plc是如何选型的（plc选型从哪几方面入手）

【介绍】

在选择PLC之前，首先要确定系统方案。确定之后，我们就可以选择厂家和型号了。这些你知道如何选择吗？本文介绍了制造商、型号、输入和输出(I/O) 点以及控制功能。有详细的介绍等，可以帮助您从不同的方面选择最适合您的PLC。

1、PLC厂家

确定PLC生产厂家要考虑设备用户的要求、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。

一般来说，在控制独立设备或比较简单的控制系统时，日本PLC产品具有一定的性价比优势。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

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存储器中使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。在设计阶段，由于用户应用程序尚未编译，微信公众号PLC工程师获取信息、知识、技能的程序能力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

这种选择包括计算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等功能的选择。

1. 计算功能

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。

2、控制功能

控制功能包括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，大多数情况下往往采用单环或多环控制器来解决模拟量的控制。有时也使用专门的智能输入输出微信公众号。 PLC工程师可以获取信息、增长知识、提高技能。该单元完成所需的控制功能，提高了PLC的处理速度，节省了内存容量。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。

3、通讯功能

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、常用dcs接口等；大中型PLC的通信总线（包括接口设备和电缆）应考虑冗余配置，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。

4、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。

5、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。

6、处理速度

PLC工作于扫描方式。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扫描时间不大于0.2ms/K

5、PLC型号

PLC的类型：PLC按其结构分为两种类型：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.多种模块选择

1. 数字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0~0V、-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硬件和软件两个方面。

7. 冗余功能

1. 控制单元冗余

A。重要处理单元：CPU（包括内存）和电源应为1B1冗余。

b.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

A。控制回路的多点I/O卡应冗余配置。

b.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。

8. 一般规则

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。

1. 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。微信公众号PLC工程师可以获取信息来增长知识和技能。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. 多功能性

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。

审稿人：刘庆