如何选择PLC |PLC选型技巧

PLC是一种通用的智能化工业控制设备，其档次和功能面向各种各样的应用，众多的生产厂家提供了各种系列、各种功能的产品。目前常见的国内外PLC产品有几百种型号。这为用户提供了广泛的选择余地，但也给一般用户的选型带来一些不便。PLC机型选择的基本原则应是在功能满足要求的情况下，保证可靠，维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几个方面。

1.PLC的形式与规模的选择

（1）功能合理

PLC的选型前提是在功能上应满足生产过程的工艺要求。对于只含有开关量控制的系统，一般的小型PLC即可满足要求，不需要特别考虑PLC的扫描速度。

对于以开关量为主、带少量模拟量控制的系统，可选用带A-D、D-A转换、加减运算、数据传送功能的小容量、高性能的低档机型，如FP1、FP3等系列。这类PLC除了开关量处理外，还具有较强的算术运算和数据处理等功能。对于模拟量控制，就需要考虑PLC的扫描速度。

复杂的控制系统一般含有较多的开关量输入/输出，如对模拟量的控制要求也较高，可考虑选用中档和高档机型，如FP10、FP10S、FP10SH等系列的PLC。中、高档PLC都具有模拟量输入/输出、PID运算、闭环控制和快速响应等功能，但价格较高。对于更复杂的控制系统，其控制点既多又分散，一般要求较快的响应速度，并具有数据处理、文件管理、分析决策等功能，就要选用具有通信联网等功能的PLC系统，以组成分布式工业控制网络。

（2）是否在线编程

PLC的特点之一是使用灵活。当被控设备的工艺过程改变时，只需要编程器重新修改程序，就能满足新的控制要求，给生产带来很大方便。

PLC的编程分为离线编程和在线编程两种。离线编程的PLC，其特点是主机和编程器共用一个CPU，在编程器上有一个＂编程/运行＂选择开关或按键，选择编程状态时，CPU将失去对现场的控制，只为编程器服务，这就是所谓的＂离线＂编程。程序编好后，如选择运行状态，CPU则去执行程序而对现场进行控制，这时，CPU对编程指令按步作出响应。此类PLC由于编程器和主机共用一个CPU，因此节省了大量的硬件和软件，编程器的价格也比较便宜。中、小型PLC多采用离线编程。

在线编程的PLC，其特点是主机和编程器各有一个CPU，编程器的CPU可以随时处理由键盘输入的各种编程指令；主机的CPU则完成对现场的控制，并在一个扫描周期末尾和编程器通信，编程器把编好或改好的程序发送给主机，在下一个扫描周期主机将按照新送入的程序控制现场，这就是所谓的＂在线＂编程。此类PLC由于增加了硬件和软件，故价格高，但应用领域较宽。大型PLC多采用在线编程。

是否在线编程，应根据被控设备工艺要求来选择。对于产品定型的设备和工艺不常变动的设备，应选用离线编程的PLC；反之，可考虑选用在线编程的PLC。

2.PLC的机型与容量的选择

（1）PLC机型的选择

根据控制系统的功能要求和容量来选择PLC，首先是PLC生产厂家的选择，在完成相同功能的情况下，选择厂家在考虑可靠性的同时兼顾经济性。接下来根据生产厂家提供的技术资料选择机型，注意考虑输出类型（如晶体管型、继电器型和晶闸管型）、I/O点数和工作电源等。若电气控制柜还需与其他控制柜联网运行，选型时还需考虑有无联网功能。对于工艺过程相对稳定、使用环境相对较差的场合，宜选用整体式PLC。对于较复杂的系统，可选用模块式PLC，以便于调整、扩充以及快速方便地判断与处理故障。

此外，对于一个单位而言，应尽量使机型统一，以便于系统的设计、管理、使用和维护。

（2）PLC容量的选择

PLC容量包括输入/输出点数和用户程序存储器两个方面。

1）输入/输出点数（I/O点数）的估算根据被控对象的输入信号与输出信号的总点数，再考虑15％～20％的备用量，以便以后的调整和扩充。

2）用户程序存储器容量的估算用户程序存储器容量与许多因素有关，如I/O点数、运算处理量以及程序的结构等，因此不可能预先准确地计算出程序容量，只能作粗略地估算。一些项目所占的存储空间可参照以下原则进行估算：

