PLC机型选择技术方法

    PLC的硬件设计包括：PLC及外围线路的设计、电气线路的设计和抗干扰措施的设计等。选定PLC的机型和分配I/O点后，硬件设计的主要内容就是电气控制系统原理图的设计，电气控制元件的选择和控制柜的设计。电气控制系统的原理图包括主电路和控制电路。控制电路中包括PLC的I/O接线和自动、手动部分的详细连接等。电气元件的选择主要是依据控制要求选择按钮、开关、传感器、保护电器、接触器、指示灯、电磁阀等。    在作出系统控制方案的决策之前，要详细了解被控对象的控制要求，从而决定是否选用PLC进行控制。确定选用PLC进行系统控制后，就要合理选择PLC的机型。目前国内外众多生产厂家推出了多种系列功能各异的PLC产品，使用户眼花缭乱，无所适从。所以要全面权衡利弊、合理地选择机型才能达到经济实用的目的。机型的选择以满足系统功能需要为宗旨，从以下几个方面来考虑：    1．结构形式    根据结构形式，PLC可分为整体式结构和模块式结构两大类。    整体式PLC是将CPU、存储器、I/O部件等组成部分集中于一体，安装在印制电路板上，并连同电源一起装在一个机壳内，形成一个整体，通常称为主机或基本单元。整体式结构的PLC具有结构紧凑、体积小、重量轻、价格低的优点，易于装置在工业设备的内部，通常适用于单机控制。一般小型或超小型PLC多采用这种结构。    模块式PLC是把各组成部分分成独立的模块，如CPU模块、输入模块、输出模块、电源模块等。各模块做成插件式，组装在一个具有标准尺寸并带有若干插槽的机架内。PLC厂家备有不同槽数的机架供用户选择。用户可以根据需要选用不同档次的CPU模块、各种I/O模块和其他特殊模块插入相应的机架底盘的插槽中，组成不同功能的控制系统。模块式结构的PLC配置灵活，装配和维修方便，易于扩展。但它的结构复杂、造价较高。一般大中型的PLC都采用这种结构。    在相同功能和相同I/O点数的情况下，整体式比模块式价格低。但模块式具有功能扩展灵活、维修方便（更换模块）、容易判断故障等优点，要按实际需要选择PLC的结构形式。    2．安装方式    PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。    集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低；远程I/O式适用于大型系统，系统的装置分布范围很广，远程I/O可以分散安装在现场装置附近，连线短，但需要增设驱动器和远程I/O电源；多台PLC联网的分布式适用于多台设备分别独立控制，又要相互联系的场合，可以选用小型PLC，但必须要附加通信模块。    3．功能要求    功能要求是系统设计的主要依据，也是控制系统所要实现的最终目的。PLC选型的基本原则是满足控制系统的功能需要。控制系统需要什么功能，就选择具有什么功能的PLC，同时兼顾维修、备件的通用性。    对于小型单机仅需要开关量控制的设备，一般的小型PLC都可以满足控制要求。    到了20世纪90年代，小型、中型和大型PLC已普遍可以进行PLC与PLC、PLC与上位机的通信与联网，且具有数据处理、模拟量控制等功能。因此在功能选择方面要注意特殊功能的需要，就是要选择具有所需功能的PLC主机和根据需要选择相应的模块，如输入模块、输出模块、定位控制模块、高速计数模块、通信联网模块和人机界面模块等。    4．响应速度    PLC的扫描工作方式使其输出信号与输入信号之间存在一定的响应延迟时间。它最终将影响控制系统的运行速度；所选PLC的指令执行速度应满足被控对象对响应速度的要求。不同的控制对象对PLC的响应速度有不同的要求：控制对象信号速度变化快，要求响应速度快；控制对象信号变化速度慢，相应的速度可以慢一些。要根据实际情况来选择PLC。    PLC的响应时间包括输入电路延迟、输出电路延迟和扫描工作方式引起的时间延迟（一般在2~3个扫描周期）等。对开关量控制系统，PLC的响应速度一般都能满足实际工程的要求，可以不考虑这个问题。但对于模拟量控制系统、特别是闭环系统必须考虑PLC的响应速度。    5．系统可靠性    系统的可靠性就是生命线，任何不能安全可靠工作的系统，都不可能长期投入生产。尤其是在以提高产品数量和质量，保证生产安全为目标的应用场合，必须将可靠性放在首位。PLC是专门为工业环境设计的控制装置，一般不需要采取特殊措施，就可以直接在工业环境中使用。但是如果环境过于恶劣，电磁干扰特别强，或安装使用不当，都可能导致系统无法安全正常运行。干扰可能使PLC接收到错误的信号，造成误动作，或使PLC内部的数据丢失，严重时甚至会使系统失控。所以在系统中应采取相应的可靠性措施，以消除或减少干扰的影响，保证系统的正常运行。    6．机型统一    一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。主要优点如下：模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；功能和使用方法类似，有利于技术力量的培训和技术水平的提高；外部设备通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。