在現(xiàn)代化的工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備中，有大量的數(shù)字量及模擬量的控制裝置，例如電機(jī)的起停，電磁閥的開閉，產(chǎn)品的計(jì)數(shù)，溫度、壓力、流量的設(shè)定與控制等，工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)中的這些自動(dòng)化控制問題，使得可編程序控制器（PLC）成為解決自動(dòng)化控制問題的最有效工具之一。

硬件選購(gòu)目前市場(chǎng)上的PLC產(chǎn)品眾多，除國(guó)產(chǎn)品牌外，國(guó)外有：日本的OMRON（歐姆龍）、MITSUBISHI（三菱）、FUJI（富士）、anasonic（松下）,德國(guó)的SIEMENS（西門子），韓國(guó)的LG等。上百種型號(hào)。其結(jié)構(gòu)形式、性能、容量、指令系統(tǒng)，編程方法、價(jià)格等各有不同，適用的場(chǎng)合也各有側(cè)重。近幾年，PLC產(chǎn)品的價(jià)格有較大的下降，其性價(jià)比越來越高，使得眾多技術(shù)人員選用PLC。

合理選擇PLC產(chǎn)品，對(duì)于提高PLC控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)起著重要作用。PLC的選擇主要包括機(jī)型選擇，容量選擇，輸入輸出模塊選擇、電源模塊選擇等幾個(gè)方面。

一般來說，各個(gè)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品在可靠性上都是過關(guān)的，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。那么，如何選購(gòu)PLC產(chǎn)品呢?

1、可編程控制器控制系統(tǒng)I/O點(diǎn)數(shù)估算

I/O點(diǎn)數(shù)是衡量可編程控制器規(guī)模大小的重要指標(biāo)。根據(jù)被控對(duì)象的輸入信號(hào)與輸出信號(hào)的總點(diǎn)數(shù)，選擇相應(yīng)規(guī)模的可編程控制器并留有10%～15%的I/O裕量。估算出被控對(duì)象上I/O點(diǎn)數(shù)后，就可選擇點(diǎn)數(shù)相當(dāng)?shù)目删幊炭刂破鳌?/p>

如果是為了單機(jī)自動(dòng)化或機(jī)電一體化產(chǎn)品，可選用小型機(jī)，如果控制系統(tǒng)較大，輸入輸出點(diǎn)數(shù)較多，被控制設(shè)備分散，就可選用大、中型可編程控制器。

2、內(nèi)存估計(jì)

用戶程序所需內(nèi)存容量要受到下面幾個(gè)因素的影響：內(nèi)存利用率；開關(guān)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；模擬量輸入輸出點(diǎn)數(shù)；用戶的編程水平。

（1）、內(nèi)存利用率：用戶編的程序是以機(jī)器語言的形式存放在內(nèi)存中，同樣的程序，不同廠家的產(chǎn)品，在把程序變成機(jī)器語言存放時(shí)所需要的內(nèi)存數(shù)不同，我們把一個(gè)程序段中的接點(diǎn)數(shù)與存放該程序段所代表的機(jī)器語言所需的內(nèi)存字?jǐn)?shù)的比值稱為內(nèi)存利用率。

高的利用率給用戶帶來好處。同樣的程序可以減少內(nèi)存量，從而降低內(nèi)存投資。另外同樣程序可縮短掃描周期時(shí)間，從而提高系統(tǒng)的響應(yīng)。

（2）、開關(guān)量輸入輸出的點(diǎn)數(shù)：可編程控制器開關(guān)量輸入輸出總點(diǎn)數(shù)是計(jì)算所需內(nèi)存儲(chǔ)器容量的重要根據(jù)。一般系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入和開關(guān)量輸出的比為6：4。

（3）、模擬量輸入輸出總點(diǎn)數(shù) ：具有模擬量控制的系統(tǒng)就要用到數(shù)字傳送和運(yùn)算的功能指令，這些功能指令內(nèi)存利用率較低，因此所占內(nèi)存數(shù)要增加。

在只有模擬量輸入的系統(tǒng)中，一般要對(duì)模擬量進(jìn)行讀入、數(shù)字濾波、傳送和比較運(yùn)算。在模擬量輸入輸出同時(shí)存在的情況下，就要進(jìn)行較復(fù)雜的運(yùn)算，一般是閉環(huán)控制，內(nèi)存要比只有模擬量輸入的情況需要量大。

在模擬量處理中，常常把模擬量讀入、濾波及模擬量輸出編成子程序使用，這使所占內(nèi)存大大減少，特別是在模擬量路數(shù)比較多時(shí)。每一路模擬量所需的內(nèi)存數(shù)會(huì)明顯減少。

（4）程序編寫質(zhì)量：用戶編寫的程序優(yōu)劣對(duì)程序長(zhǎng)短和運(yùn)行時(shí)間都有較大影響。對(duì)于同樣系統(tǒng)不同用戶編寫程序可能會(huì)使程序長(zhǎng)度和執(zhí)行時(shí)間差距很大。

一般來說對(duì)初編者應(yīng)為內(nèi)存多留一些余量，而有經(jīng)驗(yàn)的編程者可少留一些余量。

3、響應(yīng)時(shí)間

對(duì)過程控制，掃描周期和響應(yīng)時(shí)間必須認(rèn)真考慮。可編程控制器順序掃描的工作方式使它不能可靠地接收持續(xù)時(shí)間小于掃描周期的輸入信號(hào)。

例如：某產(chǎn)品有效檢測(cè)寬度為125px，產(chǎn)品傳送速度每分鐘50m，為了確保不會(huì)漏檢經(jīng)過的產(chǎn)品，要求可編程控制器的掃描周期不能大于產(chǎn)品通過檢測(cè)點(diǎn)的時(shí)間間隔60ms（T＝125px ／50m／60s）。

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間是指輸入信號(hào)產(chǎn)生時(shí)刻與由此而使輸出信號(hào)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)刻的時(shí)間間隔。

系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間＝輸入濾波時(shí)間+輸出濾波時(shí)間+掃描周期.

