【E課堂】PLC選型必須注意哪些事？

　　一、PLC機(jī)型選擇

　　機(jī)型選擇的基本原則是在滿足控制功能要求的前提下，保證系統(tǒng)工作可靠、維護(hù)使用方便及最佳的性能價(jià)格比。具體應(yīng)考慮的因素如下所述。

　　1、結(jié)構(gòu)合理

　　對(duì)于工藝過(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好(維修量較小)的場(chǎng)合，選用整體式結(jié)構(gòu)PLC，其他情況則選用模塊式結(jié)構(gòu)PLC。

　　2、功能、規(guī)模相當(dāng)

　　對(duì)于開(kāi)關(guān)量控制的工程項(xiàng)目，對(duì)其控制速度無(wú)需考慮，一般的低檔機(jī)就能滿足要求。對(duì)于以開(kāi)關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的工程項(xiàng)目，可選用低檔機(jī)。對(duì)于控制比較復(fù)雜，控制功能要求更高的工程項(xiàng)目，例如要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等，可視控制規(guī)模及復(fù)雜的程度選用中檔或高檔機(jī)。其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過(guò)程控制、全PLC的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等。

　　3、機(jī)型統(tǒng)一

　　一個(gè)大型企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一。因?yàn)橥粰C(jī)型的PLC，其模塊可互換，便于備用品、備件的采購(gòu)和管理;其功能及編程方法統(tǒng)一，有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開(kāi)發(fā);其外部設(shè)備通用，資源可共享，配以上位計(jì)算機(jī)后，可把控制各獨(dú)立的系統(tǒng)的多臺(tái)PLC連成一個(gè)多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，相互通信，集中管理。

　　二、容量的選擇

　　PLC的容量包括用戶存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量(字?jǐn)?shù))和I/O點(diǎn)數(shù)兩方面的含義。PLC容量的選擇除滿足控制要求外，還應(yīng)留有適當(dāng)?shù)脑Ａ恳宰鱾溆谩?/p>

　　通常，一條邏輯指令占存儲(chǔ)器一個(gè)字，計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)、移位以及算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送等指令占存儲(chǔ)器兩個(gè)字。各種指令占存儲(chǔ)器的字?jǐn)?shù)可查閱PLC產(chǎn)品使用手冊(cè)。

　　在選擇存儲(chǔ)器容量時(shí)，一般可按實(shí)際需要的25%考慮裕量。通常I/O點(diǎn)數(shù)可按實(shí)際需要的10%～15%考慮裕量。

　　三、指令系統(tǒng)的選擇

　　由于可編程控制器應(yīng)用的廣泛性，各種機(jī)型所具備的指令系統(tǒng)也就不完全相同。從工程應(yīng)用角度看，有些場(chǎng)合僅需要邏輯運(yùn)算，有些場(chǎng)合需要復(fù)雜的算術(shù)運(yùn)算，而且一些特殊場(chǎng)合還需要專用指令功能。從可編程控制器本身來(lái)看，各個(gè)廠家的指令差異較大，但從整體上來(lái)說(shuō)，指令系統(tǒng)都是面向工程技術(shù)人員的語(yǔ)言，其差異主要表現(xiàn)在指令的表達(dá)方式和指令的完整性上。有些廠家在控制指令方面開(kāi)發(fā)得較全，有些廠家在數(shù)字運(yùn)算指令方面開(kāi)發(fā)得較全，而大多數(shù)廠家在邏輯指令方面都開(kāi)發(fā)得較完善。在選擇機(jī)型時(shí)，應(yīng)從指令系統(tǒng)方面注意下述內(nèi)容：

　　(1)指令系統(tǒng)的總語(yǔ)句數(shù)。它反映了整個(gè)指令所包括的全部功能。

　　(2)指令系統(tǒng)的種類。主要應(yīng)包括邏輯指令、運(yùn)算指令和控制指令，具體的需求則與實(shí)際要完成的控制功能有關(guān)。

　　(3)指令系統(tǒng)的表達(dá)方式。指令系統(tǒng)表達(dá)方式有多種，有的包括梯形圖、控制系統(tǒng)流程圖、語(yǔ)句表、順控圖、高級(jí)語(yǔ)言等多種表達(dá)方式;有的只包括其中一種或兩種表達(dá)方式。

　　(4)應(yīng)用軟件的程序結(jié)構(gòu)。程序結(jié)構(gòu)有模塊化的程序結(jié)構(gòu)和子程序式的程序結(jié)構(gòu)，前一種有利于應(yīng)用軟件編寫和調(diào)試，但處理速度慢，后一種響應(yīng)速度快，但不利于編寫和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試。

　　(5)軟件開(kāi)發(fā)手段。在考慮指令系統(tǒng)這一性能時(shí)，還要考慮到軟件的開(kāi)發(fā)手段。有的廠家在此基礎(chǔ)上還開(kāi)發(fā)了專用軟件，可利用通用的微型機(jī)(例如IBM-PC)作為開(kāi)發(fā)手段，這樣就更加方便了用戶的需要。

