自控系统中PLC的选型指南

战锋

  当我们确定一个项目的控制方案后，下一步就得面临plc和接触器等其他设备的选型了，PLC设计选型的重要依据是在符合基本控制要求和大小的条件下，能够确保控制可靠、维护操作方便以及最优的功能比。下面我们一起来详细了解下PLC选型的相关知识：
      
一、PLC类型的选择   
  PLC按结构分有整体式和模块式两种，整体型PLC的全部I/O接口的均价格比模块型的低廉，体积小重量轻。因此通常应用在系统工艺生产较为严格的小型控制系统中；模块式PLC的配置灵活，功能扩展方便，提供多种I/O接口或插槽，所以用户能够准确地选择和配置控制系统的I/O接口量，维修时只要更换单元，排除故障的设计也很简单，所以模块型PLC通常应用在复杂系统和大中型控制系统。

二、I/O模块的选择      
  I/O单元的选择应满足与应用控制的匹配。
  对输入单元，应满足数据的电平、传输距离、隔离和供电方式等需求。
  对输出单元，应满足选择的输出单元类型。
  继电器输出单元：价格便宜，选择电压范围大，过载能力较强，因为是触点元件所以操作频率不高。
  晶闸管输出单元：操作频率高，但晶闸管输出仅可以完成交流负载。
  晶体管输出单元：操作频率高，仅可以完成直流控制，过载能力不强。
  此外还要满足系统是否有模拟量I/O等条件。

三、PLC容量的选择
  PLC容量大小的选择包含I/O接口量和用户存储大小两个内容，I/O接口量估算时要考虑控制的余量，一般依照记录的I/O接口量，再扩展10%~20%的可发展余量后，作为I/O点数估算信息。用户存储大小通常依照数字量I/O接口量10-15倍，再算上模拟I/O接口量的百倍完成估算，当控制单元较为复杂、信息采集量较多时。则依照实际情况再扩展些。

四、通信功能的确定
  大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（如TCP/IP），需要时应能与工厂管理网（TCP/IP）相连接，通信协议应符合ISO /IEEE通信标准，应是开放的通信网络。
     PLC系统的通信接口应包括串行和并行通信接口（RS 232C /422A /423/40）、R IO通信口、工业以太网、常用dcs接口等；大中型PLC通信总线（含接口设备和电缆）应1：1冗余配置，通信总线应符合国际标准，通信距离应满足装置实际要表
  PLC系统的通信网络中，上级的网络通信速率应大于I Mbps，通信负荷不大于60%。 PLC系统的通信网络主要形式有下列几种形式：
  （1）PC为主站，多台同型号PLC为从站。组成简易PLC网络。
  （2）1台PLC为主站，其他同型号PLC为从站，构成主从式PLC网络。
  （3）PLC网络通过特定网络接口连接到大型DCS中作为DCS的子网。
  （4）专用PLC网络(各厂商的专用PLC通信网络。
  为减轻CPU通信任务，根据网络组成的实际需要，应选择具有不同通信功能的（如点对点、现场总线、工业以太网）通信处理器。

五、经济性的选择
  选择经济性时，要用满足控制的可扩展性、可控制性、投入产出比等要求，结合参考条件，最后采用经济较突出的PLC。I/O点数对价格有很多影响，每建立一块I/O单元就需提高一些投资，当接口量建立到固定的数量后，匹配的存储器大小、机架、母板等也要持续变多，所以点数的升高对处理器选择、存储器大小、控制功能要求等因素都有影响。在估算和选择时应全面考虑，使全部控制系统得到最优的性能价格比。

六、其他选择
  对于冗余功能的选择应从两方面考虑：
  （1）控制单元的冗余
  重要的过程单元：CPU(包括存储器)及电源均应1:1冗余；在需要时也可选用PLC硬件与热备软件构成的热备冗余系统、2重化或3重化冗余容错系统等。
  （2）I/O接口单元的冗余
  控制回路的多点I/O卡应冗余配置；重要检测点的多点I/O卡可冗余配置；根据需要对重要的I/O信号，可选用2重化或3重化的I/O接口单元。
  此外，对于PLC的控制功能选择还应包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。

七、总结
  以上说了那么多，其实最主要考虑的只有经济性选择。

王栋春

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好好的资料，学习了，感谢分享