1引言

PLC是工業自動化的基礎平臺。PLC應用系統設計的首要問題是工程選型與編程平臺的架構設計。其次，PLC在解決自動化工程問題時首先面臨輸入輸出系統的工程設計正確性問題。對于大量的數字量及模擬量的控制裝置，例如電磁閥的開閉，電機的起停，溫度、壓力、流量的設定,產品的計數與控制等，工業現場中的這些自動控制節點需要事先進行分門別類的工程分析與正確設計。

2 PLC及編程系統的選型設計

在當今行業市場上PLC產品種類眾多，除國產品牌以外，國外的品牌有:日本OMRON、HITACHI、FUJI、IDEC、松下、MITSUBISHI、德國的西門子，韓國的LG等等，如何合理選型PLC產品？
2.1通訊要求與I/O點數裕量

首先，應該確定系統用PLC單機控制還是用PLC形成網絡，由此計算出輸入、輸出(I/O)點數，并且在選購PLC時要在實際需要點數的基礎上預留10%的余量。

2.2I/O負載分析

確定負載類型。根據PLC輸出端所帶負載是直流型還是交流型，是大電流還是小電流，以及PLC輸出點動作的頻率等，從而確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或是晶閘管輸出。不同的負載選用不同的輸出方式對系統的穩定運行是極為重要的。

2.3運行速度

執行速度。存儲容量與指令的執行速度是PLC選型的重要指標，一般存儲量越大、速度越快的PLC,其價格就越高，盡管國外各廠家產品大體相同，但也有一定區別。

2.4獨立I/O公用端口(COM)編組規模

“COM”點的選擇。不同的PLC產品，其“COM”端口的點的數量是不一樣的，有的一個“COM”點帶8個輸出點，有的帶4個輸出點，也有帶1個或2個輸出點。當負載的種類多，且電流大時，采用一個“COM”點帶1—2個輸出點的產品，當負載種類少，數量多時，采用一個“COM”點帶4—8個輸出點產品。

2.5系統兼容

系統的兼容性。由于各生產廠家的開發軟件不同，系統的兼容性也是選購時的重點，目前還沒有發現完全兼容的產品，應根據系統合理地選用PLC產品。

2.6編程平臺

編程器的選購。PLC編程可采取三種方式:一是用一般的手持式編程器。它只能用廠家出廠規定的語句表中的語句來編程,其優點是易于現場調試并且體積小、成本低，但它的效率低，適應機種類型少，比較適用于系統容量小、用量少的系統中。二是圖形編程器編程，這種方式采用圖形方式編程，方便直觀，一般電氣人員短期就可以應用自如，但編程器價格較高。三是用IBM及其兼容個人計算機+PLC軟件包編程，這種方式是效率最高的一種方式，也是最常用的一種方式，但大部分軟件包價格昂貴。

2.7PLC制造商選擇

盡量選用大公司的產品。因為大公司的產品，質量有保障，且技術支持好，一般售后服務也較好，有利于以后產品的擴展與軟、硬件升級。

3輸入、輸出回路的設計

3.1本體電源回路

PLC供電一般為AC85-240V(也有DC24V)，適應電源范圍較寬，但為了抗干擾，應加裝電源凈化元件(如電源濾波器、1:1隔離變壓器等)。

3.2外部I/O驅動電源

若輸入回路有DC24V供電的接近開關、光電開關等，而PLC上的DC24V電源容量不夠時，要從外部提供DC24V電源，但該電源的“一”端不要與PLC的DC24V電源的“一”以及“COM”端相連，否則會影響PLC的運行。

3.3自備I/O驅動電源

各公司PLC產品上一般都有DC24V電源，但該電源容量小，為幾十毫安至幾百毫安，用其帶負載時應注意容量，同時做好防短路措施(因為該電源的過載或短路將影響PLC的運行)。

3.4輸入靈敏度

生產廠家對PLC的輸入電壓和電流都有規定，當輸入元件的輸入電流大于PLC的最大輸入電流或有漏電流時，就會有誤動作，降低靈敏度，所以應適用弱電流輸入并對漏電流采取防護措施，并且選用輸入為共漏型輸入的PLC。兩線式傳感器(光電開關、無觸點開關)有LED的限位開關時，輸入漏電流會產生錯誤輸入或燈亮，對策為連接泄放電阻降低輸入阻抗。

對于晶體管或雙向可控硅輸出端，若接到一個較大沖擊電流的設備上，就必須考慮負載保護。

3.5感性負載處理

在輸入、輸出端接感性負載時，要在負載兩端并聯一個沖擊抑制器或續流二極管。

3.6 PLC外部驅動電路

對于PLC輸出不能直接帶動負載的情況下，必須在外部采用驅動電路，可以用固態繼電器或晶閘管電路驅動，同時應采用保護電路和浪涌吸收電路。另外PLC的輸入輸出布線也有一定要求，請參照各公司的使用說明書。需要特別指出，對于常見的AC220V感性小負載，例如交流接觸器、交流線圈繼電器、電磁閥等，盡管技術標稱可能符合直接驅動規范，工程上絕對不主張PLC直接驅動的簡約設計，應該通過中間繼電器間接驅動。

4擴展模塊的選用

對于小的系統，如80點以內的系統，一般不需要擴展;當系統較大時，就要擴展。不同公司的產品，對系統總點數及擴展模塊數量都有限制，當擴展仍不能滿足需要時，可采用網絡結構。同時，有些廠家產品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編程時要注意。當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規定，請參閱相關技術手冊。

5PLC通訊設計

當用PLC進行網絡設計時，其難度比PLC單機控制大得多。首先應選用自己比較熟悉的機型，對其基本指令和功能指令有較深入的了解，并且指令的執行速度和用戶程序存儲容量也應仔細了解。否則，不能適應實時要求，造成系統崩潰。另外對通信接口、通信協議、數據傳送速度等也要進行必要地考慮。

最后，向PLC的廠家尋求網絡設計和軟件支持及詳細技術資料，至于選用幾層工作站，依照系統大小而定。

6軟件程序編制

在編制軟件前，應首先熟悉所選用的PLC產品說明書，待熟悉后再編程。若采用圖形編程器或軟件包編程，則可直接編程，若用手持編程器編程，應先畫出梯形圖，然后編程，這樣可以減少出錯，速度也快，編成完成后先空運轉，待各個動作正常后，再在設備上進行調試。

7PLC應用中需要注意的問題

雖然PLC是一種用于工業現場的前端自動化技術基礎裝備，可以直接在多數工業環境中使用。然而，當生產環境過于惡劣，電磁干擾特別強烈，或安裝使用不當，就可能造成程序錯誤或運算錯誤，從而產生誤輸入并引起誤輸出，這將會造成設備的失控和誤動作，從而不能保證PLC的正常運行，要提高PLC控制系統可靠性，一方面要求PLC生產廠家提高設備的抗干擾能力；另一方面，要求設計、安裝和使用維護中引起高度重視，多方配合才能完善解決問題，有效地增強系統的抗干擾性能。因此在使用中應注意以下問題。