　　四、I/O模塊的選擇

　　I/O部分的價(jià)格占PLC價(jià)格的一半以上，不同的I/O模塊，由于其電路和性能不同，直接影響著PLC的應(yīng)用范圍和價(jià)格，應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況合理選擇。

　　1、輸入模塊的選擇

　　輸入模塊的作用是接收現(xiàn)場(chǎng)的輸入信號(hào)，并將輸入的高電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為PLC內(nèi)部的低電平信號(hào)。輸入模塊的種類，按電壓分類有直流5V、12V、24V、48V、60V，交流115V、220V。按電路形式不同分為匯點(diǎn)輸入式和分隔輸入式兩種。

　　選擇輸入模塊時(shí)應(yīng)注意：

　　(1)電壓的選擇。應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的距離來(lái)考慮，一般5V、12V、24V屬低電壓，其傳輸距離不宜太遠(yuǎn)。如5V模塊最遠(yuǎn)不得超過(guò)10m，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備應(yīng)選用較高電壓的模塊。

　　(2)同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)。高密度的輸入模塊(32點(diǎn)、64點(diǎn))同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度，一般來(lái)講，同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不要超過(guò)輸入點(diǎn)數(shù)的60%。

　　(3)門檻電平。為了提高控制系統(tǒng)的可靠性，必須考慮門檻電平的大小。門檻電平越高，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也就越遠(yuǎn)。

　　2、輸出模塊的選擇

　　輸出模塊的作用是將PLC的輸出信號(hào)傳遞給外部負(fù)載，并將PLC內(nèi)部的低電平信號(hào)轉(zhuǎn)換為外部所需電平的輸出信號(hào)。輸出模塊按輸出方式不同分為繼電器輸出、晶體管輸出和雙向可控硅輸出三種。此外，輸出電壓和輸出電流也各有不同。

　　選擇輸出模塊時(shí)應(yīng)注意：

　　(1)輸出方式的選擇。繼電器輸出的價(jià)格便宜，適用電壓范圍較寬，導(dǎo)通壓降小。但它是原有觸點(diǎn)元件，其動(dòng)作速度較慢、壽命較短，因此適用于不頻繁通斷的負(fù)載。當(dāng)驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)其最大通斷頻率不得超過(guò)1Hz。對(duì)于頻繁通斷的低功率因數(shù)的電感負(fù)載，應(yīng)采用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)元件，即選用晶體管輸出(直流輸出)或雙向可控硅輸出(交流輸出)。

　　(2)輸出電流。輸出模塊的輸出電流必須大于負(fù)載電流的額定值。模塊輸出電流的規(guī)格很多，應(yīng)根據(jù)實(shí)際負(fù)載電流的大小選擇。

　　(3)同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端允許通過(guò)的電流值。通常同時(shí)接通的點(diǎn)數(shù)不宜超過(guò)輸出點(diǎn)數(shù)的60%。

　　五、電源模塊的選擇

　　電源模塊的選擇很簡(jiǎn)單，只需考慮輸出電流。電源模塊的額定輸出電流必須大于CPU模塊、I/O模塊、專用模塊等消耗電流的總和，并留有一定的裕量。在選擇電源模塊時(shí)一般應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：

　　(1)電源模塊的輸入電壓。電源模塊可以包括各種各樣的輸入電壓，有220V交流、110V交流和24V直流等。在實(shí)際應(yīng)用中要根據(jù)具體情況選擇，確定了輸入電壓后，也就確定了系統(tǒng)供電電源的輸出電壓。

　　(2)電源模塊的輸出功率。在選擇電源模塊時(shí)，其額定輸出功率必須大于CPU模塊、所有I/O模塊等總的消耗功率之和，并且要留有30%左右的裕量。當(dāng)同一電源模塊既要為主機(jī)單元又要為擴(kuò)展單元供電時(shí)，從主機(jī)單元到最遠(yuǎn)一個(gè)擴(kuò)展單元的線路壓降必須小于0.25V。

　　(3)擴(kuò)展單元中的電源模塊。在有的系統(tǒng)中，由于擴(kuò)展單元中安裝有智能模塊及一些特殊模塊，就要求在擴(kuò)展單元中安裝相應(yīng)的電源模塊。這時(shí)相應(yīng)的電源模塊輸出功率可按各自的供電范圍計(jì)算。

　　(4)電源模塊接線。選定了電源模塊后，還要確定電源模塊的接線端子和連接方式，以便正確地進(jìn)行系統(tǒng)供電的設(shè)計(jì)。一般的電源模塊的輸入電壓是通過(guò)接線端子與供電電源相連的，而輸出信號(hào)通過(guò)總線插座與可編程控制器CPU的總線相連。

　　(5)系統(tǒng)的接地。電源模塊接地線選擇不小于10mm2的銅導(dǎo)線。與交流穩(wěn)壓器、UPS不間斷電源、隔離變壓器等及系統(tǒng)的接地之連線盡可能短;系統(tǒng)的地線也要和機(jī)殼相連。

　　(6)使用環(huán)境條件。在選擇PLC時(shí)，要考慮使用現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件是否符合它的規(guī)定。一般要考慮的有：環(huán)境溫度、相對(duì)濕度、電源允許波動(dòng)范圍和抗干擾等指標(biāo)。