PLC控制系统设计步骤及注意事项

可编程序控制器(PLC)是以微处理器技术为基础，综合计算机技术和自动控制技术发展起来的一种新型工业控制器，广泛应用于工业控制的各个领域。在现代化的工业生产设备中，有大量的数字量及模拟量的控制装置，例如电机的起停，电磁阀的开闭，产品的计数，温度压力流量的设定与控制等，在工业现场中采用可编程序控制器(PLC)来解决自动控制问题已成为最有效的方式之一。本文叙述了在进行PLC控制系统设计时应该注意的事项。

一、硬件选购

目前市场上的PLC产品众多，性价比越来越高，可选范围越来越大，为此，我们在选购时应从下面几个方面综合考虑，合理选购PLC产品：

1.1、系统规模 首先应确定系统是用PLC单机控制，还是用PLC网络控制，并由此计算PLC输入、输出点数 在确定PLC输入 输出点数时一般要在实际需要点数的基础上留有10%的余量。

1.2、负载类型 根据PLC输出端所带的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因素来确定输出端采用继电器输出，还是晶体管输出，或品闸管输出不同的负载选用不同的输出方式，这对系统的稳定运行是很重要的。

1.3、存储容量 与速度 一般存储容量越大、速度越快的PLC价格就越高 我们在选择时不应盲目追求大容量高速度，而应根据系统的大小合理的选用PLC产品。

1.4、工作环境 工作环境是PLC工作的硬性指标。自控系统将人们从繁忙的工作和恶劣的环境中解脱出来，就要求自控系统能够适应复杂的环境，诸如温度、湿度、噪音、信号屏蔽、工作电压等，一定要选择适应实际工作环境的产品。

1.5 、售后服务 应尽量选用大公司的产品，其质量有保障，且技术支持好，一般售后服务也较好，还有利于你的产品扩展与软件升级。

二、输入回路设计注意事项：

2.1、 电源回路PLC供电电源一般为AC85-240V(也有DC24V)，适应电源范围较宽，但为了抗干扰，应加装电源净化元件(如电源滤波器 1： 1隔离变压器等)。

2.2、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，用其带负载时要注意容量，同时要有短路保护措施。

2.3、 外部DC24V电源的使用 若输入回路有 DC24V供电的接近开关 光电开关等，而PLC上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的 - 端以及COM端相连，否则会影响PLC的运行。

2.4、 输入的灵敏度 当输入电压 电流小于各厂家对 PLC 的输人端电压和电流的规定，如当输入回路串有二极管或电阻(不能完全启动)，或者有并联电阻或有漏电流时(不能完全切断)，就会有误动作，造成灵敏度下降，对此应采取措施。当输入器件的输入电流大于PLC的最大输入电流时，也会引起误动作，应采用弱电流的输入器件，并且选用输入为共漏型输入的PLC。

三、输出回路设计注意事项：

3.1、输出方式选择

(1)继电器输出：优点是不同公共点之间可带不同的交直流负载，且电压也可不同，带负载电流可达2A 点;但继电器输出方式不适用于高频动作的负载，这是由继电器的寿命决定的 (2)晶闸管输出：带负载能力为0.2A/ 点，只能带交流负载，可适应高频动作，响应时间为 1ms (3)晶体管输出：最大优点是适应于高频动作，响应时间短，一般为0.2ms左右，但它只能带DC5-30V的负载，最大输出负载电流为0.5A/点，但每4点不得大于0.8A。当你的系统输出频率为每分钟 6 次以下时，应首选继电器输出，因其电路设计简单，抗干扰和带负载能力强 当频率为 10 次/min 以下时，既可采用继电器输出方式，也可采用PLC输出驱动达林顿三极管(5-10A)，再驱动负载。

3.2、抗干扰与外部互锁

当PLC输出带感性负载，负载断电时会对PLC的输出造成浪涌电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护 PLC 当两个物理量的输出在 PLC内部已进行软件互锁后，在 PLC的外部也应进行互锁，以加强系统的可靠性。

3.3、 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2个或1个输出点的 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PLC产品;当负载数量多而种类少时，采用一个 COM 点带4-8 个输出点的PLC产品，这样会对电路设计带来很多方便 每个COM点处加一熔丝，1-2个输出时加 2A 的熔丝，4-8点输出的加5-10A的熔丝。

3.4、PLC外部驱动电路

对于PLC输出不能直接带负载的情况下，必须在外部采用驱动电路：可以用三极管驱动，也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，且每路有显示二极管(LED)指示。印制板应做成插拔式，易于维修PLC的输入输出布线也有一定的要求，请看各公司的使用说明书。

四、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的数量都有限制，当扩展仍不能满足要求时，可采用网络结构。有些厂家产品的个别指令不支持扩展模块，因此，在进行软件编制时要注意当采用温度等模拟模块时，各厂家也有一些规定，请看相关的技术手册。各公司的扩展模块种类很多，如单输入模块、单输出模块输入输出模块、温度模块、高速输入模块等。

五、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 首先你应选用自己较熟悉的机型，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，不能适应你的实时要求，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。最后，还要向PLC的商家寻求网络设计和软件技术支持及详细的技术资料，至于选用几层工作站，依你的系统大小而定。

六、软件编制

在编制软件前，应首先熟悉所选用的PLC产品的软件说明书，待熟练后再编程。若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，这样可少出错，速度也快编程结束后先空调程序，待各个动作正常后，再在设备上调试。