１　機型的選擇
ＰＬＣ機型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇zui可靠、維護使用zui方便以及性能價格比的*化機型。
在工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，建議選用整體式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ；其它情況則選用模塊式結(jié)構(gòu)的ＰＬＣ。
對于開關(guān)量控制以及以開關(guān)量控制為主、帶少量模擬量控制的工程項目中，一般其控制速度無須考慮，因此，選用帶Ａ／Ｄ轉(zhuǎn)換、Ｄ／Ａ轉(zhuǎn)換、加減運算、數(shù)據(jù)傳送功能的低檔機就能滿足要求。
而在控制比較復(fù)雜，控制功能要求比較高的工程項目中（如要實現(xiàn)ＰＩＤ運算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等），可視控制規(guī)模及復(fù)雜程度來選用中檔或機。其中機主要用于大規(guī)模過程控制、全ＰＬＣ的分布式控制系統(tǒng)以及整個工廠的自動化等。根據(jù)不同的應(yīng)用對象，表１列出了ＰＬＣ的幾種功能選擇。
表 1 PLC 的功能及應(yīng)用場合
序 號
應(yīng)用對象
功 能 要 求
應(yīng) 用 場 合

1
替代繼電器
繼電器觸點輸入 / 輸出、邏輯線圈、定時器、計數(shù)器
替代傳統(tǒng)使用的繼電器，完成條件控制和時序控制功能

2
數(shù)學(xué)運算
四則數(shù)學(xué)運算、開方、對數(shù)、函數(shù)計算、雙倍精度的數(shù)學(xué)運算
設(shè)定值控制、流量計算； PID 調(diào)節(jié)、定位控制和工程量單位換算

3
數(shù)據(jù)傳送
寄存器與數(shù)據(jù)表的相互傳送等
數(shù)據(jù)庫的生成、信息管理、 BAT-CH （批量）控制、診斷和材料處理等

4
矩陣功能
邏輯與、邏輯或、異或、比較、置位（位修改）、移位和變反等
這些功能通常按“位”操作，一般用于設(shè)備診斷、狀態(tài)監(jiān)控、分類和報警處理等

5
功能
表與塊間的傳送、校驗和、雙倍精度運算、對數(shù)和反對數(shù)、平方根、 PID 調(diào)節(jié)等
通信速度和方式、與上位計算機的聯(lián)網(wǎng)功能、調(diào)制解調(diào)器等

6
診斷功能
PLC 的診斷功能有內(nèi)診斷和外診斷兩種。內(nèi)診斷是 PLC 內(nèi)部各部件性能和功能的診斷，外診斷是*處理機與 I/O 模塊信息交換的診斷
--

7
串行接口（ RS-232C ）
一般中型以上的 PLC 都提供一個或一個以上串行標(biāo)準(zhǔn)接口（ RS-232C ），以例連接打印機、 CRT 、上位計算機或另一臺 PLC
--

