如何選擇plc？plc選型是什么？

本文以西門子PLC為例介紹在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)如何對(duì)PLC進(jìn)行正確選型，以及選型的過程中有哪些需要遵循的依據(jù)，具體涉及的內(nèi)容有以下幾點(diǎn)：

I/O點(diǎn)數(shù)估算PLC的I/O點(diǎn)數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點(diǎn)數(shù)的確定應(yīng)以控制設(shè)備所需的所有I/O點(diǎn)數(shù)的總和為依據(jù)，在一般情況下，PLC的I/O點(diǎn)應(yīng)該有適當(dāng)?shù)挠嗔?，通常根?jù)統(tǒng)計(jì)的I/O點(diǎn)數(shù)，再預(yù)留10%～20%的余量，實(shí)際訂貨時(shí)，還需根據(jù)制造廠商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)，對(duì)輸入輸出點(diǎn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

PLC存儲(chǔ)器容量的估算存儲(chǔ)器容量是指可編程序控制器本身能提供的硬件存儲(chǔ)單元大小，各種PLC的存儲(chǔ)器大小可以從該P(yáng)LC的基本參數(shù)表中找到，例如：西門子的S7-1214C的用戶程序存儲(chǔ)器為100KB，S7-1215C的用戶程序存儲(chǔ)器為125KB。用戶存儲(chǔ)器是用戶程序所使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此存儲(chǔ)器容量應(yīng)大于程序容量。設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序還未編制，因此，需要對(duì)程序容量進(jìn)行估算。如何估算程序容量呢?一般情況都是按數(shù)字量I/O點(diǎn)數(shù)的10～15倍，加上模擬量I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字)，另外再按此數(shù)的25%考慮余量。

PLC通訊功能的選擇現(xiàn)在PLC的通訊功能越來越強(qiáng)大，很多PLC都支持多種通訊協(xié)議(有些需要配備相應(yīng)的通訊模塊)，選擇時(shí)要根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的通訊方式。PLC系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)主要形式有下列幾種形式：

(1)PC為主站，多臺(tái)同型號(hào)PLC為從站，組成簡(jiǎn)易PLC網(wǎng)絡(luò);

(2)1臺(tái)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，構(gòu)成主從式PLC網(wǎng)絡(luò);

(3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);

(4)專用PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠商的專用PLC通信網(wǎng)絡(luò))。為減輕CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的(如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)通信處理器。

plc產(chǎn)品有很多種。不同型號(hào)的PLC對(duì)應(yīng)其不同的結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)、編程方法、價(jià)格等，適用場(chǎng)合也不同。因此，合理選擇可編程控制器對(duì)提高可編程控制器控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)具有重要意義。

PLC的選型應(yīng)從PLC型號(hào)、容量、I/O模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信組網(wǎng)能力等方面綜合考慮。PLC選型的基本原則是在滿足功能要求、保證可靠性、維護(hù)方便的前提下，力求最佳的性價(jià)比。選擇時(shí)主要考慮合理的結(jié)構(gòu)類型、安裝方式的選擇、相應(yīng)的功能要求、響應(yīng)速度要求、系統(tǒng)可靠性要求、模型盡可能統(tǒng)一等因素。

一、合理的結(jié)構(gòu)類型

PLC主要有兩種結(jié)構(gòu)類型:整體式和模塊化。

整體式PLC的每個(gè)I/O點(diǎn)的平均價(jià)格都比模塊化PLC便宜，體積也比較小，所以一般用于系統(tǒng)流程相對(duì)固定的小型控制系統(tǒng)。而模塊化PLC功能擴(kuò)展靈活方便，在I/O點(diǎn)、輸入點(diǎn)與輸出點(diǎn)的比例、I/O模塊的類型等方面有很大的選擇余地。并且便于維護(hù)，這通常比控制系統(tǒng)更復(fù)雜。

二、安裝方法的選擇

PLC系統(tǒng)的安裝方式可分為集中式、遠(yuǎn)程I/O和多PLC聯(lián)網(wǎng)分布式。

集中式不需要設(shè)置硬件驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I/O，系統(tǒng)響應(yīng)快，成本低;遠(yuǎn)程I/O適用于設(shè)備分布廣泛的大規(guī)模系統(tǒng)。遠(yuǎn)程I/O可以分布在短連接的近場(chǎng)設(shè)備，但需要增加驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I/O電源。多可編程邏輯控制器的分布式網(wǎng)絡(luò)適用于多個(gè)設(shè)備獨(dú)立控制并相互連接的場(chǎng)合?？梢赃x擇小型可編程邏輯控制器，但必須連接通信模塊。

三.相應(yīng)的功能要求

一般小(低檔)PLC具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要通斷控制的設(shè)備就可以滿足。