4、功能、結(jié)構(gòu)要合理

單機(jī)控制往往是用一臺(tái)可編程控制器控制一臺(tái)設(shè)備，或者一臺(tái)可編程控制器控制幾臺(tái)小設(shè)備。例如對(duì)原有系統(tǒng)的改造、完善其功能等。

單機(jī)控制沒有可編程控制器間的通信問題；但功能要求全面。選擇箱體式結(jié)構(gòu)的可編程控制器為好。

若只有開關(guān)量控制，可選擇F1、F2、FX、GE-1、C-20、S5-101、TI100、EX-40等品種。

另外，國(guó)產(chǎn)化CKY-40H、D-40、CF-40、PCZ-40、ACMY-S256品種也可與進(jìn)口貨相媲美。

若被控對(duì)象是開關(guān)量和模擬量共有，就要選擇有相應(yīng)功能可編程序控制器。模塊式結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品構(gòu)成系統(tǒng)靈活，易于擴(kuò)充，但造價(jià)高，適于大型復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。

5、輸入輸出模塊的選擇

可編程控制器輸入模塊是檢測(cè)并轉(zhuǎn)換來自現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備（按鈕、限位開關(guān)；接近開關(guān)等）的高電平信號(hào)為機(jī)器內(nèi)部電平信號(hào)，模塊類型分直流5、12、24、48、60V幾種；交流115V和220V兩種。

由現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備與模塊之間的遠(yuǎn)近程度選擇電壓的大小，一般5、12、24V屬低電平，傳輸距離不宜太遠(yuǎn)，例如5V的輸入模塊最遠(yuǎn)不能超過10m，也就是說，距離較遠(yuǎn)的設(shè)備選用較高電壓的模塊比較可靠。

另外高密度的輸入模塊如32點(diǎn)、64點(diǎn)，同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)取決于輸入電壓和環(huán)境溫度。一般講，同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)不得超過60%。為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，必須考慮門檻（接通電平與關(guān)斷電平之差）電平的大小。門檻電平值越大，抗干擾能力越強(qiáng)，傳輸距離也就越遠(yuǎn)。

輸出模塊的任務(wù)是將機(jī)器內(nèi)部信號(hào)電頻轉(zhuǎn)換為外部過程的控制信號(hào)。對(duì)于開關(guān)頻繁、電感性、低功率因數(shù)的負(fù)載，推薦使用晶閘管輸出模塊，缺點(diǎn)是模塊價(jià)格高；過載能力稍差。

繼電器輸出模塊優(yōu)點(diǎn)是適用電壓范圍寬，導(dǎo)通壓降損失小，價(jià)格便宜，缺點(diǎn)是壽命短，響應(yīng)速度慢。輸出模塊同時(shí)接通點(diǎn)數(shù)的電流累計(jì)值必須小于公共端所允許通過的電流值。輸出模塊的電流值必須大于負(fù)載電流的額定值。

6、結(jié)構(gòu)型式的考慮

PLC的結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式兩種。整體式結(jié)構(gòu)把PLC的I/O和CPU放在一塊大印刷電路板上，節(jié)省了插接環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，每一I/O點(diǎn)的平均價(jià)格也比模塊式的便宜，所以小型PLC控制系統(tǒng)多采用整體式結(jié)構(gòu)。

模塊式PLC的功能擴(kuò)展，I/O點(diǎn)數(shù)的增減，輸入與輸出點(diǎn)數(shù)的比例，都比整體式方便靈活。維修時(shí)更換模塊，判斷與處理故障快速方便。因此，對(duì)于較復(fù)雜的要求較高的系統(tǒng)，一般選用模塊式結(jié)構(gòu)。

7、對(duì)用戶存貯器的要求

一般PLC都用CMOS RAM作用戶存貯器，它具有靜態(tài)消耗電流小（1／A）的特點(diǎn)。為了在停電時(shí)保護(hù)用戶程序和現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，通常用鋰電池作后備電源。

如果被控系統(tǒng)的工藝要求固定不變，所編程序經(jīng)調(diào)試后己比較完善，不需要經(jīng)常修改，為了防止他人隨意改動(dòng)控制程序，可以采用EPROM（選購(gòu)件）將用戶程序固化。

8、是否需要通訊聯(lián)網(wǎng)的功能

大部分小型PLC都是以單機(jī)自動(dòng)化為目的，一般沒有和上位計(jì)算機(jī)通訊的接口。如果用戶要求將PLC納入工廠自動(dòng)化控制網(wǎng)絡(luò)，就應(yīng)選用帶有通訊接口的PLC。一般大、中型PLC都具有通訊功能。

近年來，一些高性能的小型機(jī)（如FX、C40H、S5-100U等）也帶有通訊接口，通過RS-232串行接口，與上位計(jì)算機(jī)或另一臺(tái)PLC相連，也可以連接打印機(jī)、CRT等外部設(shè)備。

以上簡(jiǎn)要地介紹了PLC選型的依據(jù)和應(yīng)考慮的幾個(gè)問題，用戶應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)實(shí)際的需要，綜合考慮各種因素，選擇性能價(jià)格比合適的產(chǎn)品，使被控對(duì)象的控制要求得到完全滿足，也使PLC的功能得到充分發(fā)揮。

審核編輯 ：李倩