8
通信功能
現(xiàn)在的 PLC 能夠支持多種通信協(xié)議。比如現(xiàn)在比較流行的工業(yè)以太網(wǎng)等
對通信有特殊要求的用戶

對于一個大型企業(yè)系統(tǒng)，應(yīng)盡量做到機型統(tǒng)一。這樣，同一機型的ＰＬＣ模塊可互為備用，便于備品備件的采購和管理；同時，其統(tǒng)一的功能及編程方法也有利于技術(shù)力量的培訓(xùn)、技術(shù)水平的提高和功能的開發(fā)；此外，由于其外部設(shè)備通用，資源可以共享，因此，配以上位計算機后即可把控制各獨立系統(tǒng)的多臺ＰＬＣ聯(lián)成一個多級分布式控制系統(tǒng)，這樣便于相互通信，集中管理。
２　輸入／輸出的選擇
ＰＬＣ是一種工業(yè)控制系統(tǒng)，它的控制對象是工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，工作環(huán)境是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場。它與工業(yè)生產(chǎn)過程的是通過Ｉ／Ｏ接口模塊來實現(xiàn)的。
通過Ｉ／Ｏ接口模塊可以檢測被控生產(chǎn)過程的各種參數(shù)，并以這些現(xiàn)場數(shù)據(jù)作為控制信息對被控對象進(jìn)行控制。同時通過Ｉ／Ｏ接口模塊將控制器的處理結(jié)果送給被控設(shè)備或工業(yè)生產(chǎn)過程，從而驅(qū)動各種執(zhí)行機構(gòu)來實現(xiàn)控制。ＰＬＣ從現(xiàn)場收集的信息及輸出給外部設(shè)備的控制信號都需經(jīng)過一定距離，為了確保這些信息的正確無誤，ＰＬＣ的Ｉ／Ｏ接口模塊都具有較好的抗*力。根據(jù)實際需要，一般情況下，ＰＬＣ都有許多Ｉ／Ｏ接口模塊，包括開關(guān)量輸入模塊、開關(guān)量輸出模塊、模擬量輸入模塊、模擬量輸出模塊以及其它一些特殊模塊，使用時應(yīng)根據(jù)它們的特點進(jìn)行選擇。
２．１ 確定Ｉ／Ｏ點數(shù)
根據(jù)控制系統(tǒng)的要求確定所需要的Ｉ／Ｏ點數(shù)時應(yīng)再增加１０％～２０％的備用量，以便隨時增加控制功能。對于一個控制對象，由于采用的控制方法不同或編程水平不同，Ｉ／Ｏ點數(shù)也應(yīng)有所不同。
表２列出了典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的Ｉ／Ｏ點數(shù)。
表 2 典型傳動設(shè)備及常用電氣元件所需的開關(guān)量的 I/O 點數(shù)
序 號
電氣設(shè)備、元件
輸入點數(shù)
輸出點數(shù)
序 號
電氣設(shè)備、元件
輸入點數(shù)
輸出點數(shù)

1
Y- 起動的籠型異步電動機
4
3
12
光電管開關(guān)
2
-

2
單向運行的籠型異步電動機
4
1
13
信號燈
-
1

3
可逆運行的籠型異步電動機
5
2
14
撥碼開關(guān)
4
-

4
單向變極電動機
5
3
15
三檔波段開關(guān)
3
-

5
可逆變極電動機
6
4
16
行程開關(guān)
1
-

6
單向運行的直流電動機
9
6
17
接近開關(guān)
1
-

7
可逆運行的直流電動機
12
8
18
制動器
-
1

8
單線圈電磁閥
2
1
19
風(fēng)機
-
1

9
雙線圈電磁閥
3
2
20
位置開關(guān)
2
-

10
比例閥
3
5
21
單向運行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機
3
4

11
按鈕
1
-
22
可逆運行的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機
4
5

２．２ 開關(guān)量輸入／輸出
通過標(biāo)準(zhǔn)的輸入／輸出接口可從傳感器和開關(guān)（如按鈕、限位開關(guān)等）及控制（開／關(guān)）設(shè)備（如指示燈、報警器、電動機起動器等）接收信號。典型的交流輸入／輸出信號為２４～２４０Ｖ，直流輸入／輸出信號為５～２４０Ｖ。
盡管輸入電路因制造廠家不同而不同，但有些特性是相同的。如用于消除錯誤信號的抖動電路；免于較大瞬態(tài)過電壓的浪涌保護電路等。此外，大多數(shù)輸入電路在高壓電源輸入和接口電路的控制邏輯部分之間都設(shè)有可選的隔離電路。
在評估離散輸出時，應(yīng)考慮熔絲、瞬時浪涌保護和電源與邏輯電路間的隔離電路。熔絲電路也許在開始時花費較多，但可能比在外部安裝熔絲耗資要少。
２．３ 模擬量輸入／輸出
模擬量輸入／輸出接口一般用來感知傳感器產(chǎn)生的信號。這些接口可用于測量流量、溫度和壓力，并可用于控制電壓或電流輸出設(shè)備。這些接口的典型量程為－１０～＋１０Ｖ、０～＋１０Ｖ、４～２０ｍＡ或１０～５０ｍＡ。
一些制造廠家在ＰＬＣ上設(shè)計有特殊模擬接口，因而可接收低電平信號如ＲＴＤ、熱電偶等。一般來說，這類接口模塊可用于接收同一模塊上不同類型的熱電偶或ＲＴＤ混合信號。
２．４ 特殊功能輸人／輸出
在選擇一臺ＰＬＣ時，用戶可能會面臨一些特殊類型且不能用標(biāo)準(zhǔn)Ｉ／Ｏ實現(xiàn)的Ｉ／Ｏ限定如定位、快速輸入、頻率等。此時用戶應(yīng)當(dāng)考慮供銷廠商是否提供有特殊的有助于zui大限度減小控制作用的模塊。有些特殊接口模塊自身能處理一部分現(xiàn)場數(shù)據(jù)，從而使ＣＰＵ從耗時的任務(wù)處理中解脫出來。
２．５ 智能式輸入／輸出
當(dāng)前，ＰＬＣ的生產(chǎn)廠家相繼推出了一些智能式的輸入／輸出模塊。一般智能式輸入／輸出模塊本身帶有處理器，可對輸入或輸出信號作預(yù)先規(guī)定的處理，并將處理結(jié)果送入ＣＰＵ或直接輸出，這樣可提高ＰＬＣ的處理速度并節(jié)省存儲器的容量。
智能式輸入／輸出模塊有高速計數(shù)器（可作加法計數(shù)或減法計數(shù)）、凸輪模擬器（用作編碼輸人）、帶速度補償?shù)耐馆喣M器、單回路或多回路的ＰＩＤ調(diào)節(jié)器、ＡＳＣＩＩ／ＢＡＳＩＣ處理器、ＲＳ—２３２Ｃ／４２２接口模塊等。表３歸納了選擇Ｉ／Ｏ模塊的一般規(guī)則。
表 3 選擇 PLC 的 I/O 接口模塊的一般規(guī)則
I/O 模塊類型
現(xiàn)場設(shè)備或操作（舉例）
說 明