對(duì)于以開關(guān)量為主、少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用帶A/D、D/A轉(zhuǎn)換單元、具有加減、算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳輸功能的增強(qiáng)型低檔PLC。對(duì)于復(fù)雜的控制，需要PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信組網(wǎng)等功能。根據(jù)控制的大小和復(fù)雜程度，選擇中高檔PLC。而中高檔PLC價(jià)格昂貴，一般用于大型過程控制和集散控制系統(tǒng)。

四.響應(yīng)速度要求

PLC是為工業(yè)自動(dòng)化設(shè)計(jì)的通用控制器，不同等級(jí)PLC的響應(yīng)速度一般都能滿足其應(yīng)用范圍的需要。如果要跨范圍使用PLC，或者某些功能或信號(hào)有特殊的速度要求，要慎重考慮PLC的響應(yīng)速度。可以選擇具有高速I/O處理功能的PLC，也可以選擇具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等。

在PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，首先要確定系統(tǒng)方案，下一步是PLC的設(shè)計(jì)選擇。PLC的選擇主要是確定PLC制造商和PLC的具體型號(hào)。系統(tǒng)方案需要分布式系統(tǒng)、遠(yuǎn)程I/O系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)通信。那么如何選擇PLC呢?

1、PLC廠家的選擇。

確定PLC制造商主要應(yīng)考慮設(shè)備用戶的要求、設(shè)計(jì)師對(duì)不同制造商PLC的熟悉程度和設(shè)計(jì)習(xí)慣、配套產(chǎn)品的一致性和技術(shù)服務(wù)。

考慮到PLC本身的可靠性，原則上只要是國(guó)外大公司的產(chǎn)品，就不應(yīng)存在可靠性差的問題。

此外，對(duì)于一些特殊行業(yè)(如冶金、煙草等)，應(yīng)選擇運(yùn)營(yíng)業(yè)績(jī)成熟可靠的PLC系統(tǒng)。

2、輸入輸出(I/0)點(diǎn)數(shù)估算。

PLC的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)是PLC的基本參數(shù)之一。I/O點(diǎn)數(shù)的確定應(yīng)基于控制設(shè)備所需的所有輸入/輸出點(diǎn)數(shù)的總和。

一般情況下，PLC的I/O點(diǎn)應(yīng)有適當(dāng)?shù)挠嗔?。通常根?jù)輸入輸出點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)，再增加10%~20%的可擴(kuò)展余量，作為輸入輸出點(diǎn)的估算數(shù)據(jù)。

在實(shí)際訂購(gòu)時(shí)，還需要根據(jù)制造商PLC的產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

3、PLC存儲(chǔ)容量估算。

存儲(chǔ)容量是指可編程控制器本身可以提供的硬件存儲(chǔ)單元的大小，可以從PLC的基本參數(shù)表中找到各種PLC的存儲(chǔ)容量。

例如，西門子S7-314PLC的用戶程序存儲(chǔ)容量為64KB，S7-315-2DPPLC的用戶程序存儲(chǔ)容量為128KB。

程序容量是用戶程序在存儲(chǔ)器中使用的存儲(chǔ)單元的大小，因此存儲(chǔ)容量應(yīng)大于程序容量。在設(shè)計(jì)階段，由于用戶應(yīng)用程序尚未編制，因此需要估計(jì)程序容量。

如何估計(jì)程序容量?很多文獻(xiàn)都給出了不同的公式，一般是數(shù)字I/O點(diǎn)數(shù)的10~15倍，加上模擬I/O點(diǎn)數(shù)的100倍，以此數(shù)為內(nèi)存的總字?jǐn)?shù)(16位為一個(gè)字)，再按此數(shù)的25%考慮余量。

4、選擇PLC通信功能。

目前，PLC的通信功能越來越強(qiáng)大。許多PLC支持多種通信協(xié)議(有些需要配備相應(yīng)的通信模塊)，并根據(jù)實(shí)際需要選擇合適的通信方式。

PLC系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的主要形式如下：

(1)PC為主站，多個(gè)同型號(hào)PLC為從站，形成簡(jiǎn)單的PLC網(wǎng)絡(luò);

(2)1個(gè)PLC為主站，其他同型號(hào)PLC為從站，形成主從式PLC網(wǎng)絡(luò);

(3)PLC網(wǎng)絡(luò)通過特定的網(wǎng)絡(luò)接口連接到大型DCS中作為DCS的子網(wǎng);

(4)專用PLC網(wǎng)絡(luò)(各廠家專用PLC通信網(wǎng)絡(luò))。

為了減少CPU通信任務(wù)，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)組成的實(shí)際需要，應(yīng)選擇具有不同通信功能的通信處理器(如點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、現(xiàn)場(chǎng)總線、工業(yè)以太網(wǎng)等)。