1 引言

　　隨著plc在工業(yè)控制中的推廣普及，plc產(chǎn)品的種類越來越多，其結(jié)構(gòu)型號、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法等各不相同，適用場合也各有側(cè)重。因此，合理選擇plc對于提高其在控制系統(tǒng)中的應(yīng)用有著重要作用。應(yīng)用plc首先要詳細(xì)分析被控對象、控制過程與要求，熟悉了解工藝流程后列出控制系統(tǒng)的所有功能和指標(biāo)要求，與繼電器控制系統(tǒng)和工業(yè)控制計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較后加以選擇。plc最適合于控制對象的工業(yè)環(huán)境較差，而安全性、可靠性要求特別高，系統(tǒng)工藝復(fù)雜，輸入輸出以開關(guān)量為多，用常規(guī)的繼電器接觸器難以實(shí)現(xiàn)，工藝流程又要經(jīng)常變動(dòng)的對象和現(xiàn)場。其次要確定控制范圍，一般講，能夠反映生產(chǎn)過程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測量的參數(shù)；用人工進(jìn)行控制工作量大，操作復(fù)雜容易出錯(cuò)或操作過于頻繁，人工操作不容易滿足工藝要求的往往由plc控制［1］。

2plc的選擇

　　2.1 機(jī)型選擇

　　機(jī)型的選擇主要是指在功能上如何滿足自己需要，而不浪費(fèi)機(jī)器容量。選擇機(jī)型前，首先要對控制對象進(jìn)行下面估計(jì)：有多少開關(guān)量輸入，電壓分別為多少，有多少開關(guān)量輸出，輸出功率為多少；有多少模擬量輸入和模擬量輸出；是否有特殊控制要求，如高速計(jì)數(shù)器；現(xiàn)場對控制器響應(yīng)速度有何要求；機(jī)房與現(xiàn)場分開還是在一起等。

　　在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格最優(yōu)的機(jī)型。通常的做法是：在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好的場合，選用整體式結(jié)構(gòu)的plc；其他情況則最好選用模塊式結(jié)構(gòu)的plc；對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的，一般其控制速度無須考慮，因此選用帶a/d轉(zhuǎn)換，d/a轉(zhuǎn)換，加減運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機(jī)就能滿足要求；而控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的（如要實(shí)現(xiàn)pid運(yùn)算、閉環(huán)控制、通訊聯(lián)網(wǎng)等），可根據(jù)控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或高檔機(jī)（其中高檔機(jī)主要用于大規(guī)模過程控制，全plc的分布式控制系統(tǒng)以及整個(gè)工廠的自動(dòng)化等）。

　　應(yīng)該注意的是，同一個(gè)企業(yè)應(yīng)盡量做到機(jī)型統(tǒng)一，這樣同一個(gè)機(jī)型的plc模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時(shí)，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，因此配上計(jì)算機(jī)后即可把控制各獨(dú)立系統(tǒng)的多臺plc聯(lián)成一個(gè)dcs系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理［2］。

　　2.2i/o的選擇

　　plc與工業(yè)生產(chǎn)過程的聯(lián)系是通過i/o接口模塊來實(shí)現(xiàn)的，plc有許多i/o接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其他一些特殊模塊，使用時(shí)應(yīng)根據(jù)它們的特點(diǎn)進(jìn)行選擇。

　?。?）確定i/o點(diǎn)數(shù)。不同的控制對象所需要的i/o點(diǎn)數(shù)不同，一些典型的傳動(dòng)設(shè)備及常用的電氣元件所需plc的i/o點(diǎn)數(shù)是固定的，如一個(gè)單線圈電磁閥用2個(gè)輸入點(diǎn)，一個(gè)輸出點(diǎn)；一個(gè)按紐需一個(gè)輸入點(diǎn)；一個(gè)信號燈占用一個(gè)輸出點(diǎn)等，但對于同一個(gè)控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，i/o點(diǎn)數(shù)也應(yīng)有所不同。根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需的i/o點(diǎn)數(shù)時(shí)，應(yīng)再增加10%～20%的備用量，以便隨時(shí)增加控制功能。

　?。?）開關(guān)量i/o。開關(guān)量i/o接口可以從傳感器和開關(guān)（如按紐、限位開關(guān)等）及控制設(shè)備（如指示燈、報(bào)警器、電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)器等）接收信號。典型的交流i/o信號為24～240v，直流i/o信號為5～240v。盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的，如用于消除錯(cuò)誤信號的抖動(dòng)電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都沒有可選的隔離電路。在評估離散輸出時(shí)，應(yīng)考慮熔絲、瞬時(shí)浪涌保護(hù)和電源與邏輯電路間的隔離電路［3］。