離散輸入模塊和 I/O 模塊
選擇開關(guān)、按鈕、光電開關(guān)、限位開關(guān)、電路斷路器、接近開關(guān)、液位開關(guān)、電動機起動器觸點、繼電器觸點、撥盤開關(guān)
輸入模塊用于接收 ON/OFF 或 OPENED/CLOSED （開 / 關(guān)）信號，離散信號可以是直流的，也可以是交流的

離散輸出模塊和 I/O 模塊
報警器、控制繼電器、風(fēng)扇、指示燈，揚聲器、閥門、電動機起動器、電磁線圈
輸出模塊用于將信號傳遞到 ON/OFF 或 OPENED/CLOSED （開 / 關(guān)）設(shè)備。離散信號可以是交流或直流

模擬量輸入模塊
溫度變送器、壓力變送器、濕度變送器、流量變送器、電位器
將連續(xù)的模擬量信號轉(zhuǎn)換成 PLC 處理器可接受的輸入值

模擬量輸出模塊
模擬量閥門、執(zhí)行機構(gòu)、圖表記錄器、電動機驅(qū)動器、模擬儀表
將 PLC 處理器的輸出轉(zhuǎn)為現(xiàn)場設(shè)備使用的模擬量信號（通常是通過變送器進(jìn)行）

特種 I/O 模塊
電阻、電偶、編碼器、流量計、 I/O 通信、 ASCII 、 RF 型設(shè)備、稱重計、條形碼閱讀器、標(biāo)簽閱讀器、顯示設(shè)備
通常用作位置控制、 PID 和外部設(shè)備通信等專門用途

３?。校蹋么鎯ζ黝愋图叭萘窟x擇
ＰＬＣ系統(tǒng)所用的存儲器基本上由ＰＲＯＭ、Ｅ - ＰＲＯＭ及ＰＡＭ三種類型組成，存儲容量則隨機器的大小變化，一般小型機的zui大存儲能力低于６ｋＢ，中型機的zui大存儲能力可達(dá)６４ｋＢ，大型機的zui大存儲能力可上兆字節(jié)。使用時可以根據(jù)程序及數(shù)據(jù)的存儲需要來選用合適的機型，必要時也可專門進(jìn)行存儲器的擴充設(shè)計。
ＰＬＣ的存儲器容量選擇和計算的*種方法是：根據(jù)編程使用的節(jié)點數(shù)計算存儲器的實際使用容量。第二種為估算法，用戶可根據(jù)控制規(guī)模和應(yīng)用目的，按照表４的公式來估算。為了使用方便，一般應(yīng)留有２５％～３０％的裕量，獲取存儲容量的*方法是生成程序，即用了多少字。知道每條指令所用的字?jǐn)?shù)，用戶便可確定準(zhǔn)確的存儲容量。表４同時給出了存儲器容量的估算方法。
表 4 控制目的估算存儲器容量的方法
控制目的
公 式
說 明

代替繼電路
M=Km （ 10DI+5D0 ）
DI 為數(shù)字（開關(guān)）量輸入信號； Do 為數(shù)字（開關(guān)）量輸出信號； AI 為模擬量輸入信號； Km 為每個接點所點存儲器字節(jié)數(shù)； M 為存儲器容量

