务。选择机型时还要考虑有可靠的技术支持。这些支持包括必要的技术培训，帮助安装、调试，提供备件、备品，保证维修等，以减少后顾之忧。

王栋春

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