亿维自动化：PLC控制系统的硬件设计

PLC的品种繁多，其结构形式、性能、容量、指令系统、编程方法、价格等各有不同，使用场合也各有侧重。因此，合理选择PLC对于提高PLC控制系统的技术经济指标起着重要作用。

1、 PLC机型的选择

PLC机型的选择应是在满足控制要求的前提下，保证可靠、维护使用方便以及最佳的性能价格比。具体应考虑以下几方面：

（1）性能与任务相适应：对于小型单台、仅需要数字量控制的设备，一般的小型PLC都可以满足要求。对于以数字量控制为主，带少量模拟量控制的应用系统，并选择运算、数据处理功能较强的小型PLC。对于控制比较复杂，控制功能要求更高的工程项目可视控制规模及复杂程度，选用中档或高档PLC。

（2）结构上合理、安装要方便、机型上应统一。对于较复杂的和要求较高的系统一般应选用模块式PLC。对于一个企业，控制系统设计中应尽量做到机型统一。

（3）是否满足响应时间的要求。为了减少PLC的I/O响应延迟时间，可以选用扫描速度高的PLC，使用高速I/O处理这一类功能指令，或选用快速响应模块和中断输入模块。

（4）对联网通信功能的要求。PLC作为工厂自动化的主要控制器件，大多数产品都具有通信联网能力。选择时应根据需要选择通信方式。

(5)其他特殊要求。对可靠性要求极高的系统，应考虑是否采用冗余控制系统或热备份系统。

2、 PLC容量估算

PLC的容量指I/O点数和用户存储器的存储容量两方面的含义。在选择PLC型号时不应盲目追求过高的性能指标，但是在I/O点数和存储器容量方面除了要满足控制系统要求外，还应留有余量，以做备用或系统扩展时使用。

3、 I/O模块的选择

在PLC控制系统中，为了实现对生产过程的控制，要将对象的各种测量参数，按要求的方式送入PLC。PLC经过运算、处理后，再将结果以数字量的形式输出，此时也要把该输出变换为适合于对生产过程进行控制的量。所以，在PLC和生产过程之间，必须设置信息的传递和变换装置。这个装置就是输入/输出（I/O）模块。不同的信号形式，需要不同类型的I/O模块。对PLC来讲，信号形式可分为四类，分别是：数字量输入信号、数字量输出信号、模拟量输入信号、模拟量输出信号。

4、 分配输入/输出点

PLC机型及输入/输出（I/O）模块选择完毕后，首先，设计出PLC系统总体配置图。然后依据工艺布置图，参照具体的PLC相关说明书或手册将输入信号与输入点、输出控制信号与输出点一一对应画出I/O接线图即PLC输入/输出电气原理图。

PLC机型选择完后输入/输出点数的多少是决定控制系统价格及设计合理性的重要因素，因此在完成同样控制功能的情况下可通过合理设计以简化输入/输出点数。

5、 安全回路设计

安全回路是保护负载或控制对象以及防止操作错误或控制失败而进行连锁控制的回路。在直接控制负载的同时，安全保护回路还给PLC输入信号，以便于PLC进行保护处理。安全回路一般考虑以下几个方面：短路保护、互锁与联锁措施、失压保护与紧急停车措施、极限保护。