厌倦了在 PLC 选择中迷失方向？遵循这 8 个实用原则才能做出正确的选择！
厌倦了在 PLC 选择中迷失方向？遵循这 8 个实用原则才能做出正确的选择！
厌倦了在 PLC 选择中迷失方向？遵循这 8 个实用原则才能做出正确的选择！
在选择 PLC 之前，第一步是定义系统要求。一旦明确了这一点，您就可以选择制造商和型号。但你如何做出这些决定呢？本文提供了详细的指南，帮助您选择最适合您需求的 PLC，涵盖制造商、型号、I/O 点数和控制功能。
1、PLC厂家
在确定PLC生产厂家时，要考虑用户的要求、设计者对不同品牌的熟悉程度、配套产品的兼容性、技术服务支持等关键因素。一般来说，国际大公司的产品都是可靠的。对于较小的独立设备或简单的控制系统，日本 PLC 通常提供更好的价值。对于网络和通信要求较高的大型系统，欧美工业PLC因其优越的通信能力往往更具优势。
对于冶金或烟草等专业行业，建议选择在这些行业中具有经过验证的性能和可靠记录的 PLC 系统。
2. 输入/输出（I/O）点
I/O点数是PLC的一个基本参数。要确定所需的 I/O 点数，请计算控制设备所需的 I/O 点数总数。通常，您应该为可扩展性留出 10% 到 20% 的裕度。订货时还应根据制造商的PLC产品特性进行调整。
3、存储容量
PLC的存储容量是指它提供的硬件存储单元。程序容量，即用户应用程序实际使用的存储容量，小于总存储容量。由于程序容量在设计阶段（在编写用户应用程序之前）是未知的，因此根据存储容量进行估算。常见的估算公式为：（数字 I/O 点数 × 10–15）+（模拟 I/O 点数 × 100）= 总字数（每个字 16 位），另外还有 25% 的余量。
4. 控制功能
选择 PLC 时，请考虑以下关键特性：计算功能、控制功能、通信能力、编程功能、诊断工具和处理速度。
计算函数
基本 PLC 通常支持逻辑运算、定时和计数。中档 PLC 还包括数据转移和比较功能。代数运算和数据传输等高级计算功能在大型 PLC 中很常见。高端 PLC 甚至支持用于模拟控制和其他高级计算的 PID 运算。根据应用的不同，大多数场景只需要逻辑和计时/计数操作，而其他场景可能需要数据传输和比较。
控制功能
控制功能包括PID控制、前馈补偿、比例控制等。PLC主要用于顺序逻辑控制。在许多情况下，单回路或多回路控制器处理模拟控制任务。对于复杂的控制功能，智能输入/输出模块（例如PID单元或高速计数器）可以提高处理速度并节省内存。
通讯功能
大中型PLC系统应支持多种现场总线和标准通信协议（例如TCP/IP），并应能够在必要时连接到工厂管理网络。通讯接口应包括串口/并口、工业以太网等。为了冗余和可靠性，通讯总线应符合国际标准并满足距离要求。
编程功能
PLC程序记录可以离线（PLC 和编程器之间共享 CPU）或在线（PLC 和编程器使用单独的 CPU）完成。五种标准化编程语言是顺序功能图（SFC）、梯形图（LD）、功能块图（FBD）、指令表（IL）和结构化文本（ST）。理想情况下，PLC 还应支持其他语言，例如用于专门应用的 C 或 Basic 语言。
诊断功能
PLC 诊断涵盖硬件和软件。硬件诊断通过逻辑检查来识别故障，而软件诊断包括内部（与性能相关）和外部（与通信相关）检查。强大的诊断功能减少了维护时间和对操作员的技术要求。
处理速度
PLC处理速度影响实时性。如果信号的持续时间短于 PLC 的扫描周期，则可能会丢失该信号。处理速度取决于程序长度和 CPU 能力等因素。现代PLC在0.2-0.4微秒内处理二进制指令，满足高速控制要求。对于小型 PLC，扫描周期时间应≤0.5ms/K；对于较大系统，扫描周期时间应≤0.2ms/K。
5.PLC类型
PLC分为集成型和模块化型。集成PLC的I/O点数有限且固定，适合小型控制系统（例如西门子S7-200、三菱FX系列）。模块化 PLC 通过可互换模块提供灵活的 I/O 配置，非常适合大型系统（例如西门子 S7-300/S7-400、三菱 Q 系列）。
6. 模块选择
数字 I/O 模块
数字 I/O 模块的规格（例如，继电器输出、晶体管输出）和 I/O 点数（8、16、32 点）各不相同。继电器输出具有成本效益，但寿命较短，而晶闸管输出速度更快，但更昂贵。选择应符合应用要求。
模拟量 I/O 模块
模拟输入模块处理 4–20mA 电流或 0–10V 电压等信号。模拟输出模块同样提供电流或电压信号。模块的通道数各不相同（2、4、8 通道），应根据具体需求进行选择。
功能模块
功能模块包括通讯、定位、脉冲输出、高速计数、PID控制、温度控制模块。选择时要考虑硬件和软件的兼容性。
7. 冗余功能
对于关键应用，可以对控制单元（例如，CPU和电源的1B1冗余）和I/O接口实施冗余。冗余配置增强系统可靠性。
8. 一般规则
一旦确定了PLC的类型和规格，就可以根据控制要求确定各部件的基本规格和参数。选择模块时，请优先考虑：
- 经济效益：平衡性价比、可扩展性和操作简便性。
- 易于使用：简化设计并减少外部控制元件。
- 标准化：使用统一的模块，方便采购和维护。
- 兼容性：确保所有组件兼容，最好来自同一制造商。