PLC硬件配置应考虑因素

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     根据系统的控制目标和控制功能，从众多的plc生产厂中初步选择几个具有一定知名度的公司，如SIEMENS、OMRON和A-B等，再根据被控对象的工艺要求及I/O系统考虑具体配置问题。

    PLC硬件配置时的主要考虑：

    (1) CPU能力CPU的能力是PLC最重要的性能指标，在选择机型时，主要从以下几个方面考虑：

    1)处理器的个数及位数。配置CPU时，处理器的个数（是单处理器或者多处理器）的不同，处理器的位数不同（处理器的位数是选择8位、16位或者32位），将直接影响PLC的性能。

    2)存储器的容量及可扩展性。存储器的容量是指用于存储用户程序和数据的能力，应考虑存储器的种类和存储器的最大容量，以及是否可以扩展。这些将体现PLC控制系统构成的方便性和灵活性。

    3)编程元件的能力。编程元件主要是指内部辅助继电器、定时器、计数器和特殊继电器等，编程元件的数量，定时器的计时范围和计时精度，计数器的计数方向和计数范围，这些都将直接影响PLC控制系统的软件编程能力。

    (2) I/O系统PLC控制系统的输入/输出点数的多少，是PLC系统设计时必须知道的参数，包括两个方面：一是I/O点数的估算，二是I/O模块的选择。

    1) I/O点数的估算。根据功能说明书，可统计出PLC系统的开关量I/O点数和模拟量I/O通道数，以及开关量和模拟量的信号类型。考虑到在前面设计中I/O点数可能有疏漏，并考虑到I/O端的分组情况以及隔离与接地要求，应在统计后得}H的I/O总点数的基础上，增加10%~15%的裕量。考虑裕量后的I/O总点数即为I/O点数的估算值，该估算值是PLC选型的主要技术依据。考虑到今后的调整和扩充，选定的PLC机型和能力极限值必须大于I/O点数估算值，并应尽量避免使PLC能力接近饱和，一般应留有30%左右的裕量。

    2) I/O模块的选择，包括对开关量输入模块和输出模块的选择。

    ①开关量输入模块的选择。PLC的输入模块用来检测来自现场（如按钮、行程开关和压力开关等）的电平信号，并将其转换为PLC内部的低电平信号。开关量输入模块按输入点数分为8点、12点、16点和32点等；按工作电压分，常用的有直流5V、12V、24V，交流110V、220V等；按外部接线方式考虑又可分为汇点式、分隔式输入等。

    选择输入模块主要应考虑以下两点：

    ·根据现场输入信号与输入模块间距离的远近来选择电压的高低。一般，24V以下属于低电平，其传输距离不宜太远。如12V电压模块一般不超过10m，距离较远的设备选用电压较高的模块比较可靠。

    ·高密度的输入模块，如32点输入模块，允许同时接通的点数取决于输入电压和环境温度。一般，同时接通的点数不得超过总输入点数的60%。

    ②开关量输出模块的选择，选择时应主要考虑以下3点：

    ·输出方式的选择，输出模块有3种输出方式：继电器输出（有触点、交/直流）、双向晶闸管输出（无触点、交流）和晶体管输出（无触点、直流）。其中继电器输出价格便宜，使用电压范围广，但因为有触点，故寿命较短且响应速度较慢；其他两种输出模块适用于通断频繁的负载且寿命相对较长。

    ·输出电流的选择，模块的输出电流必须大于负载电流的额定值，否则就应增加中间放大环节。对于电容性负载、热敏电阻负载，考虑到接通时有冲击电流，故要留有足够的裕量。

    ·输出模块同时接通点数的总电流不得超过模块规定的最大允许电流，如OMRON公司的CQM1-OC222是16点输出模块，每个点允许通过电流为2 A( AC250 V/DC24 V)，但整个模块允许通过的最大电流仅为8A。

    ③模拟量及特殊功能模块的选择。除了开关量信号以外，工业控制中还要对温度、压力和流量等过程变量进行检测和控制，模拟量输入/输出以及温度控制模块完成了外界的模拟量信号与PLC内部数字量信号间的转换。此外，还有一些特殊功能模块，这些模块中有自己的CPU和存储器，能在PLC的管理协调下独立地处理特殊任务，既完善了PLC的功能，又减轻了PLC的负担。

    (3)响应速度对于以数字量控制为主的PLC控制系统，PLC的响应速度都可以满足要求，不必特殊考虑。而对于含有模拟量的PLC控制系统，特别是含有较多闭环控制的系统，就必须考虑PLC的响应速度。一般从两个方面来考虑：一是执行指令时间；二是扫描周期。

    1)执行指令时间是指每处理1K条语句所需要的时间，在产品手册中可以查到。

    2)如果最大扫描周期可以重新设定，则可以根据用户程序来设定恰当的最大扫描周期，减少系统的响应时间。

    3)在要求实时性好的场合中，可以考虑中断控制或者采用直接I/O控制。

    (4)其他考虑  除上述因素外，还应考虑以下几点。

    1)工程投资及性能价格比。在众多满足系统工艺控制要求的PLC中，应根据工程投资，选择性能价格比较高的PLC。

    2)备品配件的统一性。根据机型统一的原则，尽可能考虑采用与本企业正在使用的同系列PLC机，以便于学习、使用和维护，备品备件通用，还可减少编程器的投资。

    3)技术支持。在选择机型和硬件配置时，还应考虑技术培训、设计指导和系统维修等技术支持。