plc设计选型的具体技巧详解图（plc设计选型的具体技巧详解视频）

在设计PLC系统时，首先要确定系统方案，接下来就是PLC的设计和选型。选择PLC时，主要是确定PLC的生产厂家以及PLC的具体型号。对于系统解决方案来说，需要分布式系统和远程I/O系统，还需要考虑网络通信需求。那么具体应该如何选择PLC呢？笔者认为应有以下几个方面。

一、PLC生产厂家

在确定PLC生产厂家时，主要考虑设备使用者的要求、设计者对不同厂家PLC的熟悉程度和设计习惯、配套产品的一致性、技术服务等因素。考虑到PLC本身的可靠性，原则上只要是国外大公司的产品，就不应该存在可靠性差的问题。

笔者个人认为，一般来说，在控制独立设备或者比较简单的控制系统时，匹配日本PLC产品在性价比方面具有一定的优势。对于系统规模较大、对网络通讯功能和开放性要求较高的分布式控制系统和远程I/O系统，欧美生产的PLC在网络通讯功能上更有优势。另外，对于一些特殊行业（如冶金、烟草等），应选择具有相关行业运行性能的成熟可靠的PLC系统。 2、输入/输出（I/O）点数PLC的输入/输出点数是PLC的基本参数之一。 I/O 点数应根据控制设备所需的所有I/O 点数的总数来确定。一般情况下，PLC的I/O点应有适当的裕量。通常根据统计的输入输出点数，然后加上10%~20%的可扩展余量，将该数据作为估计的输入输出点数。实际订购时，输入输出点数需要根据厂家PLC的产品特性进行调整。 3、存储容量：存储器容量是可编程控制器本身能够提供的硬件存储单元的大小。程序容量是用户应用项目在内存中使用的存储单元的大小，因此程序容量小于内存容量。在设计阶段，由于用户应用程序尚未编译，程序容量在设计阶段是未知的，需要程序调试后才能知道。为了在设计和选择时对程序容量有一定的估计，通常采用存储器容量的估计来代替。 PLC内存容量的估算没有固定的公式。许多文献给出了不同的公式。一般来说，它们是基于数字I/O点数的10到15倍，加上模拟I/O点数的100倍。该数字是存储器中的总字数（16 位为一个字），并考虑该数字的25% 的余量。 4、控制功能此选型包括运算功能、控制功能、通讯功能、编程功能、诊断功能、处理速度等特性的选择。 (1)操作功能

简单PLC的运算功能包括逻辑运算、定时和计数功能；普通PLC的运算功能还包括数据移位、比较等运算功能；更复杂的计算功能包括代数运算、数据传输等；大型PLC还具有模拟功能。 PID运算等高级运算功能。随着开放系统的出现，PLC现在具有通信功能。有的产品与下位机通讯，有的产品与同一台计算机或上位机通讯，有的产品还与工厂或企业网络进行数据通讯。功能。设计选型时，应根据实际应用的要求，合理选择所需的计算功能。大多数应用只需要逻辑运算以及计时和计数功能。有些应用需要数据传输和比较。用于模拟量检测和控制时，采用代数运算、数值转换和PID运算。其他则需要解码和编码等操作来显示数据。

(二)控制功能

控制功能有PID控制运算、前馈补偿控制运算、比例控制运算等，应根据控制要求确定。 PLC主要用于顺序逻辑控制。因此，大多数场合往往采用单环或多环控制器来解决模拟量的控制。有时还采用专用的智能输入输出单元来完成所需的控制功能，以提高处理速度并节省内存容量。例如采用PID控制单元、高速计数器、带速度补偿的模拟单元、ASC代码转换单元等。

（三)通信功能

大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），并在必要时应能连接到工厂管理网络（TCP/IP）。通信协议应符合ISO/IEEE通信标准，并且应该是开放的通信网络。

PLC系统的通讯接口应包括串行和并行通讯接口（RS2232C/422A/423/485）、RIO通讯口、工业以太网、通用dcs接口等；大中型PLC的通信总线（包括接口设备和电缆）应采用1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足设备的实际要求。

PLC系统的通讯网络中，上级网络通讯速率应大于1Mbps，通讯负载不应大于60%。 PLC系统的通讯网络主要形式如下：

1）PC机为主站，多台相同型号的PLC为从站，组成简单的PLC网络；

2）一台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，组成主从PLC网络；

3）PLC网络通过特定的网络接口作为DCS的子网与大型DCS连接；

4）专用PLC网络（各厂家专用PLC通讯网络）。

为了减轻CPU的通信任务，PLC应根据网络组成的实际需要，选择具有不同通信功能（如点对点、现场总线、工业以太网）的通信处理器。

(四)编程功能

离线编程方式：PLC和编程器共用一个CPU。当编程器处于编程模式时，CPU只为编程器提供服务，不控制现场设备。编程完成后，编程器切换到运行模式，CPU控制现场设备，无法编程。离线编程可以降低系统成本，但使用和调试不方便。

在线编程方式：CPU和编程器都有各自的CPU。主机CPU负责现场控制，并在一个扫描周期内与编程器交换数据。编程器将在线编译好的程序或数据发送给主机。在下一个扫描周期，主机按照新接收到的程序运行。这种方法成本较高，但易于系统调试和操作系统，常用于大中型PLC。

五种标准化编程语言：三种图形语言，顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）和功能块图（FBD），以及两种文本语言，语句表（IL）和结构化文本（ST）。所选编程语言应符合其标准（IEC6113123），同时还应支持多种语言编程形式，如C、Basic、Pascal等，以满足特殊控制场合的控制要求。

