PLC控制系統設計步驟及注意事項

可編程序控制器(PLC)是以微處理器技術為基礎，綜合計算機技術和自動控制技術發展起來的一種新型工業控制器，廣泛應用于工業控制的各個領域。在現代化的工業生產設備中，有大量的數字量及模擬量的控制裝置，例如電機的起停，電磁閥的開閉，產品的計數，溫度壓力流量的設定與控制等，在工業現場中采用可編程序控制器(PLC)來解決自動控制問題已成為最有效的方式之一。本文敘述了在進行PLC控制系統設計時應該注意的事項。

一、硬件選購

目前市場上的PLC產品眾多，性價比越來越高，可選范圍越來越大，為此，我們在選購時應從下面幾個方面綜合考慮，合理選購PLC產品：

1.1、系統規模 首先應確定系統是用PLC單機控制，還是用PLC網絡控制，并由此計算PLC輸入、輸出點數 在確定PLC輸入 輸出點數時一般要在實際需要點數的基礎上留有10%的余量。

1.2、負載類型 根據PLC輸出端所帶的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因素來確定輸出端采用繼電器輸出，還是晶體管輸出，或品閘管輸出不同的負載選用不同的輸出方式，這對系統的穩定運行是很重要的。

1.3、存儲容量 與速度 一般存儲容量越大、速度越快的PLC價格就越高 我們在選擇時不應盲目追求大容量高速度，而應根據系統的大小合理的選用PLC產品。

1.4、工作環境 工作環境是PLC工作的硬性指標。自控系統將人們從繁忙的工作和惡劣的環境中解脫出來，就要求自控系統能夠適應復雜的環境，諸如溫度、濕度、噪音、信號屏蔽、工作電壓等，一定要選擇適應實際工作環境的產品。

1.5 、售后服務 應盡量選用大公司的產品，其質量有保障，且技術支持好，一般售后服務也較好，還有利于你的產品擴展與軟件升級。

二、輸入回路設計注意事項：

2.1、 電源回路PLC供電電源一般為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)。

2.2、PLC上DC24V電源的使用 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，用其帶負載時要注意容量，同時要有短路保護措施。

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

2.4、 輸入的靈敏度 當輸入電壓 電流小于各廠家對 PLC 的輸人端電壓和電流的規定，如當輸入回路串有二極管或電阻(不能完全啟動)，或者有并聯電阻或有漏電流時(不能完全切斷)，就會有誤動作，造成靈敏度下降，對此應采取措施。當輸入器件的輸入電流大于PLC的最大輸入電流時，也會引起誤動作，應采用弱電流的輸入器件，并且選用輸入為共漏型輸入的PLC。

三、輸出回路設計注意事項：

3.1、輸出方式選擇

(1)繼電器輸出：優點是不同公共點之間可帶不同的交直流負載，且電壓也可不同，帶負載電流可達2A 點;但繼電器輸出方式不適用于高頻動作的負載，這是由繼電器的壽命決定的 (2)晶閘管輸出：帶負載能力為0.2A/ 點，只能帶交流負載，可適應高頻動作，響應時間為 1ms (3)晶體管輸出：最大優點是適應于高頻動作，響應時間短，一般為0.2ms左右，但它只能帶DC5-30V的負載，最大輸出負載電流為0.5A/點，但每4點不得大于0.8A。當你的系統輸出頻率為每分鐘 6 次以下時，應首選繼電器輸出，因其電路設計簡單，抗干擾和帶負載能力強 當頻率為 10 次/min 以下時，既可采用繼電器輸出方式，也可采用PLC輸出驅動達林頓三極管(5-10A)，再驅動負載。

3.2、抗干擾與外部互鎖

當PLC輸出帶感性負載，負載斷電時會對PLC的輸出造成浪涌電流的沖擊，為此，對直流感性負載應在其旁邊并接續流二極管，對交流感性負載應并接浪涌吸收電路，可有效保護 PLC 當兩個物理量的輸出在 PLC內部已進行軟件互鎖后，在 PLC的外部也應進行互鎖，以加強系統的可靠性。

3.3、 COM 點的選擇

不同的PLC產品，其COM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2個或1個輸出點的 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PLC產品;當負載數量多而種類少時，采用一個 COM 點帶4-8 個輸出點的PLC產品，這樣會對電路設計帶來很多方便 每個COM點處加一熔絲，1-2個輸出時加 2A 的熔絲，4-8點輸出的加5-10A的熔絲。

3.4、PLC外部驅動電路

對于PLC輸出不能直接帶負載的情況下，必須在外部采用驅動電路：可以用三極管驅動，也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，且每路有顯示二極管(LED)指示。印制板應做成插拔式，易于維修PLC的輸入輸出布線也有一定的要求，請看各公司的使用說明書。

四、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的數量都有限制，當擴展仍不能滿足要求時，可采用網絡結構。有些廠家產品的個別指令不支持擴展模塊，因此，在進行軟件編制時要注意當采用溫度等模擬模塊時，各廠家也有一些規定，請看相關的技術手冊。各公司的擴展模塊種類很多，如單輸入模塊、單輸出模塊輸入輸出模塊、溫度模塊、高速輸入模塊等。

五、PLC的網絡設計

當用PLC進行網絡設計時，其難度比PLC單機控制大得多 首先你應選用自己較熟悉的機型，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，不能適應你的實時要求，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考慮。最后，還要向PLC的商家尋求網絡設計和軟件技術支持及詳細的技術資料，至于選用幾層工作站，依你的系統大小而定。

六、軟件編制

在編制軟件前，應首先熟悉所選用的PLC產品的軟件說明書，待熟練后再編程。若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，這樣可少出錯，速度也快編程結束后先空調程序，待各個動作正常后，再在設備上調試。