浅析PLC控制系统设计要点

　　工控摘要：PLC，是在继电器和计算机的基础上发展而来的，并逐步发展成为以微处理器为核心，把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。可编程序控制器以其可靠性*（可编程控制器的平均*时间可达几十万小时，约30年）、能经受恶劣环境的考验、使用方便等巨大*性，迅速占领了工业自动控制领域，成为工业自动控制的产品。
　　
　　为了适应PLC技术日益广泛的应用趋势，近年来，许多职业技术学校开设了PLC这门具有很强实践性、创造性及时代发展性的课程。在PLC课程教学中，为使学生由被动听课变为主动探求、自主学习，达到掌握知识的目的;为使学生所设计的程序更加合理，与实际应用更加接近，在PLC控制系统设计时应注意以下几点。
　　
　　一、可编程序控制器（PLC）及编程器的选择
　　
　　虽然大部分学校所用的PLC只有一两种，但目前市场上的PLC产品众多，除国产品牌以外，国外的品牌有：日本OMRON、MITSUBISHI、FUJI、IDEC、HITACHI、松下，德国的西门子，韩国的LG等，我们除了要让学生熟练掌握学校现有PLC的应用外，还要让学生了解其他产品PLC的特点和应用。那么如何选择PLC产品呢?
　　
　　1.系统首先应按控制要求计算输入、输出（I/O）点数，并且在选用PLC时要在实际需要点数的基础上预留10%的余量，以备系统的扩展或改造。
　　
　　2.确定负载类型根据PLC输出端所带负载是直流型还是交流型，是大电流还是小电流，以及PLC输出点动作的频率等，从而确定输出端采用继电器输出还是晶体管输出，或是晶闸管输出。不同的负载选用不同的输出方式对系统的稳定运行是很重要的。
　　
　　3.存储容量与指令的执行速度是PLC选型的重要指标，一般存储量越大、速度越快的PLC价格就越高，尽管国外各厂家产品大体相同，但也有一定区别。
　　
　　4.“COM”点的选择，不同的PLC产品，其“COM”点的数量是不一样的，有的一个“COM”点带8个输出点，有的带4个输出点，也有带1个或2个输出点。当负载的种类多且电流大时，采用一个“COM”点带1～2个输出点的产品，当负载种类少数量多时，采用一个“COM”点带4-8个输出点产品。
　　
　　5.因为各生产厂家的开发软件不同，系统地兼容性也是选购时的重点，目前还没有发现*兼容的产品，应根据系统合理选用PLC产品。
　　
　　6.编程器的选用：PLC编程可采取三种方式：一是用一般的手持式编程器，它只能用厂家规定的语句表中的语句编程。这种方式易于现场调试并且体积小、成本低，但它的效率低、适应机种类型少，比较适用于系统容量小、用量少的系统中。二是图形编程器编程，这种方式采用图形方式编程，方便直观，一般电气人员短期就可以应用自如，但编程器价格较高。三是用IBM及其兼容个人计算机+PLC软件包编程，这种方式是效率zui高的一种方式，也是zui常用的一种方式，但大部分软件包价格昂贵。不过有一些软件包也可以网上免费下载。
　　
　　7.尽量选用大公司的产品，因为其产品质量有保障，且好，一般售后服务也较好，有利于以后产品的扩展与软、硬件升级。
　　
　　二、输入、输出回路的设计
　　
　　1.电源回路。PLC供电一般为AC85-240V（也有DC24V），适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源滤波器或1：1隔离变压器。
　　
　　2.PLC上DC24V电源的使用。各公司PLC产品上一般都有DC24V电源，但该电源容量小，为几十毫安至几百毫安，用其带负载时应注意容量，同时做好防短路措施（因为该电源的过载或短路将影响PLC的运行）。
　　
　　3.外部DC24V电源。若输入回路有DC24V供电的接近开关、光电开关等，而PLC上的DC24V电源容量不够时，要从外部提供DC24V电源;但该电源的“—”端不要与PLC的DC24V电源的“—”端以及“COM”端相连，否则会影响PLC的运行。
　　
　　4.输入的灵敏度。各生产厂家对PLC的输入电压和电流都有规定，当输入元件的输入电流大于PLC的zui大输入电流或有漏电流时，就会有误动作，降低灵敏度。所以应用弱电流输入并对漏电流采取防护措施，并且选用输入为供漏型输入的PLC。
　　
　　5.外部互锁与接地。（1）联锁。利用PLC控制电机正反转等正、反动作时，为避免PC的异常动作引起事故及机械损坏，应在外部组成一个联锁回路。
　　
　　（2）接地：为了保证PLC控制系统的安全，在实际应用中PLC需可靠接地。接地线不得与其它设备共用或与建筑物的金属结构连接，否则会适得其反，受到恶劣影响。
　　
　　6.PLC外部驱动电路。对于PLC输出不能直接带动负载的情况下，必须在外部采用驱动电路，可以用固态继电器或晶闸管电路驱动，同时应采用保护电路和浪涌吸收电路。另外PLC的输入输出布线也有一定要求，请参照各公司的使用说明书。
　　
　　三、扩展模块的选用
　　
　　对于小的系统，如80点以内的系统，一般不需要扩展;当系统较大时，就要扩展。不同公司的产品，对系统总点数及扩展模块数量都有限制，当扩展仍不能满足需要时，可采用网络结构。同时，有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编程时要注意。当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请参阅相关技术手册。
　　
　　四、PLC的网络设计
　　
　　当用PLC进行网络设计时，其难度比PLC单机控制大得多，首先应选用自己比较熟悉的机型，对其基本指令和功能指令有较深入的了解，并且指令的执行速度和用户程序存储容量也应仔细了解。否则不能适应实时要求，造成系统崩溃。另外对通信接口、通信协议、数据传送速度等也要考虑。zui后还要向PLC的厂家寻求网络设计和软件支持及详细技术资料，至于选用几层工作站，依照系统大小而定。
　　
　　五、程序设计
　　
　　在设计程序前，应首先熟悉所选用的PLC产品说明书，待熟悉后再编程。若采用图形编程器或软件包编程，则可直接编程，若用手持编程器编程，应先画出梯形图，然后编程，这样可以减少出错，速度也快，编成完成后先空运转，待各个动作正常后，再在设备上调试。