(五)诊断功能

PLC的诊断功能包括硬件诊断和软件诊断。硬件诊断通过对硬件的逻辑判断来确定硬件的故障位置，软件诊断分为内部诊断和外部诊断。通过软件对PLC的内部性能和功能进行诊断是内部诊断，利用软件对PLC的CPU与外部输入输出部件的信息交换功能进行诊断是外部诊断。

PLC诊断功能的强弱直接影响操作维护人员的技术能力要求，影响平均维护时间。

(六)处理速度

PLC工作在扫描模式。从实时性要求来看，处理速度越快越好。如果信号持续时间小于扫描时间，PLC将无法扫描信号，导致信号数据丢失。

处理速度与用户程序长度、CPU处理速度、软件质量等有关，目前PLC触点响应快、速度高，每条二进制指令的执行时间约为0.2~0.4s，因此能够适应控制要求高、响应速度要求快的应用场合的需求。扫描周期（处理器扫描周期）应满足：小型PLC的扫描时间不大于0.5ms/K；大中型PLC的扫描时间不大于0.2ms/K。

PLC型号PLC的类型： PLC按其结构分为两种：整体式和模块式。

整体PLC的I/0点数较少，且相对固定，因此用户选择的余地较小，通常用于小型控制系统中。这类PLC的代表有：西门子的S7-200系列、三菱的FX系列、欧姆龙的CPM1A系列等。

模块化PLC提供了多种可插入PLC基板的I/O模块，让用户根据需要合理选择和配置控制系统的I/O点。因此，模块化PLC的配置比较灵活，一般应用于大中型控制系统中。例如，西门子的S7-300系列和S7-400系列，三菱的Q系列，欧姆龙的CVM1系列等。 6. 各种模块选择(1) 数字量I/O模块

数字量输入输出模块的选择应考虑应用要求。例如，对于输入模块，应考虑输入信号电平和传输距离等应用要求。输出模块也有多种类型，如继电器触点输出型、AC120V/23V双向晶闸管输出型、DC24V晶体管驱动型、DC48V晶体管驱动型等。

一般来说，继电器输出模块具有价格低、工作电压范围宽的优点，但使用寿命短、响应时间长。与感性负载配合使用时，需加浪涌吸收电路；双向晶闸管输出模块具有更快的响应时间。适用于频繁开关和感性低功率因数负载场合，但价格较贵，过载能力较差。

另外，输入输出模块根据输入输出点数可分为规格：8点、16点、32点等，选型时应根据实际需要合理配备。

(2) 模拟量I/O模块

模拟量输入模块根据模拟量输入信号类型可分为电流输入型、电压输入型、热电偶输入型等。电流输入型通常信号电平为4~20mA或0~20mA；电压输入模块通常有0~10V、-5V~+5V等信号电平。有些模拟量输入模块兼容电压或电流输入信号。模拟量输出模块又分为电压型输出模块和电流型输出模块。电流输出信号通常范围为020mA和420mA。电压输出信号通常包括0~10V、-10V~+10V等。模拟量输入输出模块根据输入输出通道数可分为2通道、4通道、8通道等规格。

(3)功能模块

功能模块包括通讯模块、定位模块、脉冲输出模块、高速计数模块、PID控制模块、温度控制模块等。选择PLC时应考虑功能模块匹配的可能性。功能模块的选择涉及到硬件和软件两个方面。

在硬件方面，首先应考虑功能模块能否方便地与PLC连接。 PLC应有相应的连线、安装位置和接口、连接电缆等附件。在软件方面，PLC应具有相应的控制功能，并能方便地对功能模块进行编程。例如，三菱的FX系列PLC可以通过“FROM”和“TO”指令轻松控制相应的功能模块。

冗余功能（一）控制单元冗余1、重要处理单元：CPU（包括内存）和电源应1B1冗余。

2、必要时还可以选择由PLC硬件和热备软件组成的热备冗余系统、2层或3层冗余容错系统等。

(2) I/O 接口单元冗余1、控制回路的多点I/O 卡应冗余配置。

2、重要检测点的多点I/O卡可冗余配置。 3）对于重要的I/O信号，可根据需要选择2层或3层I/O接口单元。

一般原则

当PLC的型号和规格大致确定后，就可以根据控制要求一一确定PLC各部件的基本规格和参数，并选择各部件模块的型号。选择模块型号时

，应遵循以下原则。

(一)经济

选择PLC时，应考虑性能价格比。在考虑经济性时，还应考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和考虑，最终选择更满意的产品。

输入输出点数的多少对价格有直接影响。每个额外的输入和输出卡都需要额外的成本。当积分增加到一定值时，相应的内存容量、机架、主板等也会相应增加。因此，点数的增加对CPU的选择、存储器容量、控制功能范围等都有影响，在估算和选择时应充分考虑，使整个控制系统具有更合理的性能价格比。

(2) 便利性

一般来说，作为PLC，往往有多种类型的模块可以满足控制要求。选型时应以简化电路设计、易于使用、尽可能减少外部控制器件为原则。例如：对于输入模块，应优先考虑可直接连接外部检测元件的输入形式，避免使用接口电路。对于输出模块，应优先考虑能直接驱动负载的输出模块，尽量减少中间继电器等元件。

(3) 普遍性

选择时应考虑PLC各组成模块的统一性和通用性，避免模块类型过多。这不仅方便了采购、减少了备品备件，而且增加了系统各部件的互换性，为设计、调试和维护提供了便利。

(4)兼容性

在选择PLC系统各组成模块时，应充分考虑兼容性。为了避免出现兼容性差的问题，构成PLC系统的主要部件的生产厂家不宜过多。如果可能的话，尽量选择同一厂家的产品。