模擬量控制
M=Km（10DI+5Do+100AI）

多路采樣控制
M=Km[10DI+5Do+100AI+（1+ 采樣點× 0.25]

４　軟件選擇
在系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中，ＰＬＣ的編程問題是非常重要的。用戶應(yīng)當(dāng)對所選擇ＰＬＣ產(chǎn)品的軟件功能有所了解。通常情況下，一個系統(tǒng)的軟件總是用于處理控制器具備的控制硬件的。但是，有些應(yīng)用系統(tǒng)也需要控制硬件部件以外的軟件功能。例如，一個應(yīng)用系統(tǒng)可能包括需要復(fù)雜數(shù)學(xué)計算和數(shù)據(jù)處理操作的特殊控制或數(shù)據(jù)采集功能。指令集的選擇將決定實現(xiàn)軟件任務(wù)的難易程度?？捎玫闹噶罴瘜⒅苯佑绊憣崿F(xiàn)控制程序所需的時間和程序執(zhí)行的時間。
５　支撐技術(shù)條件的考慮
選用ＰＬＣ時，有無支撐技術(shù)條件同樣是重要的選擇依據(jù)。支撐技術(shù)條件包括下列內(nèi)容：
（１）編程手段
●便攜式簡易編程器主要用于小型ＰＬＣ，其控制規(guī)模小，程序簡單，可用簡易編程器。
●ＣＲＴ編程器適用于大中型ＰＬＣ，除可用于編制和輸入程序外，還可編輯和打印程序文本。
●由于ＩＢＭ—ＰＣ已得到普及推廣，ＩＢＭ—ＰＣ及其兼容機編程軟件包是ＰＬＣ很好的編程工具。目前，ＰＬＣ廠商都在致力于開發(fā)適用自己機型的ＩＢＭ—ＰＣ及其兼容機編程軟件包，并獲得了成功。
（２）進(jìn)行程序文本處理
●簡單程序文本處理以及圖、參量狀態(tài)和位置的處理，包括打印梯形邏輯；
●程序標(biāo)注，包括觸點和線圈的賦值名、網(wǎng)絡(luò)注釋等，這對用戶或軟件工程師閱讀和調(diào)試程序非常有用。
●圖形和文本的處理。
（３）程序儲存方式
對于技術(shù)資料檔案和備用資料來說，程序的儲存方法有磁帶、軟磁盤或ＥＥＰＲＯＭ存儲程序盒等方式，具體選用哪種儲存方式，取決于所選機型的技術(shù)條件。
（４）通信軟件包
對于網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)或需用上位計算機管理的控制系統(tǒng)，有無通信軟件包是選用ＰＬＣ的主要依據(jù)。通信軟件包往往和通信硬件一起使用，如調(diào)制解調(diào)器等。
６?。校蹋玫沫h(huán)境適應(yīng)性
由于ＰＬＣ通常直接用于工業(yè)控制，生產(chǎn)廠都把它設(shè)計成能在惡劣的環(huán)境條件下可靠地工作。盡管如此，每種ＰＬＣ都有自己的環(huán)境技術(shù)條件，用戶在選用時，特別是在設(shè)計控制系統(tǒng)時，對環(huán)境條件要給予充分的考慮。
一般ＰＬＣ及其外部電路（包括Ｉ／Ｏ模塊、輔助電源等）都能在表５所列的環(huán)境條件下可靠工作。
表 5 PLC 的工作環(huán)境
序 號
項 目
說 明

1
濕度
工作溫度范圍為 0 ～ 55 ℃，zui高為 60 ℃，貯存溫度范圍為 -40 ～ +85 ℃

2
濕度
相對濕度 5% ～ 95%＊ 無凝結(jié)霜）

3
振動和沖擊
滿足電工委員會標(biāo)準(zhǔn)

4
電源
采用 220V 交流電源，允許變化范圍為 -15% ～ +15% ，頻率為 47 ～ 53Hz ，瞬間停電保持 10ms

5
環(huán)境
周圍空氣不能混有可燃性、爆炸性和腐蝕性氣體

７　結(jié)束語
隨著科技的不斷進(jìn)步，ＰＬＣ的種類日益繁多，功能也逐漸增強。文章中盡管歸納了一些選用ＰＬＣ的方法，但在實際工作中還一定要依據(jù)實際情況做出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以便設(shè)計出滿足期望的控制系統(tǒng)。