开关量输入：5～10步/点。

开关量输出：3～5步/点。

模拟量输入/输出：50～80步/通道。

定时器/计数器：3～5步/个。

通信接口：200步/个。(www.xing528.com)

数据处理：5～10步/量。

最后按所估算的总步数再加100％的备用量。需要注意的是，有些小型PLC的用户程序存储器容量是固定的，在选择时要充分考虑。

3.开关量输入/输出模块的选择

不同的开关量I/O模块的电路组成不同，开关量I/O模块的选择主要是根据点数、电路结构、电压形式、电压范围等方面。

（1）开关量输入模块的选择

PLC的开关量输入模块用来检测来自现场（如按键、行程开关、接近开关等）的通断信号，并经过隔离、放大、整形和电平转换等处理后输入PLC内部。对开关量输入模块，主要是选择点数和输入电压形式，输入电压一般有24V的直流和110V或220V的交流。选择输入模块应考虑以下几点：

1）输入模块的工作电压应尽量与现场输入设备（有源的）的一致，可以省掉转换环节。

2）高密度的输入模块，如32点或64点，因受工作电压、工作电流和环境温度的限制，一般可同时接通的点数不得超过该模块输入点数的60％。

（2）开关量输出模块的选择

PLC的输出模块是将其内部的低电平控制信号经隔离后转换成外部所需电平的输出信号，以驱动外部负载。对开关量输出模块，主要是选择其点数和输出方式。输出方式有晶体管、晶闸管和继电器三种。选择输出模块应考虑以下几点：

1）输出方式 继电器输出可任意使用交流或直流工作电源，价格相对便宜，输出电压适应范围广，导通压降小，承受瞬时过电压和过电流的能力强，具有隔离作用。但继电器触点的响应速度慢，工作寿命较短，适用于动作不频繁的交直流负载。在驱动感性负载时，最高通断频率一般不超过1Hz。晶体管（使用直流工作电源）和晶闸管输出（使用交流工作电源）都为无触点开关输出，适用于驱动动作频繁的负载。

2）输出电压（电流） 输出模块的输出电压（电流）必须大于负载电压（电流）的额定值，并留有足够的余量。

3）允许同时接通的输出点数 在选用输出模块时，不但要看一个输出点的驱动能力，还要保证不超过公共端（COM端）所允许的电流值。

4.模拟量输入/输出模块的选择

（1）模拟量输入模块的选择

对于输入连续变化的电压、压力、流量等物理量，需采用相应的传感器或变送器转变为一定范围内的电压或电流信号，然后使用模拟量模块输入到PLC中。模拟量输入模块按通道分为2、4、8通道等规格，按电路结构分为普通型和隔离型，按输入信号形式和范围有-10～10V、0～5V、1～5V、0～20mA、4～20mA等。有的模块可设定电流还是电压，甚至可设定范围，选择输入模块应考虑以下几点：

1）输入方式及范围：根据输入设备来选择电压型或电流型输入方式的模块，电流型的抗干扰能力高于电压型。模块的输入有效范围越大，其适应性较强，但绝对误差偏大。

2）转换分辨率：分辨率与系统的控制精度有关。一般的模块有12位以上的分辨率，可以满足一般的要求。如输入信号范围可变，可分辨的最小的信号单位也随之变化。

3）转换速度：转换速度与控制系统的实时性有关。模块的转换速度有快有慢，考虑到滤波效果，模拟量输入模块大多采用积分式A/D转换，转换速度一般为毫秒级。通常各通道的转换以串行方式进行，如因转换速度而影响控制性能时，可选用专用的高速模块。

（2）模拟量输出模块的选择

模拟量输出模块能输出被控设备所需的规定信号范围的电压或电流，如0～5V、-10～10V或4～20mA等。模拟量输出模块的选择考虑与模拟量输入模块相同。为了满足特殊的需求，可选用相应的专用智能模块。

此外还要考虑与PLC的I/O口相连的输入/输出设备的选型，包括输入设备（如按钮、行程开关、传感器、变送器等）和输出设备（继电器、接触器、调节阀、信号指示灯等）的选型，以及由输出设备驱动的各种控制对象（如电动机、电磁阀等）的选型，选择此类设备要考虑备件的通用性。

以上简要地介绍了PLC选型的一般依据和通常需考虑的几个因素，设计者应根据实际的需要综合考虑，选择性能价格比合适的产品，完全满足被控对象的控制要求，充分发挥PLC的功能，并兼顾到系统的扩充性。