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(lái)越多，其結(jié)構(gòu)型號(hào)、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法等各不相同，適用場(chǎng)合也各有側(cè)重。因此，合理選擇plc對(duì)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(duì)象、控制過(guò)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(duì)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(kāi)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(duì)象和現(xiàn)場(chǎng)。其次要確定控制范圍，一般講，能夠反映生產(chǎn)過(guò)程的運(yùn)行情況，能用傳感器進(jìn)行直接測(cè)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(guò)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(duì)控制對(duì)象進(jìn)行下面估計(jì)：有多少開(kāi)關(guān)量輸入，電壓分別為多少，有多少開(kāi)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(chǎng)對(duì)控制器響應(yīng)速度有何要求；機(jī)房與現(xiàn)場(chǎng)分開(kāi)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(guò)程比較固定、環(huán)境條件較好的場(chǎng)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(duì)于開(kāi)關(guān)量控制以及以開(kāi)關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的，一般其控制速度無(wú)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(lái)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）。

　　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(gòu)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(kāi)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(tái)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(guò)程的聯(lián)系是通過(guò)i/o接口模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)的，plc有許多i/o接口模塊，包括開(kāi)關(guān)量輸入模塊、開(kāi)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(duì)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(hào)燈占用一個(gè)輸出點(diǎn)等，但對(duì)于同一個(gè)控制對(duì)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。

　　（2）開(kāi)關(guān)量i/o。開(kāi)關(guān)量i/o接口可以從傳感器和開(kāi)關(guān)（如按紐、限位開(kāi)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(hào)。典型的交流i/o信號(hào)為24～240v，直流i/o信號(hào)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(hào)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(méi)有可選的隔離電路。在評(píng)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(lái)感知傳感器產(chǎn)生的信號(hào)。這些接口可用于測(cè)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(hào)，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(hào)。

　?。?）特殊功能i/o。在選擇一臺(tái)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(chǎng)數(shù)據(jù)，從而使cpu從耗時(shí)的任務(wù)中解脫出來(lái)。

　?。?）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(guò)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(duì)輸入或輸出信號(hào)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(lái)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(kāi)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(lái)估算，總存儲(chǔ)字?jǐn)?shù)=（開(kāi)關(guān)量輸入點(diǎn)+開(kāi)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(guò)程中，plc的編程問(wèn)題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對(duì)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(jiǎn)易編程器，如果系統(tǒng)較大或多臺(tái)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(duì)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(duì)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(shuō)明各信息流之間的關(guān)系，然后具體安排i/o的配置，并對(duì)i/o進(jìn)行地址編號(hào)。i/o地址編號(hào)確定后，再畫出plc端子和現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)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(guò)程就是軟件設(shè)計(jì)過(guò)程。#p#分頁(yè)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(kāi)關(guān)模擬輸入信號(hào)的狀態(tài)，用輸出點(diǎn)的指示燈模擬被控對(duì)象，檢查程序無(wú)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(duì)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(zhǎng)久記憶功能的eprom盒中長(zhǎng)期保存。