        （3）模擬量i/o。模擬量i/o接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。其典型量程為-10～+10v、0～+11v、4～20ma或10～50ma。一些制造廠家在plc上設(shè)計(jì)有特殊模擬接口，因而可以接收低電平信號，如rtd、熱電偶等。這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或rtd混合信號。

　?。?）特殊功能i/o。在選擇一臺plc時(shí)，用戶可能會(huì)面臨一些特殊類型且不能用標(biāo)準(zhǔn)i/o實(shí)現(xiàn)的i/o限定，如定位、快速輸入、頻率等。此時(shí)應(yīng)考慮供銷廠商是否提供特殊的有助于最大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而使cpu從耗時(shí)的任務(wù)中解脫出來。

　?。?）智能式i/o。大型plc的生產(chǎn)廠家相繼推出了解決典型工藝過程的智能式的i/o模塊，例如pid控制模塊等。這些智能模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預(yù)先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入cpu或直接輸出，這樣可以提高plc的處理速度并節(jié)省存儲(chǔ)器的容量。

　　2.3存儲(chǔ)器類型及容量選擇

　　plc系統(tǒng)所使用的存儲(chǔ)器由rom和ram組成，存儲(chǔ)容量則隨機(jī)器的大小變化，最大存儲(chǔ)能力：一般小型機(jī)最大存儲(chǔ)能力低于6kb，中型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可達(dá)64kb，大型機(jī)的最大存儲(chǔ)能力可上兆字節(jié)。使用時(shí)可根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)需要來選用合適的機(jī)型，必要時(shí)也可專門進(jìn)行存儲(chǔ)器的擴(kuò)充設(shè)計(jì)。

　　plc的存儲(chǔ)器容量選擇要受到內(nèi)存利用率、開關(guān)量的i/o點(diǎn)數(shù)、模擬量的i/o點(diǎn)數(shù)和用戶的編程水平這四個(gè)因素的影響。存儲(chǔ)容量計(jì)算的第一種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點(diǎn)數(shù)精確計(jì)算存儲(chǔ)器的實(shí)際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的來估算，總存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)=（開關(guān)量輸入點(diǎn)+開關(guān)量輸出點(diǎn)）×10+模擬量點(diǎn)數(shù)×150，然后按計(jì)算存儲(chǔ)器字?jǐn)?shù)的25%考慮裕量。為了使用方便，一般應(yīng)留有25%～30%的裕量。獲取存儲(chǔ)容量的最佳方法是生成程序，即用了多少字，知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶便可以確定準(zhǔn)確的存儲(chǔ)容量。

　　2.4編程器和電源模塊選擇

　　在系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過程中，plc的編程問題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對所選擇plc產(chǎn)品的軟件功能及編程器有所了解。小型控制系統(tǒng)一般選用價(jià)格便宜的簡易編程器，如果系統(tǒng)較大或多臺plc共用，可以選用功能強(qiáng)，編程方便的圖形編程器。如果有個(gè)人計(jì)算機(jī)，可以選用能在個(gè)人計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的編程軟件包。同時(shí)，為了防止因干擾、鋰電池電壓下降等原因破壞ram中的用戶程序，可以選用eeprom模塊作為外部設(shè)備。

　　對于結(jié)構(gòu)為模塊式的plc，電源模塊和額定電流必須大于或等于主機(jī)、i/o模塊、專用模塊等總的消耗電流之和。當(dāng)使用專用機(jī)架時(shí)，從主機(jī)架電源模塊到最遠(yuǎn)一個(gè)擴(kuò)展機(jī)架的線路壓降必須小于0.25v。

　　2.5程序設(shè)計(jì)和總裝統(tǒng)調(diào)

　　在確定控制對象的控制任務(wù)、選擇好plc的機(jī)型后，就可以進(jìn)行控制系統(tǒng)的流程設(shè)計(jì)，畫出流程圖，進(jìn)一步說明各信息流之間的關(guān)系，然后具體安排i/o的配置，并對i/o進(jìn)行地址編號。i/o地址編號確定后，再畫出plc端子和現(xiàn)場信號聯(lián)絡(luò)圖表，進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)即可將硬件設(shè)計(jì)和程序編寫二項(xiàng)工作平行進(jìn)行，編寫程序的過程就是軟件設(shè)計(jì)過程。#p#分頁標(biāo)題#e#

　　用戶編寫的程序在總裝統(tǒng)調(diào)前需要進(jìn)行模擬調(diào)試。用裝在plc上的模擬開關(guān)模擬輸入信號的狀態(tài)，用輸出點(diǎn)的指示燈模擬被控對象，檢查程序無誤后便把plc接到系統(tǒng)里，進(jìn)行總裝統(tǒng)調(diào)，如果統(tǒng)調(diào)達(dá)不到指標(biāo)要求則可對硬件和軟件作調(diào)整，全部調(diào)試結(jié)束后，一般將程序固化在有長久記憶功能的eprom盒中長期保存。