乐利官网

PLC控制系统硬件设计

1. 传感器的确定

传感器相当于整个系统的“眼睛”，它的确定对系统有着至关重要的影响。一般来说，选择一个传感器时，应注意下面几个问题：①测量范围；②测量精度；③可靠性；④接口类型。

2. 执行器的确定

执行器相当于整个系统的“手臂”，其重要性不言而喻。与选择传感器相对应，在选择执行器时，应考虑到下面几个问题：①输出范围；②输出精度；③可靠性；④接口类型。

在硬件设计中，对输入、输出点进行估算是一个重要的工作，控制系统总的输入、输出点数可以根据实际设备的I/O点汇总，然后另加10%至20%的备用量估算。

1. 数字量I/O点数的确定

一般来说，一个按钮要占一个输入点；一个光电开关要占一个输入点；而对于选择开关来说，一般有几个位置就要占几个输入点；对各种位置开关一般占一个或两个输入点；一个信号灯占一个输出点。一般可用下式进行估算：

2. 模拟量I/O点数的确定

模拟量I/O点数的确定，一般应根据实际需要来确定，并预留出适当的备用点即可。

3. 存储器容量的估算

    这里所说的存储器容量与用户程序所需的内存容量不同，前者指的是硬件存储器容量，而后者指的是存储器中为用户开放的部分。用户程序所需的内存容量只能做粗略的估算，它与PLC的输入/输出点数成正比，此外，还受通信数据量、编程人员水平等因素的影响。

4. 控制模块的选择

确定了PLC的输入/输出点数及存储器的容量后，下一步进行的是PLC模块的选择，主要包括CPU模块，数字量和模拟量输入/输出模块等；

（1）对于CPU模块选择，一般要考虑到以下几个问题：

1）通信端口类型

2）运算速度

3）特殊功能（如高速计数等）

4）存储器（卡）容量

5）对采样周期、响应速度的要求

（2）在选择扩展模块时，一般应注意以下方面：

1）模块的电压等级。可根据现场设备与模块间的距离来确定。当外部线路较长时，可选用交流220V电源；当外部线路较短，且控制设备相对较集中时，可选用DC24V电源。

2）  数字量输出模块的输出类型。数字量输出有继电器、晶闸管、晶体管三种形式。在通断不频繁的场合应该选用继电器输出；在通断频繁的场合，应该选用晶闸管或晶体管输出，注意晶闸管只能用于交流负载，晶体管只能用于直流负载。

3）  模拟量信号类型。模拟量信号传输应尽量采用电流型信号传输。因为电压量信号极易引入干扰，一般电压信号仅用于控制设备柜内电位器的设置，或者距离较近、电磁环境好的场合。

5. 控制柜设计

在大多数系统中，都需要设计控制柜，它可以将工业现场的恶劣环境与控制器隔离，使系统可靠的运行。一般来说，设计控制柜时应考虑到下面几个问题：

（1）尺寸大小。要根据现场的安装位置和空间，设计合适的尺寸大小。切忌在设计完工之后才发现在现场不能安装。而在外观方面没什么太严格的要求，只要看得简洁明了就好。

（2）电路图。在设计控制柜的电路图时，一方面要考虑到工业现场的环境，另一方面要考虑到系统的安全性。

（3）电源。在充分计算好系统所需的功率后，选择合适的电源。并根据系统需要，选择是否需要电源的备份。

（4）紧急停止。紧急停止与正常的停止运行有很大的不同，紧急停止主要从硬件的方式上确保了系统在出问题时的可靠和安全。

（5）其他。对于接线方式、接地保护、接线排的余量等问题，在设计时都要予以详细的考虑。

I/O模块原理图是传感器、执行器与I/O模块连接原理图。在设计时，应多查阅相关的I/O模块以及传感器和执行器的手册资料，对其连接的方式应予以充分的了解。这样在设计时才不会出现问题。同时还应考虑到裕量问题，即留出一部分I/O端口作备用，以便以后维修或者扩展之用。